[11.10.2018] Авария при запуске «Союз МС-10»

Bell>> Точно такое же давление наддува очень резво разворачивает боковые блоки, между прочим. И это прекрасно видно на видео. Кстати, на ББ нет какого-то специального Лаваля. Фактически просто круглая дырка.
Monya> С учетом площади отверстия вполне нехилое усилие выходит.
Да никакое
Надо учитывать что блок первой ступени на момент отделения с почти израсходованым горючим весит порядка 4-4.5 т. Плюс его надо оторвать и поставить под другим углом к потоку - далее его сила аэродинамического сопротивления дораскрутит.
А сколько вторая ступень с частью топлива + ПН весят ?

yacc> Надо учитывать что блок первой ступени на момент отделения с почти израсходованым горючим весит порядка 4-4.5 т. Плюс его надо оторвать и поставить под другим углом к потоку - далее его сила аэродинамического сопротивления дораскрутит.
Да не надо его отрывать . Рисовали же уже. Он при отключении двигла сам из опоры выходит. Причем тут как раз эти 4 тонны всей своей массой его и выдергивают из крепления - сколько там перегрузка при разделении и работе ЦБ - ~2?. Вот его с усилием "ускорение*массу блока" из крепления и выдергивает. Его только отвести и развернуть надо. Причем весьма на немного. А на это тяги из вскрытого отверстия более чем достаточно.
А потом - да, его уже и аэродинамика раскрутит

Monya> Да не надо его отрывать . Рисовали же уже. Он при отключении двигла сам из опоры выходит. Причем тут как раз эти 4 тонны всей своей массой его и выдергивают из крепления
Ну во первых - не 4 тонны - у него же двигатель работает, хотя и на 75% тяги.
Во-вторых - отрывать надо - ибо у него так вектор тяги направлен

Что его повернет к ЦБ как тут положение а)

А иначе бы эта тяга наддува и не понадобилась - и без нее бы отделялось.
А теперь смотрим сюда


Пусть на уровне трети длины бокового ускорителя от его верха - дырка. Пусть ЦТ там, где он тут обозначен.
Какое плечо относительно ЦТ у рулевых камер, а какое у этой дырки? И какая тяга у рулевых камер при максимальном отклонении.

Bell>> Так ЦМ ББ находится далеко ближе к хвосту и вращение ББ происходит какбэ вокруг ЦМ
3-62> Вокруг ЦМ - только после расцепления. До того - вокруг опоры, что совсем не есть ЦМ ББ.
3-62> Так что - ЦМ движется по радиусу, что требует силы со стороны опоры, ну и придает скорость ЦМ ББ.
3-62> И скорость эта - от ЦБ направлена.
3-62> Как-то так. Если ошибаюсь - поправьте.
Bell>> Есть видео, где ясно и наглядно видно, как ББ сползает.
3-62> Сползания не очень видно. Видно как ББ начинает отходить. Потом тормозится его вращение. Потом - тыщ-пыщ и все в дыму.
Bell>> Скоробогатов говорит о скольжении
3-62> Опять же - я слабо себе представляю какая сила "втискивала" оголовок ББ по "обратному конусу". Как бы - взаимодействие должно было отбрасывать оголовок от ЦБ.
Хвост движется наружу, так?
Значит нос будет вращаться внутрь, так?
Но он упирается в корпус ЦБ, так?

Вращение ББ направлено хвостом наружу, носом внутрь.
Вот это вращение и прижимает нос внутрь, где он упирается в корпус ЦБ.
Корпус ЦБ конический в этой части, ББ отстает и его нос сползает, скользя концом по ЦБ.
Что тут еще непонятно?

Bell>> Человек с нормальной логикой на основании всего (текста, видео и слов) этого поймет, что болтанка вызвана выбросом в результате разгерметизации бака
yacc> А человек, который знает физику процесса, такой фигней страдать не будет, потому что
yacc> а) чтобы так утверждать - надо знать тягу, а наддув не очень большой - всего 3 атмосферы
Попробовал поискать, не нашел статью на этот счет, а помнится, что порядка 3,75.
ББ сначала повернут хвостом в поток (это если вообще учитывать аэродинамику на высоте более 40 км), поэтому надо преодолеть и развернуть блок наоборот, носом наружу.
И где расчеты?
Бремя доказательств лежит на опровергателях официальной версии

yacc> б) нет в тексте указания,
Наоборот!
В тексте ПРЯМО сказано:

разгерметизации и, как следствие, к потери стабилизации РКН

 

yacc> скачку тангажа/рыскания за горизонт
"Скачок" существует только в вашем воображении.
Вы видите 1-ю и 4-ю секунду, а 2 секунды между ними вырезаны из видео - ПОЭТОМУ вам КАЖЕТСЯ, что изменение ориентации резкое.

