Domanda:
Perché il test di interruzione di SpaceX non è stato avviato da un vero fallimento del booster?
Jithin Jose
2020-01-20 03:40:21 UTC
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Oggi (2020-01-19) SpaceX ha superato con successo il test di interruzione del volo. Per quanto ne so, a un'altitudine specifica, Crew Dragon ha acceso i motori ed è scappato dal razzo.

Questo test sembra un test di interruzione molto sicuro, Dragon ha ordinato a Falcon di spegnersi e solo allora ha sparato i motori Super Draco; se i motori ausiliari fossero ancora in funzione, entrerebbe in collisione con Dragon? (ad es. l'accelerazione del booster senza drago sarebbe più dell'accelerazione del drago da parte dei suoi motori Super Draco?)

La mia domanda è perché questo test non ha utilizzato errori reali per innescare quell'aborto? Come se il livello di potenziamento esploda, viene rilevato da Crew Dragon e attiva il sistema di fuga. Questo sarà in grado di convalidare anche l'effettivo rilevamento degli errori.

Perché quella sarà una prova diversa. Questa volta vogliono solo sapere se il sistema di fuga funzionerebbe in condizioni relativamente ideali. In pratica non credo che il sistema di fuga dovrebbe sfuggire con successo a un'esplosione. Se lo è, allora dovrebbe essere testato in questo modo. Ma con il progetto attuale, se non sono scappati pochi secondi prima dell'esplosione, sono avvitati, per progetto. Quindi, anche se questo test ha alcune condizioni preliminari, non è poi così lontano dalla realtà.
@user3528438, Per quanto ho capito non ci sono altri test, il prossimo sarà un vero volo. Inoltre, per quanto posso vedere l'arresto del booster appena prima che il super Draco sparasse.
C'è un punto riconosciuto nel test in cui il test diventa finanziariamente o fisicamente irrealizzabile - una volta che inizi a seguire il percorso di "cosa succede se ..." ci sono migliaia di scenari che richiederebbero i propri test individuali. E se il booster fosse esploso? Cosa succede se il booster devia improvvisamente fuori rotta di una quantità significativa, causando un'accelerazione laterale? E se qualcosa nel bagagliaio fosse esploso? E se entrambe le imbarcazioni avessero perso improvvisamente tutta l'energia elettrica? Ecc ecc ecc. Devi accettare che a volte il test ideale è l'unico test che realisticamente otterrai.
Mi piacerebbe ancora sapere perché hanno tolto l'alimentazione al ripetitore. Potrebbe essere un test * più impegnativo * rispetto al booster alimentato, oppure no. Ma non penso che debba essere chiesto separatamente; potrebbe essere parte di una risposta a questa domanda.
@Moo, Sì, ci sono molti scenari, ma questo significa che testare lo scenario più semplice è l'opzione migliore.
@JithinJose dà un'occhiata a come eseguono i test di evacuazione nell'industria dell'aviazione civile: in un hangar, con capacità massima di posti a sedere, con persone che hanno testato la loro forma fisica e quindi tutti sono preselezionati (spesso facendo un semplice percorso a ostacoli). Spesso le diapositive sono pre-gonfiate per garantire che non ci siano problemi. Quando il test dell'A380 è uscito più di un decennio fa, le persone gridavano a lungo e forte che era troppo facile - che le condizioni avrebbero dovuto essere molto peggiori (e alcune persone dicevano addirittura che avrebbe dovuto essere scaricato in mare per un "realistico "prova ...).
@uhoh forse perché una situazione di perdita di potenza RUD non immediata potrebbe essere considerata lo scenario più comune da cui l'equipaggio deve fuggire? Spesso il RUD arriva più tardi (vedi la questione dell'interruzione del volo della Soyuz, seguita dalla fuga, seguita dall'escalation della questione in RUD). Ciò coprirebbe qualsiasi cosa, da un guasto alla pompa, guasto del gimbal del motore, spegnimento del motore non pianificato, impossibilità di mettere in scena ecc. Ecc.
