новости космоса
3565 20
08 декабря 2019 19:33:31

НАСА взрывает топливный бак SLS для проверки прочности

Инженеры в Центре космических полетов Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, 5 декабря намеренно вывели самый большой в мире ракетный топливный бак за пределы предусмотренные конструкцией, чтобы действительно понять пределы его прочности. Испытательная версия жидкостного водородного бака ракеты Space Launch System выдержала более 260% от ожидаемых полетных нагрузок в течение пяти часов, прежде чем инженеры обнаружили точку потери устойчивости, которая затем разорвалась. Инженеры завершили испытание примерно в 11 часов вечера.

«Мы намеренно довели этот танк до крайних пределов и сломали его, потому что подталкивание системы к точке отказа дает нам дополнительные данные, которые помогут нам разумно строить ракеты», - сказал Нил Отте, главный инженер отделения SLS Stages в Центре космических полетов Маршалла. «Мы будем летать на SLS в течение многих десятилетий и разрушение топливного бака сегодня поможет нам безопасно и эффективно развивать ракету SLS по мере развития наших миссий».

Испытательная версия бака прошла более ранние испытания, выдерживая силы, ожидаемые на старте от двигателей и запланированных для лунных миссий Artemis, не показывая никаких признаков трещин, изгибов или разрушения. Тест проведенный 5 декабря с использованием комбинации газообразного азота для повышения давления и гидравлики для нагрузок - подтолкнул бак к пределам, подвергая его воздействию более высоких сил, которые заставили его сломаться, как и предсказывали инженеры. Более ранние испытания сертифицировали его для текущей версии SLS - называемой Block 1.

«Это последнее испытание бака знаменует собой крупнейшее в истории контролируемое испытание на отказ бака под давлением ступени ракеты НАСА», - сказал Майк Николс, ведущий инженер-испытатель центра Маршалла. Эти данные пойдут на пользу всем аэрокосмическим компаниям, разрабатывающим ракетные баки».

Для всех испытаний инженеры NASA и Boeing смоделировали взлет и полетные нагрузки на испытательном варианте бака с жидким водородом SLS, который конструктивно идентичен летному баку. На протяжении всех испытаний на испытательном стенде Маршалла высотой около 65 метров они использовали большие гидравлические машины для закачки миллионов тонн газа, а также для растяжения и изгиба прочного испытательного бака.

Сам бак был оснащен тысячами датчиков для измерения напряжения, давления и температуры, в то время как высокоскоростные камеры и микрофоны фиксировали каждый момент, чтобы определить мельчайший изгиб или трещины в цилиндрической стенке бака.



«Первоначальное место потери устойчивости бака произошла в том же местоположении, что и предсказанная группой анализа Boeing, и началась в пределах 3% от прогнозируемой нагрузки», - сказал Люк Денни, менеджер по испытаниям группы тестирования и оценки Boeing. «Точность этих прогнозов на фоне реальных испытаний подтверждает наши структурные модели и обеспечивает высокую уверенность в конструкции резервуара.»

Команда из Мичауд завершает функциональное тестирование собранной первой ступени SLS для миссии Artemis I и уже начинает строить первую ступень для миссии Artemis II. Первая ступень высотой около 65 метров является самой большой и сложной ракетной ступенью, которую НАСА построило со времен Сатурна V, которые запускали миссии Аполлон на Луну.

«Мы рады, что эти испытания NASA будут способствовать не только полетам SLS, но и проектированию будущих ракетных топливных баков», - сказала Джули Басслер, менеджер офиса SLS Stages.

SLS-единственная ракета, которая может отправить Орион, астронавтов и припасы на Луну в рамках одной миссии. SLS, Orion и Gateway на орбите вокруг Луны, являются основой целью НАСА для исследования глубокого космоса и программы Artemis, которая отправит первую женщину и мужчину на лунную поверхность к 2024 году.

комментарии
1
MP144 · 08-12-2019

Красавцы. Видео бы глянуть. Хотя думаю что тихо сдулся.

2
Starlight53 · 08-12-2019

Очень много пафоса (ЯТД) в новости под занавес.
"...которая отправит первую женщину и мужчину на лунную поверхность к 2024 году."... с напутствием "Плодитесь и размножайтесь!"©

3
MP144 · 08-12-2019

В чем пафос? Если они отправят первую женщину и мужчину. Обычная правда.

4
tasewg7 · 09-12-2019

К 1), а действительно, похоже НАСА не взрывает топливный бак, а тот просто под давлением лопается по шву. Если б ахнуло так, что б это можно было бы назвать взрывом - от конструкции и скелета бы не осталось. Впрочем, это моя придирка к орфографии "взрывает-разрывает". Всем и так понятно, что это дотошное испытание - большой плюс к надёжности SLS.

5
Starlight53 · 09-12-2019

МР, Вы не видите пафоса? "А он есть!"© ))))

6
Rocketbarrel25 · 09-12-2019

Более-менее грамотно проведенное испытание бака на предельную прочность. А не то безобразие, которое учинил SX со своим недо-Старлайнером.

7
Rocketbarrel25 · 09-12-2019

(4) При правильной организации испытания там сильному взрыву взяться неоткуда. Там избыточное давление менее 1 атм - что при разрыве бака дает громкий хлопок, и не более. Безобразие со взрывом учинил SX, когда закачал в свой Старлайнером жидкий кислород, который у них закипел, что привело к взрыву и подбросу крышки на 150 метров. А Боинг все сделал правильно - накачал бак сжатым воздухом - и "пук" получился небольшой.