Monya> Сопла конечно нет, но перепад давлений на этой дырке вполне себе закритический - так что скорость истечения будет звуковой. С учетом площади отверстия вполне нехилое усилие выходит.

А с учетом того, что истечение идет "в стенку" - то образуется газовая "подушка", которая имеет площадь поболее "отверстия". И тоже вносит вклад в усилие.

Bell> Хвост движется наружу, так?

С упором в шаровую опору. Так.
А теперь надо прикинуть какие скорости на момент разделения приобретает ЦМ ББ. Ну и скорость вращения ББ при не сработавшем сопле "О".

Bell> Вот это вращение и прижимает нос внутрь, где он упирается в корпус ЦБ.

Вращение "прижимает" "центробежной силой" лишь.
А в остальном - надо смотреть скорости и геометрию.

yacc> Какое плечо относительно ЦТ у рулевых камер, а какое у этой дырки? И какая тяга у рулевых камер при максимальном отклонении.
Ну плечо можно из твоих же рисунков прикинуть. А тяга рулевых камер от отклонения в общем не зависит, ЕМНИП для РД 107 порядка 5 тс. Ты с момемтом относительно ЦМ часом не путаешь? Вот он и будет меняться по отклонении.

yacc> Т.е. ты утверждаешь, что давление наддува порядка 0.3 Мпа, вытекающее из дырки, создало такую огромную тягу, что несколько рулевых камер, каждая из которых расходует по 26 кг/с ( совокупно топлива и окислителя ) давлением в КС в 5-5.8 МПа не смогли своим отклонением с такой силищей справится по тангажу/рысканию ???

Не хочу ввязываться в ваш спор, но всё же напомню:
При расходе 500 кг/c на перепаде в 0,3 МПа сила как раз сравняется. Учитывая размер облака выброшенного кислорода, это вполне реальный расход.

Это же школьная физика, блин Седьмой или даже шестой класс, не помню уже точно.

Sandro> При расходе 500 кг/c на перепаде в 0,3 МПа сила как раз сравняется.
Sandro> Это же школьная физика, блин Седьмой или даже шестой класс, не помню уже точно.

Ну давай школьную вспомним
Плотность азота 1.21 кг/м³ при атмосферном давлении. При трех атмосферах пусть будет 3.6 кг/м³
Объем топливного бака второй ступени - 32 м³
Т.е. там максимум 115 кг азота для наддува всего.

Далее пусть опять же при комнатной температуре среднеквадратичная скорость молекул - 500 м/с
При давлении в три раза большем будет в корень из трех больше - примерно 1.4 раза больше - 700 м/с
Пусть радиус отверстия - 10 см. Его площадь грубо 0.03 м²

Объем истечения можно прикинуть так - длина за одну секунду по средней скорости ( 700 м ) умноженная на площадь.

Т.е. 700 * 0.03 = 21 м³ И потеря массы за 1 с - 76 кг , которая улетает со скоростью 700 м/с, а реально меньше - ибо в таких условиях весь азот выйдет менее чем за 2 с, чего в реале не будет - скорость будет падать по мере падения давления.

Рулевая камера поворачивается на угол до 45 градусов, из нее за 1 с вылетает 13 кг компонентов со
скорость несколько км/с из одной камеры.

Плюс разное плечо относительно ЦМ

Sandro>Учитывая размер облака выброшенного кислорода
У нас не кислород - у нас топливный бак пробили - там вроде азот для наддува

Monya> Ты с момемтом относительно ЦМ часом не путаешь? Вот он и будет меняться по отклонении.
Да, я это и имел ввиду.
И момент от рулевых камер, повернутых на угол, перекрывает момент от истечения газа наддува из топливного бака через отверстие - система стабилизации такое сможет компенсировать.

yacc>> Т.е. ты утверждаешь, что давление наддува порядка 0.3 Мпа, вытекающее из дырки, создало такую огромную тягу, что несколько рулевых камер, каждая из которых расходует по 26 кг/с ( совокупно топлива и окислителя ) давлением в КС в 5-5.8 МПа не смогли своим отклонением с такой силищей справится по тангажу/рысканию ???
Sandro> Не хочу ввязываться в ваш спор, но всё же напомню:
Sandro> При расходе 500 кг/c на перепаде в 0,3 МПа сила как раз сравняется. Учитывая размер облака выброшенного кислорода, это вполне реальный расход.
Вообще-то там азот и пары керосина - пробоина-то в верхней части бака горючего. Но молекулярная масса будет почти такой же (даже чуть меньше, чем для газообразного кислорода), так что практически без разницы.

