Кендерфлюидный космосексуал | ходы игроков | Ангар

Короче, мне тоже не нравится новое лого.

Но.

Новое лого никогда никому не нравится. Это норма. Ничо, привыкнем. И тем не менее, хотел написать про четыре варианта, выложенные Бродягой.

Понятно, почему первый вариант нравится ему больше всего. Он максимально близок к старому. По этой же причине он мне не нравится. Серьезно, если уж менять, так менять, а если сохранять старое "с незначительными поправками", то зачем вообще перекраивать вертску? Никому это не нужно.

Три остальных лого ± похожи, они выпячивают DM.AM, но пытаются оставить старое название. Именно это в них и бесит. Если уж делать новое, то до конца, без этих вот костылей. Конечно, метафорично, что код сайта выглядит примерно точно так же, как логотип, но не стоит об этом с главной-то, за что так больно? И уж тем более не стоило играть в размер шрифта, чтобы как-то увязать старое и новое название. Они не увязываются, простите.

Отдельно пройдусь по d20. Вроде бы, логично, что большинство сайтов о настолках использует его символ. Но блин, это прям как для фанатов Гарри Поттера!

Try to read another book!

На ДМ играют не только по дынде. Не только по d20. Если хочется картинки, то более подошла бы общая отсылка на настолки - карта или открытая книга заклинаний (вид сбоку, как артефакт в Героях). Но это так, почти политика.

И вдогонку про партнеров.

Здорово, что в СССР теперь есть D&D! Однако, на их сайте никак не упомянут ресурс dm.am. Не доверяя себе, я проверил это с помощью поисковика. Так себе партнер , видимо, он сверху

Ну что, ждали, да? Он упал. Но как он летел...

Речь, конечно, о запуске Starship и флешбеках от Н-1. Разумеется, по видео можно делать только диванные предположения, но вот я уже на диване, и кто мне запретит? Тем более, есть красивые кадры. Поехали!


У меня два варианта: подтекает кислород из бака или инверсионный след. В первую версию я не особо верю, поскольку в таком случае взрыв ракеты произошел бы много раньше. Вторая версия основана на том, что ракета только что вышла из облака пара, а след начинается сразу за решетчатым стабилизатором. Но он слишком густой для инверсионного, почему? На мой взгляд, это связано с использованием криогенного топлива, метан в жидком виде хоть и намного теплее кислорода, но тоже весьма прохладен, и вызывает ускоренную конденсацию воды. Кстати, откуда там пар? Метан с кислородом, на котором летит эта штука, дает в основном воду, и вдвое меньше углекислого газа. А Илон решил не делать газоотводный канал на пусковой (сознательно), поэтому весь газ пошел вверх. Кстати, увидев стол после пуска, Маск уже заявил, что, возможно, облажался, и канал-таки нужен.


На данном фото мы наблюдаем "синдром Н-1". Некоторые двигатели отключены. Бытует мнение, поддерживаемое даже и специалистами, что де при большом количестве двигателей один точно сдохнет, а для его балансировки придется отключить второй, и начнется спираль смерти. Однако надежность двигателя даже на заре космонавтики составляла 95% минимум, за время, примерно в три раза превосохдящее длительность работы двигателя в ракете. Это значит, что из 20 двигателей один, возможно, откажет раньше, чем через трехкратный срок работы ракетной ступени. А вовсе не то, что из 20 двигателей один, возможно, вообще не заработает. Кроме того, перед установкой на ракету все двигатели проверяются (для чего им и нужен трехкратный запас ресурса - он тратится на сплошные испытания). Это означает, что каждый отдельно взятый двигатель гарантированно РАБОТАЛ. Но, как мы видим, стоило их объединить, и кто-то сдох. В чем же дело?

Я сейчас зайду на тонкий лед, но будет приятно, если мое мнение подтвердится. По-моему, причиной аварии пуска стала низкочастотная неусточивость. Мы чуть позже увидим другие улики, которые на нее указывают. НЧ - это, по сути, басовитый гул, который из двигателя добирается до топливного бака. В современных двигателях НЧ устраняют за счёт управления подачей топлива. Малая частота возмущения позволяет довольно тяжелой дроссельной заслонке или игле регулятора расхода и давления успеть передвинуться, чтобы исправить положение. Кроме того, длина волны такого возмущения сравнима с размерами камеры, поэтому фронт возмущения в момент его регистрации датчиками почти не отличается от того же фронта в трубопроводе подачи топлива, стало быть, обычные регуляторы с обратной связью отлично справляются с проблемой, а если их ещё и грубой математической моделью этого процесса снабдить, то вообще шикарно будет. Так какого лешего НЧ помешало Старшипу, если его давно умеют гасить?

