挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)爆炸細(xì)節(jié)分析(上)

瀚海狼山(匈奴狼山)前兩天的推文中,分別提到了航天飛機(jī)和固體大型火箭。而過去同時(shí)具備這兩樣的大型飛行物就是超級(jí)大國的航天飛機(jī)系統(tǒng)。因此要區(qū)分單純的航天飛機(jī)軌道器和完整的航天飛機(jī)系統(tǒng)的差異。單純的軌道器自然就是平時(shí)說的航天飛機(jī)。但是單純這樣一個(gè)“飛機(jī)”是根本無法飛行的。只能從軌道上減速以后滑翔返回地面。在地面上進(jìn)行轉(zhuǎn)場運(yùn)輸還需要用其他的大型飛機(jī)馱著飛。因此完整的航天飛機(jī),應(yīng)該算完整的航天飛機(jī)系統(tǒng)。其實(shí)主要是由4大部件組成:第一就外觀可見的航天飛機(jī)本身;第二是中間巨大的航天飛機(jī)外掛燃料箱。這個(gè)燃料箱特別巨大,給外界感覺航天飛機(jī)是掛在這個(gè)燃料箱上,當(dāng)然事實(shí)也是如此。但是這個(gè)巨大的物體,就是個(gè)外皮很薄的易拉罐,基本相當(dāng)于航天飛機(jī)軌道器的“副油箱”。

只不過由于這個(gè)副油箱過于巨大,喧賓奪主之下,反倒顯得它成了這個(gè)組合體的假主體。這個(gè)外燃料罐外殼全重不到28噸,卻在內(nèi)部裝填了760噸的液氧和液氫,因此確實(shí)是薄皮大餡,由此也是很大的安全隱患。這個(gè)巨大的燃料罐并沒有自己獨(dú)立的噴嘴,它仍然只是航天飛機(jī)軌道器本身外掛的副油箱而已。另外兩個(gè)一左一右比較明顯而且外形一致的,是2個(gè)巨型固體火箭助推器。每個(gè)全重590噸。每個(gè)都可以提供1250噸的推力,兩個(gè)合計(jì)提供2500噸的推力。這兩個(gè)固體助推器從發(fā)射臺(tái)開始工作,一直把航天飛機(jī)綜合體送到45公里的高空后完成任務(wù),也就是固體燃料燒干凈后分離。這2個(gè)固體助推器頂部有降落傘,外殼落?;厥?。然后航天飛機(jī)帶著巨大的燃料罐繼續(xù)往上飛。即使整個(gè)燃料罐的液氫都燒完,此時(shí)整個(gè)組合體的速度仍然在7公里每秒上下。

此時(shí)航天飛機(jī)還不能入軌,必須依靠軌道器上本身的燃料和氧化劑再助推幾十秒才能達(dá)到入軌速度,因此航天飛機(jī)算標(biāo)準(zhǔn)的1.5級(jí)入軌的飛行器。航天飛機(jī)這個(gè)系統(tǒng)在使用的幾十年里,發(fā)生了2次大事故,給人印象最深的自然是1986年的挑戰(zhàn)者號(hào)的凌空爆炸。事故原因是基本清楚的,但是網(wǎng)上大多數(shù)描述卻顛三倒四。狼山就把這個(gè)事情再捋一捋,看看有哪些要點(diǎn)需要注意。挑戰(zhàn)者號(hào)在起飛73秒以后,在距離地面16600米的高度爆炸。肇事的起因是右側(cè)的那個(gè)固體助推器燃?xì)庑孤?。但是爆炸之后,兩個(gè)助推器居然沒事一樣的繼續(xù)飛行。導(dǎo)致事故現(xiàn)場爆炸云團(tuán)上出現(xiàn)了2個(gè)著名的“角”。這就是2個(gè)固體助推器繼續(xù)飛行的軌跡。只是發(fā)射監(jiān)控部門擔(dān)心這兩個(gè)各自500噸的“大炮仗”,萬一落入人口密集區(qū)會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果,把它們2個(gè)在空中無線引爆了而已。為何最早的肇事者沒爆,反倒航天飛機(jī)當(dāng)空炸成了碎片呢?這就要從2個(gè)固體助推器的設(shè)計(jì)和制造的先天強(qiáng)弱點(diǎn)開始講。

這2個(gè)590噸的助推器其實(shí)單個(gè)直徑3.7米,有60多米長,內(nèi)裝500多噸澆筑好的固體燃料。如此巨大的體量,既沒辦法一次澆筑也沒辦法整體運(yùn)輸。因此這2個(gè)助推器其實(shí)是一段一段的像釣魚竿一樣“插接”起來的。大約7米一段,外表是鋼殼,非常結(jié)實(shí),這也是大爆炸都沒炸碎這兩者的原因之一。每段鋼殼雖然都很結(jié)實(shí),但是每段鋼殼之間的接縫處卻容易泄露高溫高壓燃?xì)?。于是用了最簡單的辦法,就是在這些縫隙上套上了2層的橡膠圈。等于是簡單的用兩道“猴皮筋”來堵高溫高壓燃?xì)?,這么做其實(shí)早晚要出大問題!
(未完待續(xù))