Un guasto al motore spesso ricade sulla struttura del razzo. Ma può volerci del tempo per farlo. Se guardi molti video di guasti ai razzi, spesso passano pochi secondi tra il malfunzionamento e il boom. La capsula non può superare un'onda d'urto, ma può uscire durante la cascata. Questo test simula scenari molto comuni e alcuni in cui potrebbero sfuggire all'esplosione del corpo. Inoltre il razzo viaggiava a più di Mac 2, un compito non facile a quella velocità.
La domanda come affermato è fuorviante: "Il drago comanda ... spegnimento ..." Il booster Falcon ha il suo cervello e * è * stato pre-programmato per spegnersi in anticipo. Il Drago doveva * rilevare * che il lancio non andava a buon fine e * decidere * di interromperlo.
@aml: Gli host del webcast hanno affermato che Dragon avvia l'intera sequenza, incluso il comando di spegnimento di F9. Era un po 'ambiguo se Dragon avrebbe poi continuato a rilevare la perdita di spinta e avviato la fuga o se fosse solo il passaggio successivo che si verifica dopo l'arresto del booster.
"* Come se la fase di potenziamento esploda e viene rilevata da Crew Dragon e innesca il sistema di fuga *" Se la fase di potenziamento esplode con il Crew Dragon * ancora attaccato * in quel momento, il Crew Dragon non sopravviverebbe di certo.
@TylerH CRS7 - hanno detto che la capsula avrebbe potuto essere recuperata se fosse stata programmata per utilizzare i suoi scivoli dopo che il booster è esploso.
@LorenPechtel Sono scettico su questa affermazione (e "recuperato" è un po 'vago) senza alcuna prova (non che io abbia mai voglia di vedere un evento in cui otteniamo qualche prova).
@TylerH Immagino che SpaceX sappia di cosa stavano parlando. Ricorda, l'FTS in realtà strappa solo il lato del razzo, gli esplosivi non danneggeranno la capsula. Se la capsula si è separata a questo punto, ci sarà una grande palla di fuoco sul retro ma ha lo scudo termico puntato in quel modo, non dovrebbe importare.
@LorenPechtel SpaceX potrebbe sapere cosa hanno calcolato, ma non hanno testato quella configurazione, quindi non possono dirlo con certezza, da qui il mio scetticismo. Se vogliono testarlo per mostrare il risultato, sarei felice di rivedere la mia posizione.
@TylerH Il booster è esploso ma il secondo stadio è rimasto indenne. CrewDragon è ancora più lontano. Non vedo davvero come il Drago dell'equipaggio "sarebbe ** certamente ** non sopravvissuto" quando il secondo stadio è sopravvissuto ed è molto più vicino del Drago ...
@Bakuriu si prega di collegarsi alle foto / video che mostrano il secondo stadio "illeso" dopo che il primo stadio si è trasformato in un'enorme palla di fuoco. Sì, questi sono razzi destinati a sopportare enormi forze g e molto calore. No, questo non significa che puoi far saltare in aria il razzo e la capsula sarà ancora attaccata.
@Moo: Sebbene possano effettivamente esserci "migliaia di potenziali modalità di guasto", mi sembra che la domanda finale sia: quanto è resistente la capsula? Se è abbastanza resistente, allora in effetti _copri_ "migliaia" di scenari proprio lì, poiché alla fine della giornata si tratta di "qual è la forza peggiore possibile che verrà esercitata sulla capsula?" Più tempo ci vuole, più scenari sarai coperto. Penso che se riesci a costruire un sistema di capsule in grado di sopravvivere alla detonazione di un razzo, allora sei abbastanza bravo ad andare contro qualsiasi cosa, no?
Per quanto riguarda il carico utile sopravvissuto all'esplosione di un booster mentre era ancora attaccato: quando lo [Space Shuttle Challenger è esploso] (https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_Challenger_disaster) durante il lancio, almeno alcuni membri dell'equipaggio erano molto probabilmente ancora vivi fino alla cabina dell'equipaggio colpire l'acqua.
Quattro risposte:
#1
+25
jwenting
2020-01-20 10:42:59 UTC
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È stato un vero fallimento (sebbene innescato esternamente piuttosto che accidentalmente), ma non l'unico fallimento che può accadere. ed è il caso peggiore di una serie di scenari di guasto più probabili: guasto multiplo del motore.