Дело в том, что все двигатели разные, но бак, из которого они сосут метан и кислород - один на всех. Несмотря на то, что возмущения из камеры сгорания надежно отсекаются в насосной системе двигателя, эта насосная система у каждого движка работает в своем темпе, чуть отличном от темпа соседа. И когда она начинает компенсировать колебания в камере сгорания, то и на потреблении топлива из бака это тоже немного сказывается. Чем больше двигателей одновременно сосут из бака, тем более сложным становится "муаровый рисунок" этих покачиваний. Эта ситуация отлично знакома жителям хрущевок, пытающимся принять душ с утра перед работой. Вы не один такой чистюля, и ваш сосед сверху включает воду, настраивая свой кран под себя, в результате у вас температура воды в смесителе меняется. Вы, конечно, выкручиваете как было, но тут уже соседу некомфортно, и он крутит обратно. Поскольку не все соседи знают основы теории автоматического управления и слово "инерция системы", ситуация усугубляется тем, что сосед уже без вашего участия накручивает кран больше необходимого, чем дополнительно вносит разлад в ваши отношения. Теперь представьте себе, что таких соседей - целый дом, мыться точно надо всем и сразу, потому что все они работают на одном заводе, да к тому же у каждого из них весьма узок диапазон температуры, которую лично он считает комфортной. И получите то, что происходит в Старшипе. Все двигатели постоянно крутят краны окислителя и горючего, в итоге потребление из баков галопирует, меняется соотношение компонентов в камере сгорания, отчего в ней же меняется температура (если соотношение не идеальное, температура всегда будет ниже максимальной, но это "ниже" сильно зависит от соотношения). Вся система идет вразнос, и спасти ее может только дополнительный аккумулятор давления, в роли которого в современном доме выступает бак на крыше. В Старшипе такого бака не оказалось, как не оказалось его в Н-1. В итоге пара жильцов решили забить и пойти на работу без душа, ну и в конечном итоге возник перекос тяги, который и закрутил ракету.

На этих кадрах многие стали переживать, но тут как раз ничего страшного не происходит (кроме того, что движки поотрубались). Такая широкая "юбка" называется "медузой", и возникает после выхода в стратосферу, где давления воздуха сильно падает. В итоге газ из сопла ракеты расширяется сверх меры, и создает этакий кринолин. Конечно, это ведет к потере тяги, но эту потерю учитывают, то есть так и должно быть.


А вот так быть не должно. И мы видим вторичный факел, горящий ярко оранжевым пламенем. Чистое пламя должно быть прозрачным, оранжевый цвет придает раскаленная копоть, то есть здесь налицо избыток метана. Причиной такого избытка может быть либо уже озвученный эффект "соседей в хрущевке" - двигатели сообща перекрутили воду так, что у всех горячая пошла, либо уже вторичный эффект, связанный с разрушением какого-либо органа управления в одном-двух двигателях, что привело, например, к прекращению подачи кислорода в них, и в данном случае мы видим, как метан загорается уже вне двигателя, прямо в атмосфере.

Обратите внимание на зеленый цвет в пламени. Этот снимок сделан прямо перед взрывом. Ни в одном режиме горения метан не дает зелени в пламя, но его дают сплавы меди и бор. Медь используется как зеркало для защиты от лучистого теплообмена стенки сопла с камерой сгорания (хотя я не уверен, что в двигателях Старшипа для этого применена именно медь), сплавы меди (бронзы) используют для изготовления корпусов криогенных насосов. Бор используется как присадка во многих жаропрочных материалах, как сплавах, так и керамике. Так или иначе, здесь мы видим, что кусок чего-то внутри двигателя оторвался и попал в камеру сгорания. Оторвать его могла все та же развивающаяся неустойчивость, либо же это может быть результатом прогара стенки сопла, который случился из-за того, что горение из камеры сгорания перешло фактически наружу ракеты.

Шикарный финал. Взрыв всей ракеты разом - либо результат аварийного подрыва, либо результат победы резонанса над прочностью. Чем это было на самом деле - надеюсь, скоро узнаем.

В любом случае, если уж ракеты взрываются, то пусть так. Это, во-первых, красиво. А во-вторых, "не провальный запуск, а богатый фактический материал".

Взрыв старшипа был по команде, теперь официально

Итак, обещанное в комментах. Но сначала мем.


