Решил сделать для наглядности статистическую выборку для последних испытаний двигателей в стеклопластиковом корпусе:
РДМ-60-2 №68 (
РДМ-60-2 №68 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по стыку заглушки и корпуса на
0,1[с].
Причина отказа – Корпус (секретно).РДМ-60-2 №69 (
РДМ-60-2 №69 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Низкое рабочее давление, на уровне всего (5…6)[атм].
Причина – Дефект сопла, из-за которого произошло начальное разрушение критической части, повлекшей за собой чрезмерное увеличение площади критического сечения.
РДМ-60-2 №70 (видео нет)
Отказ №1 – Нештатный запуск двигателя.
Причина – КЗ по корпусу рамы стенда от аккумулятора питания флешкарты, из-за повреждения (растрескивания) изоляции минусового контакта на холоде + недостаточная степень защиты силовой схемы от «дурака».
Отказ №2 – Недостаточное рабочее давление. Данный отказ был обнаружен позже по результатам следующих испытаний двигателей РДМ-60-2 №72 и №73.
Причина – Неоптимальное (недостаточное) удлинение заряда L/D = 2.
РДМ-60-2 №71 (
РДМ-60-2 №71 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по стыку соплового блока и корпуса на
0,1[с].
Причина отказа – Корпус (секретно).РДМ-60-2 №72 (
РДМ-60-2 №72 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ №1 – Недостаточное рабочее давление.
Причина – Неоптимальное (недостаточное) удлинение заряда L/D = 2.
Отказ №2 – Избыточная прочность корпуса, не позволяющая в полной мере испытать работоспособность всей конструкции двигателя.
Причина – Избыточная плотность ровинга 2400[текс].
РДМ-60-2 №73 (
РДМ-60-2 №73 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Недостаточное рабочее давление.
Причина – Неоптимальное (недостаточное) удлинение заряда L/D = 2.
РДМ-60-6 №74 (
РДМ-60-6 №74 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар возле сопла на 1,1[с].
Причина – Ошибка в расчёте толщины профиля ТЗП соплового блока.
РДМ-60-6 №75 (
РДМ-60-6 №75 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по стыку заглушки и корпуса на
0,1[с].
Причина отказа – Корпус (секретно).РДМ-60-6 №76 (
РДМ-60-6 №76 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Взрыв на 0,1[с].
Причина – Неправильный гранулометрический состав фракции окислителя – слишком маленький размер частиц, полученный в результате смешивания через водный раствор.
РДМ-60-6 №77 (
РДМ-60-6 №77 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по стыку заглушки и корпуса на
0,1[с].
Причина отказа – Корпус (секретно).Была точно установлена причина данного отказа и найдено правильное решение!
РДМ-60-6 №78 (
РДМ-60-6 №78 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ №1 – Разрушение сверхзвуковой части сопла на
1,7[с].
Причина – Технологический дефект в виде невозможности полной изоляции керамики сопла от пропитывания её связующей органикой стеклопластика, что в итоге приводит к существенно более интенсивной эрозии такого материала: «керамика, пропитанная органикой».
Отказ №2 – Несостоявшееся тепловое разрушение корпуса, из-за нерасчётного горения топлива.Причина – Горение топлива по нерасчётным поверхностям.РДМ-60-6 №79 (
РДМ-60-6 №79 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Взрыв на
0,4[с].
Причина – Горение топлива по нерасчётным поверхностям.РДМ-60-6 №80 (
РДМ-60-6 №80 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по стыку заглушки и корпуса на
1,0[с].
Причина – Горение топлива по нерасчётным поверхностям.РДМ-60-6 №81 (
РДМ-60-6 №81 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по центру корпуса на
2,6[с].
Причина – Горение топлива по нерасчётным поверхностям.РДМ-60-6 №82 (
РДМ-60-6 №82 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по стыку заглушки и корпуса на
2,0[с].
Причина – Горение топлива по нерасчётным поверхностям.РДМ-60-6 №83 (
РДМ-60-6 №83 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по корпусу на 2,9[с].
Причина – Технологическая ошибка заправки заряда (секретно).