Se vuoi testare ogni possibile modo in cui un razzo può fallire, stai osservando migliaia se non centinaia di migliaia di possibili scenari di guasto e non riuscirai mai a entrare in orbita, quindi ne hanno scelto uno che loro e su cui il cliente poteva essere d'accordo era tipico.

Grazie per la tua risposta, Sì, è fatto durante Max Q, Ma la calma e chiudere tutti gli arresti del motore è lo scenario peggiore? Assicura una separazione molto facile (quasi come la separazione del 2 ° stadio). Ma è comprensibile se l'idea fosse quella di testare una tipica sensio invece di quella più difficile per cui è progettato il sistema di fuga.
L'arresto improvviso di @JithinJose di tutte le spinte è praticamente il caso peggiore. E le condizioni di volo erano tutt'altro che perfette, con venti vicini ai limiti per il Falcon 9. Praticamente l'unica cosa peggiore sarebbe stata un'improvvisa ondata di spinta dopo aver innescato la sequenza di fuga, causando un'improvvisa accelerazione rapida che spingeva il booster direttamente nel percorso della capsula che fuoriesce. E la spinta del sistema di fuga è progettata per proteggersi da un simile scenario, senza dubbio sono state fatte simulazioni al computer per verificarlo.
Blue Origin è riuscita a testare l'interruzione di Max Q con il motore booster acceso ... https://www.youtube.com/watch?v=_zWkvm7HpH8
La maggior parte delle persone potrebbe pensare alle esplosioni di razzi come al caso peggiore. Potrebbe essere vero, ma quasi sempre si verificano entro pochi secondi dal decollo mentre il razzo sta ancora viaggiando relativamente lentamente. Se vuoi testare il tuo sistema di fuga su Max Q, scegli lo scenario peggiore che probabilmente accadrà a Max Q.
Penso che quello che stanno chiedendo sia: perché non premere semplicemente il pulsante di autodistruzione nel mezzo del volo e vedere se la capsula può / non può sopravvivere all'esplosione del razzo mentre è ancora attaccata ad essa (dal momento che non puoi prevedere un detonazione spontanea per definizione), e allontanarsi dalla palla di fuoco senza essere stati spezzati dalla forza, e senza che la temperatura interna salga a livelli di cottura?
Quanto è grave la pressione in una simile esplosione in quel punto del razzo, esattamente, rispetto a questo scenario? Come se questo fosse il caso peggiore, sarebbero effettivamente _less_ condizioni estreme (anche nonostante l'onda d'urto presumibilmente ipersonica e [immagino]> 2000 K fireball)?
@Turksarama:SpaceX ha avuto una sovrapressione del secondo stadio ed è esplosa subito dopo Max Q.
#2
+19
Malky
2020-01-20 14:02:32 UTC
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Sembra che tu pensi che stessero testando in condizioni ideali. Questo è il più lontano possibile dalla verità. L'interruzione è avvenuta al momento in volo con le peggiori condizioni aerodinamiche (chiamate maxQ), quando il booster vola ancora abbastanza basso nell'atmosfera da consentire la presenza di una resistenza significativa, ma già abbastanza veloce. Se Dragon può scappare in questo momento, può scappare in qualsiasi altro momento durante il volo.

Inoltre non penso che Dragon abbia comandato a Falcon di spegnersi. La mia comprensione è che il comando di spegnimento del motore è stato inviato in remoto dal centro di controllo. Dragon solo allora ha riconosciuto le condizioni anormali e ha deciso di interromperla da sola: questo è stato un aspetto importante per il test.

Sono d'accordo che potrebbero avere motori booster durante l'interruzione, ma lì incontriamo ciò che gli altri hanno detto nei commenti, esistono un numero infinito di scenari di errore e non possono essere verificati per tutti.

