Richard P.Feynman A co ciebie obchodzi, co myĹlÄ inni

Odnośniki

[ Pobierz całość w formacie PDF ]

bezpieczeństwa równy 2, powinniśmy używać silników przez połowę czasu działania najkrócej
pracujących egzemplarzy.
Stopniową tendencję do zaniżania wskaznika bezpieczeństwa można zaobserwować na
wielu przykładach. Wezmy łopatki turbiny wysokociśnieniowej pompy paliwa. Przede wszystkim
zarzucono pomysł testowania całego silnika. W każdym z nich często wymienia się wiele
ważnych części (w tym same turbiny), więc regułę 2 x winno się stosować nie do silników, lecz do
jego elementów. Przyjmijmy, że pompa paliwa otrzymuje homologację na pewien czas, jeżeli oba
jej egzemplarze bezawaryjnie przepracowały dwukrotnie dłużej (oczywiście, ze względów
praktycznych nie nalegamy, by wynosił on aż 10 misji). Lecz co to znaczy bezawaryjnie ? FAA
nazywa pęknięcie łopatki turbiny awarią, żeby w rzeczywistości współczynnik bezpieczeństwa
przekraczał 2. Lecz pomiędzy pojawieniem się pęknięcia a złamaniem łopatki silnik może
pracować jakiś czas. (FAA rozważa nowe przepisy, które uwzględniają ten dodatkowy czas, lecz
przyjmie je dopiero po dokładnym przeanalizowaniu, przy zastosowaniu znanych modeli oraz w
zakresie posiadanego doświadczenia i używając całkowicie sprawdzonych materiałów. %7ładen z
tych warunków nie zachodzi w przypadku głównych silników promu).
Pęknięcia stwierdzono w wielu łopatkach turbin pomp paliwa drugiego stopnia. W jednym
przypadku pojawiły się po 1900 sekundach, podczas gdy w innym nie było żadnych po 4200
sekundach, chociaż zwykle właśnie te o dłuższym przebiegu wykazywały pęknięcia. Drążąc ten
temat dalej, musimy sobie zdawać sprawę, że naprężenia zależą w dużej mierze od poziomu
mocy. Feralny lot Challengera, podobnie jak poprzednie, przez większość czasu pracy silników
odbywał się przy 104 procentach mocy znamionowej. Wnioskując z niektórych danych
materiałowych, zakłada się, że przy 104 procentach mocy znamionowej czas do wystąpienia
pęknięć jest mniej więcej dwukrotnie dłuższy niż przy 109 procentach - czyli przy pełnej mocy.
Kolejne loty miały odbywać się przy 109 procentach, ze względu na większy ciężar ładunków, i
wiele testów przeprowadzono właśnie na tym poziomie mocy. Z tego względu, po podzieleniu
czasu pracy silników na poziomie 104 procent przez 2, otrzymujemy jednostki zwane
równoważnikami pełnej mocy (EFPL22). (Oczywiście, wprowadza się tą drogą kolejny element
niepewności, lecz nie został on poddany dalszym badaniom). Pierwsze spośród wyżej
wymienionych pęknięć pojawiły się po 1375 sekundach EFPL.
W chwili obecnej przepis homologacyjny brzmi: ograniczyć przebieg wszystkich łopatek
turbin drugiego stopnia do maksymalnie 1375 sekund EFPL . Gdyby ktoś zauważył, że po drodze
zginął współczynnik bezpieczeństwa wynoszący 2, twierdzi się, że przykładowa turbina
pracowała przez 3800 sekund EFPL bez pęknięć, połowa z tego wynosi 1900, a przecież my
okazujemy jeszcze dalej idącą ostrożność.
Tak oto oszukaliśmy się na trzy sposoby. Po pierwsze, rozpatrujemy tylko jeden silnik,
który wcale nie jest najlepszy: pozostałe dwa silniki po 3800 lub więcej sekundach pracy pełną
mocą miały razem 17 pękniętych łopatek (w silniku jest ich 59). Po drugie, zastąpiliśmy zasadę 2x
równoważnością czasową (1375 sekund). Wreszcie, w 1375 sekundzie dopiero z a u w a ż o n o
pęknięcie. Można powiedzieć, że wcześniej go nie było, lecz tak naprawdę ostatni raz
sprawdzaliśmy po 1100 sekundach pracy pełną mocą i wtedy rzeczywiście wszystko było w