Регенеративное охлаждение.

Вообще надо сказать, что я пишу сюда научпоп с одной единственной надеждой - что читатели начнут думать. И поэтому стараюсь как-то упрощать, строить базовые логические цепочки... Поэтому я, конечно, расстроился, когда вы спросили "зачем вообще охлаждать двигатель, он что расплавится деформируется?" Вот это расплавится особенно, да. Ну ок, давайте включим логическую цепочку. На чем работает двигатель ракеты? Ну, понятно, там есть всякие хитрые ракетные топлива, но большинство же знают, что керосин и кислород - вполне себе подходящее топливо, да? Вот, отлично. Теперь с другой стороны - человечество умеет делать стальные отливки? Очевидно, умеет. А как оно их делает, а? Плавит сталь. А чем оно плавит сталь? Ну, в общем, разобрались. Если двигатель не охлаждать, он действительно расплавится.

Далее продолжаем флешбеки из детства. Все помнят опыт с кипячением воды в пластиковом стакане? Пока вода не закипит, стакан не расплавится, все верно. Разумеется, если огонь особо жаркий, а стакан залит не доверху, то расплавится верх стакана, где воды нет. А если вода начнет кипеть локально, в одном месте, то расплавится то место, где она начала кипеть. Но в общем, ясно, что для того, чтобы любая жара была стенке нипочем, надо с другой стороны стенки организовать жидкость, которая не успела закипеть. Такой жидкостью в ракете обычно является керосин или другое горючее. Окислителем пробовали, и в зенитных ракетах встречаются ситуации, когда охлаждать приходится концентрированной азотной кислотой. Но, сами понимаете, это не от хорошей жизни, потому что такие охлаждающие каналы довольно трудно сделать, это ж сколько нержавейки надо! Окислитель плох для охлаждения по трем причинам:
- абсолютно все окислители имеют меньшую теплоемкость, чем горючее*,
- абсолютно все окислители коррозионно активны**,
- чаще всего окислитель - криогенная жидкость, а горючее - менее криогенная, или совсем не криогенная. Это значит, что для того, чтобы закипеть, окислителю достаточно пары градусов тепла, а горючее еще нагреть надо. Впрочем, для азотной кислоты или азотного тетраоксида это не так, но они все равно кипят быстрее из-за малой теплоемкости.

* - в первом приближении это связано с составом молекулы и таблицей Менделеева. Дело в том, что теплоемкость идеального газа обратно пропорциональна весу его молекулы, и это правило плюс-минус сохраняется и для жидкости. Конечно, там есть куча других эффектов, но этот - достаточно сильный, чтобы быть на ведущих ролях. И "работоспособность", то есть выход в джоулях механической энергии, пропорциональна теплоемкости. Так что, логично, разработчики топливных пар хотели бы видеть в составе продуктов сгорания самые легкие атомы - из первой строчки таблицы Менделеева, а лучше водород. Периодический закон говорит нам, что в левой части таблицы находятся восстановители (горючее), а в правой - окислители. Из этого следует, что окислитель всегда будет тяжелее горючего, если и то, и другое выбирал не идиот.

** - опять же, неумолимый Менделеев. Все металлы - восстановители. Так что извините, но окислитель всегда будет пытаться прореагировать с металлом, даже с нержавейкой.

Прежде, чем я перейду к конструкции охлаждения, надо еще пару слов сказать про исключение - охлаждение азотной кислотой. Возвращаясь к неумолимому Менделееву, окислитель всегда плотнее горючего (у него больше молекулярная масса!), и поэтому окислителя в ракете всегда больше, чем горючего. Охлаждение так устроено, что весь поток охлаждающей жидкости потом подается в камеру сгорания (так надо, я чуть позже скажу, зачем). У зенитных ракет требуется регулировка по тяге в 3-5 раз, а значит, и по потреблению топлива - тоже. Так что если тяга в двигателе находится на минимуме, горючего поступает совсем мало, и оно локально может закипеть прям в охлаждающем канале. Окислителя всё же больше, так что его хватает для заполнения охладжающих каналов. Ну а поскольку ракета - зенитная, работать ей все равно недолго, так что плевать на небольшую коррозию. Хотя, конечно, вместо алюминия приходится использовать нержавейку, а это больно с точки зрения охлаждения, теплопроводность у алюминия раз в 10 выше. А то и в 20. Приходится стеночку тоньше делать. Впрочем, описанный случай - реально исключение, даже для зенитных ракет. Там уже научились давление повышать, чтоб не кипело ничего раньше времени, так что теперь охлаждают горючкой, как нормальные люди.