Dragon ha comandato l'arresto. È stato chiarito in conferenza stampa.
@Tim: Ci sono due diversi arresti del motore, uno faceva parte del test e l'altro fa parte di una sequenza di interruzione. Dragon comanda l'arresto come primo passo di un'interruzione. Questo aborto specifico è stato * attivato * spegnendo i motori quando il veicolo ha raggiunto una certa velocità / altitudine, quindi erano già spenti quando è iniziata la sequenza di interruzione. È possibile che abbiano usato il drago per inviare i comandi per farlo.
@ChristopherJamesHuff Interessante, quindi F9 eseguirà un normale spegnimento, che viene rilevato da Dragon, quindi comanda a F9 di spegnersi di nuovo (presumo forse per una separazione sicura), quindi Super Draco spara. È possibile condividere qualsiasi documento / video di riferimento?
@ChristopherJamesHuff Non sono sicuro che sia vero - i propulsori draco stiamo già sparando prima che F9 si spenga. È solo che ci vogliono alcuni secondi tra il comando di spegnimento e lo spegnimento della fiamma?
@Tim: I propulsori SuperDraco possono certamente rispondere più velocemente dei Merlin (essendo progettati come un meccanismo di interruzione), e la sequenza di interruzione probabilmente è iniziata quando la spinta è scesa al di sotto di una certa soglia (probabilmente dipende da quanto tempo era in volo) o ha iniziato un abbastanza rapido rifiutare per indicare un problema irrecuperabile, non quando ha raggiunto lo zero.
@JithinJose: Musk e credo che Shotwell l'abbiano descritto in vari punti, anche se al momento non riesco a trovare nulla di specifico. Ecco John Gardi che esamina la sequenza, apparentemente con Elon d'accordo (il thread di Twitter è piuttosto ambiguo e Musk non chiarisce molto le cose): https://mobile.twitter.com/John_Gardi/status/1219148259555532800
@Tim sì, il comando di spegnimento interrompe l'alimentazione di carburante / ossidante ai motori, ma ci sono ancora RP1 e LOX nelle linee che manterranno la combustione per un breve periodo. Da qui l'apparente ritardo.
#3
+5
Dragongeek
2020-01-21 19:01:55 UTC
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Nell'evento mediatico post-lancio con Jim Bridenstine ed Elon Musk, è stata posta una domanda simile ed Elon ha detto che la capsula sarebbe stata in grado di "volare attraverso la palla di fuoco" e ha spiegato come anche in un guasto critico, il Falcon 9 non esplode davvero, piuttosto provoca un'enorme palla di fuoco (nessuna grande onda di pressione). Inoltre, è stato detto che la capsula sotto la spinta del super-draco è in grado di raggiungere 6 gee di accelerazione, il che è più che sufficiente per allontanare la capsula dai motori del primo stadio ancora accesi.

#4
+3
DevSolar
2020-01-21 17:53:35 UTC
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Penso che tu stia lavorando da un presupposto errato qui.

... se i motori booster fossero ancora accesi, entrerebbe in collisione con Dragon?

Se i motori ausiliari stanno ancora accendendo, non c'è motivo per attivare la fuga, a parte un grave malfunzionamento del controllo (come Ariane 5), che non è stato testato qui. Qualsiasi tipo di guasto del booster che non sia un malfunzionamento del controllo, fino alla completa conflagrazione (ad esempio a causa di serbatoi rotti), provocherà una perdita di spinta.

La mia domanda è: perché questo test non ha utilizzato i fallimenti effettivi per attivare l'interruzione? Come se il livello di potenziamento esplode, viene rilevato da Crew Dragon e attiva il sistema di fuga.

La modalità di guasto (realistica) qui era "perdita di spinta inaspettata". L'altra modalità di errore sarebbe stata "malfunzionamento catastrofico del controllo". Ne hanno scelto uno.