porządku. Nie wiemy więc, kiedy dokładnie między tymi dwoma pomiarami pojawiło się
pęknięcie. Mogło pojawić się na przykład już w 1150 sekundzie. (Około 2/3 kompletów łopatek
testowanych przez ponad 1375 sekund pracy pełną mocą miało pęknięcia. Niektóre z ostatnio
przeprowadzonych badań pokazują, że pęknięcia pojawiają się już po 1150 sekundach). Trzeba
było podać w miarę wysoką trwałość łopatek liczoną w sekundach, bo w przeciwnym razie można
by od razu dostrzec, że silniki promu pod koniec lotu są bardzo blisko kresu swej wytrzymałości.
I wreszcie twierdzi się, że żadne kryteria nie zostały obniżone, że prom jest bezpieczny
nawet bez stosowania się do zaleceń FAA, iż na łopatkach turbin nie powinno być pęknięć, i przy
uznaniu za defekt tylko złamanej łopatki. Przyjmując taką definicję, można uznać, że nie zawiódł
jeszcze żaden z silników. Chodzi o to, że skoro pęknięciu potrzeba czasu, by rozwinąć się w
złamanie, możemy ubezpieczyć się, sprawdzając wszystkie łopatki, czy nie mają pęknięć. Jeżeli
mają, należy wymienić łopatki, a jeżeli nie, mamy wystarczającą ilość czasu na bezpieczną misję.
W ten sposób twierdzi się, że problem pęknięć nie dotyczy już bezpieczeństwa lotu, lecz tylko
obsługi serwisowej.
Faktycznie, może to być prawda. Lecz skąd wiemy, że pęknięcia zawsze rozwijają się na
tyle wolno, iż złamanie nie nastąpi podczas misji? Trzy silniki pracowały dość długo (około 3000
sekund pracy pełną mocą) z kilkoma pękniętymi łopatkami i nie złamała się żadna.
Nie jest wykluczone, że znaleziono już rozwiązanie problemu pękania łopatek. Dzięki
zmianie ich kształtu, śrutowaniu powierzchni i pokryciu izolacją w celu zapobieżenia szokowi
termicznemu nowe łopatki na razie nie pękają.
Podobna historia ma miejsce w przypadku homologacji wysokociśnieniowej pompy
turbinowej tlenu, lecz nie będziemy tu wdawać się w szczegóły.
Podsumowując, jest rzeczą oczywistą, że przeglądy gotowości do lotu i przepisy
homologacyjne są świadectwem stopniowego obniżania kryteriów bezpieczeństwa w związku z
pewnymi usterkami głównych silników promu, co stanowi bliską analogię pogorszenia
standardów zaobserwowanego w przepisach dotyczących silników pomocniczych.
A w i o n i k a
22
Equivalent full power level.
Przez awionikę rozumie się system komputerowy statku orbitalnego wraz z czujnikami na
wejściu i urządzeniami wykonawczymi na wyjściu. Najpierw ograniczymy się do samych
komputerów, nie uwzględniając poprawności informacji na wejściu, pochodzących od czujników
temperatury, ciśnienia i innych, ani tego, czy komendy wyjściowe wysyłane przez komputer są
wiernie wykonywane przez urządzenia uruchamiające odpalenie rakiety, regulatory mechaniczne,
czy dane przekazywane astronautom na wyświetlaczach są prawdziwe itd.
Oprogramowanie jest bardzo złożone i posiada ponad 250 000 linijek kodu. Odpowiada
między innymi za automatyczną kontrolę całego procesu wchodzenia promu na orbitę i zejścia do
lądowania, dopóki prom nie znajdzie się już na dobre w atmosferze (prędkość poniżej 1 Macha)
po naciśnięciu przycisku, którym wybiera się miejsce lądowania. Jest możliwe zautomatyzowanie
całego procesu lądowania (sygnał do wysunięcia podwozia został celowo wyłączony spod kontroli
komputera i musi zostać wydany przez pilota, rzekomo ze względów bezpieczeństwa). Podczas
lotu orbitalnego system komputerowy nadzoruje ładunek, przekazuje informacje astronautom oraz
utrzymuje łączność z ziemią. Jest oczywiste, że bezpieczeństwo lotu wymaga zagwarantowania [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

angamoss.xlx.pl