Теперь вернемся к конструкции охлаждения. Оно преследует две цели - сохранить тепло в камере, и не допустить прогара стенки. Сохранением тепла в прямом смысле слова занимается медное или серебряное напыление в камере сгорания. При высоких температурах (более 1500 градусов) излучение уже занимает важную часть в теплообмене, так что отражать его обратно в камеру - важно для сохранения тепла. Но самую главную работу выполняет "регенеративное жидкостное охлаждение". Стенка сопла и камеры сгорания делается двойной. Сначала тонкая стенка камеры - толщиной около 1 мм, чисто чтоб форму хоть немного держала и не развалилась под собственным весом. Потом идут каналы - это либо гофрированная вставка (такая же, как в гофрокартоне), либо фрезерованные ребра. Во втором случае, разумеется, это тот же кусок металла, что и тонкая стенка. И, наконец, третьим слоем идет силовая стенка - нечто более толстое, что выдержит давление внутри камеры сгорания (а там от 150 атмосфер и выше, между прочим).

Все помнят, что сопло имеет "талию", да? Это значит, что нельзя просто "надеть" толстую стенку на тонкую. Где-то сварка должна быть. И, кроме того, надо как-то закрепить толстую стенку на тонкой, и гофры между ними. Причем желательно, чтоб это крепление не протекало. Эту задачу решают пайкой серебром - вдоль каждого выступа на гофре или тонкой стенке укладывают длинную полоску серебряного припоя, собирают весь пакет стенок, стягивают попрочнее - и в печь. Там серебро плавится, и после охлаждения формируется паяная конструкция. "Талия" формируется сложнее всего - обычно используется лазерная или электронно-лучевая сварка, чтобы не покоробить два куска сопла при соединении дру с другом, а после сварки на самое узкое место ("критическое сечение") наваривают либо коллектор топливной магистрали, либо просто два полуобода потолще. Короче, в критическом сечении обычно подтекает, тут ничего не сделаешь. С другой стороны, здесь жарче всего (поверхность самая маленькая), но и быстрее всего течет охладитель (сечение каналов самое маленькое), так что оно и к лучшему.

Регенеративным охлаждение называют потому, что горючее подается в самый низ сопла, где температуры уже поменьше, и проходит снизу вверх к камере сгорания, забирая всё то тепло, которое пыталось расплавить стенку, и только потом, тепленьким, подается в форсуночную головку и сгорает. Таким образом, тепло, взятое из камеры сгорания, "регенерирует", возвращается обратно - разогретое топливо гораздо проще поджечь.

Думаю, вы понимаете, что гофроканалы гораздо дешевле фрезерованной стенки, хотя бы потому, что при изготовлении гофроканалов материал не уходит в стружку. Однако фрезерованная стенка лучше с точки зрения конструкции - она гораздо прочнее, каналы в ней можно сделать не только прямыми, но и спиральными, потери давления в таких каналах тоже меньше за счет более равномерного сечения, и для пайки нужна всего одна полоска на канал, а не две, что увеличивает надежность процесса и снижает процент брака. Обычно фрезерованные каналы делают для "рекордных" двигателей, например, такие сделаны в двигателях ракеты Saturn-V. В советской практике я что-то не могу припомнить, где они применялись, и применялись ли. Думаю, теперь вы понимаете, почему трехмерная печать двигателей, которую сейчас начали осваивать стартапы - это очень круто. Больше не нужны все эти ухищрения с пайкой, канал можно сделать любой формы, и не надо сваривать две половинки сопла вместе. Пожалуй, лучшая технология для такого охлаждения.

Ну и надо вскользь упомянуть еще два типа охлаждения, которые применяются, когда просто жидкости за стенкой мало. Это понижение соотношения компонентов в пристеночном слое и завесы. Первое работает только в камере сгорания, но там как раз самые высокие температуры. Все просто - у стенки поднимают либо концентрацию окислителя, либо горючего, что приводит к снижению температуры сгорания в этом месте. Ну и к снижению характеристик двигателя, конечно. Поэтому идут как на крайнюю меру.
Второе - выдача горючего из щели в рубашке охлаждения прям в поток горячих газов. В принципе, если сделано охлаждение путем снижения соотношения компонентов за счет избытка окислителя, то здесь можно вернуть оптимальное соотношение. По сути, такая комбинация означает перенос горения части смеси из камеры сгорания в сопло. Это удобно тем, что в сопле за счет ускорения газа его температура уже падает в целом, так что энергия вроде бы особо и не теряется, а температура все ж пониже. Кроме того, завесу надо еще испарить, и пока она не испарится, температура тоже быстро расти не будет. Сейчас почти все мощные движки оснащены таким типом охлаждения, где завесу пускают не вдоль потока, а по окружности сопла. Вдоль ее сносит уже потом, током газа. Наконец, самое прогрессивное в завесах - это потеющая стенка, но опыты с таким видом охлаждения до сих пор не вышли из лабораторий.