Рулевые камеры качаются до 45 градусов. Но каждая только в одной плоскости, то есть две пары камер качаются в двух перпендикулярных плоскостях. Поэтому тягу камеры надо умножить на 2 и 0,71 (косинус 45 гр.). Тяга рулевой камеры примерно 3,5 тс, значит максимальная тяга при полной перекладке на упор составит 5 тс.

Но качание там не мгновенное, СУ и приводам необходимо время на срабатывание, а выброс происходит внезапно, залпово, так что первый момент РН гарантированно вильнет.

То есть в момент прорыва СУ не успевает развернуть камеры и ракету качает в сторону, противоположную аварийному блоку. Потом камеры перекладываются и пересиливают тягу из пробоины и ракета виляет в обратную сторону. Поскольку у СУ есть предел быстродействия и приводы качания рулевых камер не бесконечной мощности, то все это происходит с небольшим запозданием. За несколько секунд СУ бы разобралась и выровняла ракету, но тут проходит сигнал на АВД и двигатели глушатся, тяга рулевых камер пропадает и остается только пробоина в боку.

yacc> И момент от рулевых камер, повернутых на угол, перекрывает момент от истечения газа наддува из топливного бака через отверстие - система стабилизации такое сможет компенсировать.

К этому необходимо добавлять "по моему собственному скромному мнению, потому что я нигде такого прочитать не мог и мне этого никто не рассказывал"

yacc> Далее пусть опять же при комнатной температуре среднеквадратичная скорость молекул - 500 м/с
yacc> При давлении в три раза большем будет в корень из трех больше - примерно 1.4 раза больше - 700 м/с
Азот для наддува нагревается в теплообменнике после турбины перекиси в двигателе. Так что температура там далеко не комнатная.

yacc> Пусть радиус отверстия - 10 см. Его площадь грубо 0.03 м²
Оппа! А это с какой радости такие допущения?
На видео с земли видны отлетающие обломки, судя по яркости - достаточно большого размера. На фото упавшего ББ нет значительных повреждений, типа дыр и вырванных кусков корпуса, значит обломки в основном - куски обечайки центрального блока. Так что дырища там была ого-го!

yacc> Объем истечения можно прикинуть так - длина за одну секунду по средней скорости ( 700 м ) умноженная на площадь.
yacc> Т.е. 700 * 0.03 = 21 м³ И потеря массы за 1 с - 76 кг , которая улетает со скоростью 700 м/с, а реально меньше - ибо в таких условиях весь азот выйдет менее чем за 2 с, чего в реале не будет - скорость будет падать по мере падения давления.
Кстати, на том же видео с земли облако выглядит разовым выбросом, ракеты быстро выходит из облака. Так что там может и меньше секунды на всё про всё.


На момент отделения первой ступени в ЦБ выработано только 40% топлива, так что свободный объем бака будет около 14 м3, с учетом исходной подушки.

Bell> Но качание там не мгновенное, СУ и приводам необходимо время на срабатывание, а выброс происходит внезапно, залпово, так что первый момент РН гарантированно вильнет.
Сопло отсечки окислителя на первой ступени, имеющее подобную тягу и большое плечо относительно ЦМ, и тоже срабатывающее резко, поворачивает, в т.ч. и при помощи аэродинамической силы, ступень, имеющую массу 4.5 т на 45 градусов за одну секунду - это хорошо видно на кадрах пуска.

Внимание вопрос, на сколько градусов за одну секунду оно повернет, с меньшим плечом относительно ЦМ, объект имеющий массу:
третья ступень в сборе - 25 т
головной блок - 8.5 т
вторая ступень с остатком 60% - порядка 60 т
итого - 93.5

С чего ты решил, что выброс газа в бок, который поворачивает ( с доп. помощью аэродинамики ) на 45 градусов вбок 4.5 тонны, сможет значительно повернуть, без помощи аэродинамики, почти 100 тонн ( т.е. более чем в 20 раз больше )
Такое слово "инерция" слышал ?

