STS-51L. Хроника и причины катастрофы шаттла Challenger. 1986 год

 13.11.2011  Рубрика: Миссии шаттлов NASA, Пилотируемые миссии  Автор: FreeGuitar

Шаттл Challenger и весь экипаж погибли в результате аварии на 73-й секунде полёта. В правом твердотопливном ускорителе произошла утечка раскалённых газов. Следствием этого стало повреждение крепления ускорителя к внешнему топливному баку и разрушение баков с водородом и кислородом. Взрыв разорвал Challenger на части, не оставив шансов на выживание экипажу, часть из которого погибла позже при столкновении головной части с водой на скорости 333 км/ч. В этой статье приведена хроника катастрофы и выводы комиссии расследовавшей этот инциндент. Информацию о миссии STS-51L можно прочитать в предыдущем материале >>>

Экипаж шаттла Challenger в миссии STS-51L. Фото NASA. Слева направо: Эллисон Онизука, Майкл Смит, Криста МакОлифф, Фрэнсис Скуби, Грегори Джарвис, Рональд МакНэир, Джудит Ресник

Снимки, сделанные сразу же после старта (0.678 секунды), показали струю серого дыма, бьющую из кормовой части правого твердотопливного ускорителя. Компьютерный анализ графических данных с камер стартовой площадки показали что дым появился в секторе 270-310 градусов окружности кормовой части правого твердотопливного ускорителя. Эта часть ускорителя обращена к внешнему топливному баку.

Ещё восемь выбросов чёрного дыма были запечатлены между 0.836 и 2.5 секундами. После того как эти струи дыма остались позади шаттла, камеры зафиксировали новые выбросы в области стыков в кормовой части ускорителя. Выбросы повторялись около 4 раз в секунду. Чем большую скорость набирал шаттл тем больше становились струи дыма, последняя была зафиксирована на 2.733 секунду полёта.

Чёрный цвет и плотная структура дыма свидетельствуют о том что изоляция узла и резиновые кольца, герметизирующие узлы, были разрушены горячими истекающими газами.

Примерно на 37 секунде полёта Челленджер встретил первые серьёзные порывы ветра, которые длились до 63 секунды. Ветер создал достаточную силу, чтобы взывать значительные колебания шаттла. Это было немедленно зафиксировано система управления, навигации и контроля. Система управления вектором тяги твердотопливного ускорителя своевременно реагировала на все эффекты от порывов ветра. Из-за высокой силы воздействия система была более активна чем в каком либо полёте до этого.

Тяга двигателей шаттла и твердотопливных ускорителей была снижена при подходе и прохождение зоны высоких динамических воздействий (около 1000кг на квадратный метр). В момент когда первые огненные вспышки появились в кормовой части правого ускорителя, тяга твёрдотопливных ускорителей была увеличена, а основные двигатели шаттла были выведены на 104% номинальной тяги. Небольшое пламя было зафиксировано на 58.788 секунде полёта. Оно появилось в районе 305 градуса окружности ускорителя в кормовой части.

Через один кадр пламя было различимо уже без усиления цвета. Оно выросло в хорошо видимые огненные сполохи на 59.262 секунде. Примерно в то же время (60 секунды), телеметрия показала разницу в давлении между камерами сгорания в правом и левом ускорителях. Меньшее давление в правом подтверждало утечку в кормовой части ускорителя.

По мере того как пламя росло в размерах, оно начало отражаться назад воздушным потоком и огибать верхнее кольцо крепления к внешнему топливному баку. Всё это вместе направило языки пламени непосредственно на обшивку топливного бака. Также пламя воздействовало на крепление ускорителя к внешнему топливному баку.

Первое визуально свидетельство того, что пламя из правого ускорителя повредило внешний топливный бак, зафиксировано на 64.660 секунде, когда стали заметны резкие изменения в форме и цвете пламени. Это стало следствием смешивания с вытекающим из внешнего бака водородом. Изменения в телеметрии давления бака с водородом подтверждают утечку. Через 45 миллисекунд после повреждения бака появился яркое устойчивое свечение между нижней часть шаттла и внешним баком.

Начиная с 72 секунды события начали развиваться стремительно, что и стало причиной катастрофы. Телеметрия показала сильную активность бортовых систем, которые пытались дать шаттлу шанс справиться с силами разрушающими его.

На 72.2 секунде крепление ускорителя не выдержало и ускоритель начал вращаться вокруг верхнего крепления. Вращение вызвало отклонение от курса и отклонения между левым и правым ускорителями.

73.124 секуды — белые пар вырвался из нижней части внешнего топливного бака . Это было начало структурного разрушения водородного бака, что повлекло за собой отрыв кормовой части. Большое количество жидкого водорода из бака стало причиной неожиданной тяги в 1270 тонн, толкнувшей бак вперёд на конструкции между баками с кислородом и водородом. В то же время вращающийся правый ускоритель столкнулся с теми же конструкциями и нижней частью бака с жидким кислородом. Эти разрушения стали причиной выброса белого пара в районе конструкций между баками на 73.137 секунде.

Катастрофа шаттла Challenger. Фото NASA

Через миллисекунды произошёл сильный взрыв, после того как водород и кислород смешались в зоне между баками. В этот момент шаттл достиг скорости 1.92 Маха и высоты 14 км. Челленджер скрылся в пламени взрыва, система управления была разрушена и горючее из неё также взорвалось. Красно-коричневые цвета самовоспламеняющегося горючего видны в центре огненного шара. Шаттл, под воздействием аэродинамических сил, развалился на несколько больших кусков, которые вылетели из огненного шара. Эти секции можно идентифицировать на записи, хвостовая часть с двигателями продолжающая гореть, одно крыло челнока и передняя часть фюзеляжа.

Катастрофа шаттла Challenger. Фото NASA

На скорости 333 км/ч останки шаттла Челленджер упали в воду. Перегрузки в момент падения составили 200g, никто из экипажа не выжил. Несмотря на то что многие пережили сам взрыв, шансов спастись у них не было, так как шаттлы не оборудованы системами аварийного спасения.

Расследование трагедии показало что причиной стало резиновое кольцо в правом твердополивном ускорители. Холодная погода сделала его структуру более хрупкой и кольцо не выдержало нагрузок в узле. Вследствии этого началась утечка горячих газов, нарушение герметизации узла и последующие события.

Убытки от этой катастрофы оцениваются в 8 млрд долларов США. Из них 3 млрд это стоимость шаттла Challenger. Полёты шаттлов были прерваны на 32 месяца. Кроме выяснения причин катастрофы было проведено серьёзное расследования все структуры управления NASA, которое показало её неэффективность. Существовало много мнений экспертов о недопустимости старта в такую холодную погоду, однако все они были проигнорированы. Также было установлено что неоднократно высказывались опасения по поводу дефектов в кольцах уплотнителей компании Morton Thiokol, однако и они не были приняты к сведению.

Причины катастрофы шаттла Challenger. Схема NASA

Посмотреть всю информацию по темам: , , , , , , , , , , , , , , ,

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *



Яндекс.Метрика