8
andromeda824 · 09-12-2019

Пущай завидуют неудачники, сразу видно кто тут...

9
Rocketbarrel25 · 09-12-2019

"На протяжении всех испытаний на испытательном стенде Маршалла высотой около 65 метров они использовали большие гидравлические машины для закачки миллионов тонн газа, а также для растяжения и изгиба прочного испытательного бака." - наверное, все-таки литров, а не тонн. Миллионы тонн газа в него не влезут никак :-)

10
Boshirov3 · 09-12-2019

Замечу, что испытания проводились не на разрыв простой накачкой давления (как ВСЕ тут подумали),
а путем создания избыточного давления И создания продольного сдавливания (вес полезной нагрузки
при максимальной "тяге" двигателей) А ТАКЖЕ нагрузок изгиба (работа рулей (вектор тяги)) в самых
плотных слоях атмосферы (наихудшее сочетание) А ТАКЖЕ нагрузок скручивания бака (самое сложное с точки зрения
"сопромата") (это поворот вокруг продольной оси с полезной нагрузкой изменением векторов тяги).
И при ФИКСИРОВАННОМ давлении проводились "статические" испытания до разрушения.
И циклов нагрузки/повышение давления было несколько.
Вот бы обсудили на форуме что то по делу и интересное. Но нет... зависть... флуд... пустословие...
Молодцы!!!

11
Boshirov3 · 09-12-2019

Кстати, отсюда всплыла "гидравлика". Ну а "переводчеги" добили тему путем смешивания тон с секундами в степени граммов...

12
Rocketbarrel25 · 09-12-2019

(10) Если проводить полноценное исследование с имитацией реальных полетных нагрузок - то нужно было им как минимум заполнить бак инертной жидкостью (водой, например) и сливать ее примерно с той же скоростью, как топливо и окислитель расходуются в полете. Ничего подобного они не делали. ЗавидЫвать нечему :-)

13
Pourquoi8 · 09-12-2019

Boshirov, спасибо за грамотный комментарий, а то из перевода можно действительно понять, что проводили испытания внутренним давлением, да еще и газом (при таких размерах равносильно почти атомной бомбе. Правда есть еще замечание к тексту. Разрушение началось при прогнозируемом=расчетном напряжении .Отклонение от расчетов 3%, а не при 3% от прогнозируемой нагрузки(как можно понять из текста). Судя по картинке нагрузка распределенная иммитирующая аэродинамическую нагрузку. Тепловую нагрузку видимо пересчитывали на механику.

14
Rocketbarrel25 · 09-12-2019

(13) "при таких размерах равносильно почти атомной бомбе" - это, конечно, шутка. Подчитаем. Пусть объем бака равен 2000 куб метров, а избыточное давление равно 1 атм. Тогда, при изотермическом расширении в 2 раза газ может произвести работу 2.000 [м кв***]*100.000[Н] *1[м]*1/2 = 100.000.000 Дж = 100 МДж, что эквиваленто теплоте сгорания 2,3 кг бензина. До атомной бомбы очень далеко.
---
*** представьте себе, что весь сжатый газ уложен в виде плоской "плиты" площадью 2.000 кв метров и толщиной 1 метр, и сверху этой "плиты" - прошень. Потом под давление газа поршень поднимается на 1 метр вверх, и его давление выравнивается с атмосферным.

15
dilettant116 · 09-12-2019

Нехило бак разворотило.

16
Rocketbarrel25 · 10-12-2019

(15) Воздушный шарик, когда лопается, тоже на куски разрывается - это не значит, что взрыв от него какой-то особенно мощный :-)
Бак по шву разошелся, вот и все - из чего следует, что шов у него слабый, много менее прочный, чем основная часть оболочки. Вывод из эксперимента: "Шов укреплять нужно".

17
Pourquoi8 · 10-12-2019

Rocketbarrel,согласен не атомная бомба ,тем не менее если бы испытывали внутренним давлением одной атмосферой бы не отделались, а баллон под серьезным давление врагу не пожелаешь.Поэтому, так насываемые "опрессовки" сосудов, проводят используя жидкости.В редких случаях, когда "мочить" нельзя по хим. соображениям используют воздух или азот.Но даже Ваш расчет можно интерпретировать такой иллюстрацией: 100 МДж достаточно, чтобы ж/д цистерну весом 60 тонн подкинуть вертикально вверх примерно на 150 метров!!!

18
Rocketbarrel25 · 10-12-2019

(17) Ну а как же его испытывали, если не избыточным внутренним давлением? "Тест проведенный 5 декабря с использованием комбинации газообразного азота для повышения давления и гидравлики для нагрузок" - по простому говоря, бак надули газом (вряд ли с избыточным давлением больше 1 атм) и в надутом виде начали ломать при помощи гидравлических домкратов. Сломали. Он лопнул.

19
Pourquoi8 · 10-12-2019

Rocketbarrel Но критические нагрузки создавали гидравликой, на их фоне нагрузки от внутреннего давления пренебрежимо малы

20
Rocketbarrel25 · 10-12-2019

(19) Высота бака 65 метров, диаметр 8,4, а значит, площадь боковой поверхности равна 65*8,4*3,14=1715 метров квадратных. При избыточном давлении 1 атм на кажый квадратный метр поверхности действует сила, равная весу массы в 10 тонн (10 тонн силы). Значит, при избыточном давлении 1 атм на боковую поверхность бака будет действовать распирающая сила 17.150 тонн силы. Это в 17 раз больше, чем вес заполненной ступени (1000 тонн, вернее 979). Вряд ли гидравлические домкраты у НАСА еще сильнее.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!