РДМ-60-6 №84 (
РДМ-60-6 №84 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по корпусу на 0,8[с].
Причина – Технологическая ошибка заправки заряда (секретно).
РДМ-60-6 №85 (
РДМ-60-6 №85 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по корпусу на
1,6[с].
Причина – Горение топлива по нерасчётным поверхностям.РДМ-60-6 №86 (
РДМ-60-6 №86 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)
Отказ – Прогар по корпусу на
0,7[с].
Причина – Горение топлива по нерасчётным поверхностям.
Выводы получаются следующие:
1. Непрерывно и длительно от №68 и до №77 (10 испытаний) существовал отказ в виде «прогара (
обозначено красным) по переходным местам двигателя» таким, как переход между корпусом и заглушкой и между корпусом и сопловым блоком. После испытания двигателя под №77 причина этого отказа была выявлена и успешно устранена, что доказывается его полным отсутствием в последующих испытаниях под номерами от №78 до №86 (9 испытаний).
2. После устранения отказа п.1 сразу же за ним стал непрерывно и длительно проявляться другой отказ в виде «Прогара по корпусу» в любом месте (
обозначено оранжевым) от №78 до №86. То, что это прогары совершенно разной природы доказывается тем, что время разрушения у них сильно не совпадает по фазе работы двигателя. У прогара п.1 время разрушения всегда было очень незначительным порядка 0,1[с], т.е. корпус разрушался сразу, и причина была именно в корпусе, а у этого прогара много более 0,1[с] и составляет, по сути, время его проявления + время на сквозное прожигание корпуса – тепловая причина разрушения.
3. Имело место выявление ещё одного отягчающего отказа в виде прогара по корпусу с причиной технологической ошибки у №83 и №84. Данный отказ длительно существовал с самого начала испытаний в данной статистике с №68 и проявился лишь к этому моменту. Во многом благодаря смене связующего в топливе с сорбита на сарах+сорбит и постепенному решению прочих проблем в двигателе и продвижению к максимальной степени нагруженности работы всей конструкции двигателя.
4. У последних двигателей №80,81,82,85,86 наблюдался в один и тот же тип отказа, что, по сути, говорит о том, что остался он один и больше ничего уже. Поэтому в испытании двигателя №86 было заложено одно ключевое изменение в конструкцию заряда таким образом, чтобы воздействовать на систему возможных причин отказа так, чтобы можно было их разделить между собой и достоверно знать, какая именно из них является непосредственной причиной отказа. Что было успешно выполнено. Версия отказа так же была проверена расчётным способом и расчёт подтвердит возможность протекания такого отказа полностью, причём для всех испытанных двигателей в этой статистике. Но хуже всего это было для двигателей с большим удлинением и большим рабочим давлением, а точнее с меньшим запасом прочности = высокой степенью нагруженности конструкции двигателя.
Сейчас готовится испытание нового двигателя РДМ-60-6 №87 с учётом новых данных, полученных в результате этого анализа. Но решения, которые были впервые применены в этом двигателе не имеют пока что 100% качества изготовления и не позволяют быть уверенным в том, что этот отказ снова не произойдёт, т.е. пока идёт конструктивно-технологическая отработка решений против этого отказа.
Пока, что предстоящее испытание можно вероятностно оценить лишь по времени образования прогара п.2, которое, скорее всего, будет во второй половине работы двигателя, возможно где-то 2/3 (2…3)[с] от всего времени работы, которое должно составить порядка (3…3,5)[с]. Вероятность полного отсутствия данного отказа пока невелика. И причина этого во многом заключается в том, что отказ п.3 может присутствовать здесь в новом виде, но в другом месте. Пока с этим-то и не удалось справиться полностью. Данный брак возможен и переделке уже не подлежит, так как двигатель находится уже на последней стадии сборки.
Поэтому сейчас стоит вопрос о снижении возможных рисков нового испытания двигателя для стенда в целом. Во многом облегчает ситуацию то, что прогар если и будет, то ближе к концу работы, и меньшая часть топлива будет выгорать. Либо вообще не ставить новый тензодатчик в этом испытании на стенд, что сэкономит средства...