Читать «Не все ли равно, что думают другие?» онлайн - страница 111

Двигатель – это конструкция гораздо более сложная, чем твердотопливный ускоритель, и в нем используются более детализированные инженерные разработки. В общем, эти разработки, похоже, высокого качества, и недостаткам и дефектам, обнаруженным в работе двигателя, уделяется должное внимание.

Как правило, такие двигатели конструируются (для военного или гражданского летательного аппарата) по так называемой составной системе, то есть как составная конструкция, проектируемая «снизу вверх». Прежде всего необходимо полностью понять свойства и ограничения материалов, которые будут использоваться (для лопаток турбины, к примеру), что выявляется в ходе испытаний на экспериментальных установках. Уже имея эти знания, проектируют и тестируют – каждую в отдельности – те составные части конструкции, в которых большее число деталей (такие как подшипники). По мере обнаружения недостатков и ошибок проектирования их исправляют и проверяют последующим тестированием. Так как за раз тестируются только детали конструкции, проведение испытаний и требуемые модификации не обходятся чрезмерно дорого. Наконец, дело доходит до окончательной конструкции всего двигателя согласно заданным техническим условиям. К этому времени уже высока вероятность того, что двигатель, в общем, получился удачно или что любые неполадки можно легко устранить и проанализировать, потому что виды отказа, ограничения материалов и так далее были хорошо поняты. Таким образом, с большой долей вероятности можно утверждать, что модификации по устранению трудностей на окончательном этапе не очень сложно сделать, поскольку бо́льшая часть серьезных проблем уже была обнаружена и рассмотрена ранее, на менее затратных этапах процесса.

Основной же двигатель космического шаттла сконструирован иначе – «сверху вниз», так сказать. Все детали двигателя проектировались и составлялись в одно целое сразу, при относительно небольшом детальном предварительном изучении материалов и компонентов конструкции. И теперь, когда обнаруживаются неполадки в подшипниках, лопатках турбины, охлаждающих трубах и т. п., гораздо дороже и сложнее отыскать причины и внести изменения. Например, обнаружены трещины на лопатках турбины кислородного турбонасоса высокого давления. Вызваны ли они дефектами материала, влиянием кислородной атмосферы на свойства материала, температурными нагрузками при запуске или остановке, вибрациями и напряжением в стационарном рабочем режиме или же трещины образуются главным образом из-за резонанса на определенных скоростях или из-за чего-то еще? Сколько времени проработает насос от появления трещины до поломки из-за этой трещины и как это зависит от уровня мощности? Использовать укомплектованный двигатель как испытательный стенд для разрешения подобных вопросов чрезвычайно дорого. Никто не хочет терять целые двигатели, чтобы узнать, где и как может произойти поломка. Тем не менее точное знание этой информации является существенным для того, чтобы быть уверенным, что двигатель надежен в эксплуатации. А без детального понимания такая уверенность не может быть достигнута.