Supponiamo che ci sia stata una spinta sbilanciata o motori che sono entrati in una serratura cardanica. Come Ariane 5, so che è successa una cosa simile per Soyuz e GSLV. La maggior parte di loro non sembra aver provocato una perdita di spinta da parte degli equilibri controllati, o porterà a un'esplosione o è andato a un AoA elevato. Forse mi sbaglio ma non mi sono sembrati guasti ai razzi, che hanno spento tutti i suoi motori ausiliari senza intoppi allo stesso tempo. Per favore condividi con me queste informazioni se disponibili., Sarò corretto.
@JithinJose: La spinta sbilanciata è uguale alla spinta ridotta. La spinta sbilanciata e il blocco del giunto cardanico equivalgono ad un AoA alto uguale a un grave malfunzionamento del controllo. L'esplosione del booster equivale a un'improvvisa perdita di spinta. La perdita improvvisa di spinta è una modalità di guasto perfettamente valida. Un disfunzione catastrofica del controllo è l'altra. Ne hanno scelto uno. Quando tutti i motori sono a piena spinta e in rotta, non si attiva la fuga. Se il booster inizia a raggiungere un AoA elevato, si attiva la fuga * e il booster non segue il percorso della capsula *. In ogni caso, non sfuggirai a un potenziatore di spinta al 100% * sul suo percorso *.
@JithinJose: E anche allora, sarebbe un sistema di fuga progettato molto male se non potesse farlo anche lui. Ciò, tuttavia, è una questione di spinta per peso e non necessita di test separati. * Percepire la perdita di spinta e attivare la fuga * è la parte che è stata testata, non la spinta di fuga (che può essere testata staticamente, senza spendere un booster).
Non sono d'accordo sul non attivare mai la fuga quando i motori stanno bruciando correttamente. Ripensa al disastro del Challenger. Dal modo in cui SpaceX strumentalizza tutto ciò che sospetto avrebbero rilevato il burn-through, se una telecamera potesse osservarlo, posso vedere il controllo a terra che si rende conto del pericolo in tempo e dice loro di uscire da lì. E pensavo che i motori di fuga fossero abbastanza potenti da scappare dal booster quando ancora stava bruciando.
@LorenPechtel: Come ho detto, la spinta in eccesso per allontanarsi da un booster funzionale può essere testata staticamente. Non sono d'accordo sullo scenario Challenger: non premi il grande pulsante rosso nel momento in cui un sensore impazzisce e * certamente * non scappi automaticamente. Dal calo della pressione della bombola esterna (la prima indicazione che qualcosa era * veramente * sbagliato) alla disintegrazione della navetta sono stati 7 secondi. Comunque ... ** se ** il Challenger avesse un sistema di fuga, sarebbe stato ** ancora ** sufficiente ad allontanarsi per l'improvvisa perdita di gas di T + 73 ...
@DevSolar Certamente non vorresti scappare automaticamente da Challenger, ma quello che sto dicendo è che il modo in cui SpaceX equipaggia i suoi razzi un essere umano potrebbe aver visto il burn-through in tempo per riconoscere il pericolo e dire loro di separarsi .
@LorenPechtel: Capisco cosa stavi dicendo, ma non sono d'accordo. I sensori si spengono "tutto il tempo", ma nessuno preme immediatamente "annulla". Perchè no? Perché non è una * bomba * di esplosivo ad alto potenziale che esplode - nel peggiore dei casi hai il booster che si disintegrò e una grande palla di fuoco (ma non un'onda di pressione). Questa è un'improvvisa perdita di spinta per te. Aziona i motori di fuga e la capsula si libererà dall'incendio. Equipaggio salvato. (Per un altro riferimento storico, l'Apollo 13 non si è interrotto * anche se * hanno perso 1/5 della loro spinta al lancio ...)
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@LorenPechtel: Intendi il "vedere" che nessuno al controllo della missione ha commentato e che ha richiesto la revisione del filmato da varie angolazioni dopo i fatti per capire? Di nuovo, non premi quel pulsante di interruzione per capriccio, rovinando la missione. * Sono sopravvissuti alla disintegrazione del velivolo *, come ci si aspetterebbe. I motori di fuga che sparano a T + 73 sarebbero stati più che sufficienti.
Cerchiamo di [continuare questa discussione in chat] (https://chat.stackexchange.com/rooms/103553/discussion-between-loren-pechtel-and-devsolar).


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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