Твоим "гарантированно" нет никакого физического обоснования.

yacc> Твоим "гарантированно" нет никакого физического обоснования.

СУ реагирует не на выброс как таковой, а именно на неожиданный момент, который этот выброс УЖЕ создал.
То есть реакция СУ и разворот рулевых камер происходит заведомо ПОСЛЕ выброса.

Сначала выброс и получение ракетой нештатного бокового импульса.
А потом СУ по показаниям гироскопов замечает изменении ориентации, "ой, что это СЛУЧИЛОСЬ?!", команда на приводы рулевых камер и парирование УЖЕ возникшего возмущения.

yacc>> Твоим "гарантированно" нет никакого физического обоснования.
Bell> СУ реагирует не на выброс как таковой, а именно на неожиданный момент, который этот выброс УЖЕ создал.

Неправильно.

СУ реагирует на угловое ускорение относительно ЦМ, а не на момент. А угловое ускорение, учитывая массу в 100 тонн, будет малым - в силу большой массы и большого момента инерции. И узнает она об этом за миллисекунду - десяток миллисекунд и уже пойдет пропорциональный сигнал на отклонение.

yacc> СУ реагирует на угловое ускорение относительно ЦМ, а не на момент.
Да-да, если еще по-жонглировать терминологией, то можно договориться до того, что СУ начала разворачиваь рулевые камеры еще до момента выброса
Ниастанавливайся!!

уасс> И узнает она об этом за миллисекунду - десяток миллисекунд
Опять забыл добавить "по моему скромному, высосанному из пальца мнению"

yacc>> СУ реагирует на угловое ускорение относительно ЦМ, а не на момент.
Bell> Да-да, если еще по-жонглировать терминологией
Так может сказать только тот, кто в ней не понимает
А, ну да - векторное произведение, вектор углового ускорения и моменты инерции в школе не проходят

уасс>> И узнает она об этом за миллисекунду - десяток миллисекунд
Bell> Опять забыл добавить "по моему скромному, высосанному из пальца мнению"
НЕТ
Этого добавления не нужно - это стандартные времена для бортовых систем управление и частот выдачи информации потребителю от гироскопических приборов.
Частота выдачи у БИНС Циклон-4 - 200 Гц. У Союза всяко 100 Гц будет - через 10 мс сигнал с гарантией появится, поскольку точность определения углов у гироскопа очень большая.

Но ты же с бортовой аппаратурой не работал, правда?

Bell> Вообще интересно было бы увидеть фото упавшего ЦБ - может там пробоина как-то под углом и на самом деле было не раскачивание, а вращение по крену?
Я понял, что оно вообще двумя отдельными кусками упало.
Т.е. после протыкания дырки труба потеряла прочность и сложилась.

Bell>> СУ реагирует не на выброс как таковой, а именно на неожиданный момент, который этот выброс УЖЕ создал
yacc> СУ реагирует на угловое ускорение относительно ЦМ, а не на момент.

Гироскоп, как известно, отвечает прецессией на внешний момент или моментом на внешнюю прецессию.
Гироскопы в ИНС не являются свободными, естественно, а одностепенными: на каждый угол (тангаж, рыскание, крен) - свой гироскоп.

G.s.> Гироскоп, как известно, отвечает прецессией на внешний момент
Этот момент приложен к его подвесу.
И возникает он, когда у объекта ( ракеты ), на которое установлен гироскоп, появляется угловое ускорение.
Поэтому по факту гироскоп реагирует не на момент объекта ( ракеты ), а на его угловое ускорение.

G.s.>> Гироскоп, как известно, отвечает прецессией на внешний момент
yacc> И возникает он, когда у объекта ( ракеты ), на которое установлен гироскоп, появляется угловое ускорение.
Загуглите, уж наконец, формулу гироскопического момента.
Помнится мне, что туда входит угловая скорость, а не ускорение.

G.s.> Загуглите, уж наконец, формулу гироскопического момента.
G.s.> Помнится мне, что туда входит угловая скорость, а не ускорение.
Это не то.
Угловая скорость прецессии зависит от момента силы, действующей на гироскоп.
А момент силы возникает, когда подвес гироскопа начинают двигать ( вращать ) - от приложения внешней силы - т.е. от углового ускорения.
Еще раз - чтобы появилась прецессия - надо приложить момент к подвесу.
Величина момента, который приложили к ракете, тут боком. Этот же момент ( величина ) к гироскопу не прикладывается!