Думайте, друзья. Кстати, в моем обещании рассказать о неусточивости есть ошибка, и ее довольно легко найти. Нет, ошибка не содержится в словах "я собираюсь написать пост" ;-) Я правда собираюсь.

Чертовы колебания!

У инженера, по большому счету, два непримиримых врага - трение и колебания. Конечно, иногда одно помогает победить другое, иногда это не враг, а союзник, но такая сложная постановка вопроса делает врага лишь опаснее. Нельзя просто выключить ни одно, ни другое, раз и навсегда. Приходится мириться.

В ракетном двигателе на жидком топливе колебания возникают отовсюду. Вот несколько примеров:
- турбина крутится (циклические колебания опор),
- форсунка что-то распыляет (дробный шум от капель),
- газ ускоряется (конусы Маха, шум от трения о стенку),
- лопатки турбины дрожат в потоке газа,
- топливо идёт по трубам с перепадом сечения, свистит на поворотах,
- топливо горит, в результате ревут конвективные вихри в камере.

Это источники шума (не полный список, конечно), к ним добавляются ретрансляторы шума - всевозможные стержни, тяги, трубы. И, главное - тонкостенные резонаторы. К сожалению, камера сгорания - превосходный рупор, и она должна им быть по своей сути. То, что делает двигатель эффективным, придает ему же прекрасную акустику.

Помните регенеративное охлаждение из прошлого поста? Скорость звука в керосине намного выше скорости течения керосина по трубам. Это значит, что рёв реактивной струи сквозь тонкую стенку охлаждения передается в горючее, а из него - прямо в насос. Чтобы насос не расслаблялся, его еще и пихают прям под бок к камере сгорания, так двигатель получается компактнее (в идеале для конструктора ракеты - чтобы все агрегаты двигателя уместились в цилиндр, по высоте равный камере сгорания, а по диаметру - окружности среза сопла). В результате все шумы, которые возникли в разных местах двигателя, оказываются в насосном агрегате, а там ротор с частотой вращения 10000 об/мин или даже больше. За насосом нет почти ничего, что могло бы погасить шум. Пара пусковых клапанов, длинная труба, да ещё бустерные насосы, которые скорее мешают.

Лирическое отступление. Бустерный насос - это чаще всего отвод уже подкачанного топлива вперёд основному насосу, с целью избежать кавитации из-за слишком большого перепада давления в одной ступени. Помогают сохранить лопатки в целости, и обычно представляют собой трубу, в которую воткнули по периметру много трубок поменьше, без каких-то езе устройств. Просто трубы.

Так вот, из насоса всему реву и шуму прямая дорога в бак. А это уже не колокол, это, блин, целая Сикстинская Капелла! Так что, как только шум оказывается в баке, он тут же усиливается, и дрожит уже вся ракета. А поскольку стенка у бака тонкая, а залит он жидкостью, эта дрожь вполне способна на нечто вроде кумулятивного пробоя стенки, только изнутри. И всё, ицик с гвоздями.

Кроме источников шума есть еще "ретрансляторы". В чем смысл? У каждого ретранслятора есть своя собственная частота колебаний (или несколько, зависит от формы тела). Простейший случай такого ретранслятора - линейка, зажатая у края стола. Дернув за конец линейки, мы возбуждаем колебания. Наш палец - источник шума. Обычно мы довольно грубы, и вместо шума создаем удар, штуку с гораздо большей амплитудой, но однократную. В ответ линейка звучит - и вот этот звук уже возникает на собственной частоте линейки. Грубо говоря, ей до фонаря, чем вы вызвали звучание, нота будет одна и та же, если положение зажима не менять. Усложним опыт. Не будем касаться линейки, поставим рядом с ней сабвуфер, сыграем до-соль на басу. Линейка все равно будет звучать на своей волне, хотя наше до-соль, конечно, будет заметно сильнее. Если прикрутить линейку прям к динамику, а не к столу, то, скорее всего, вы услышите ее звон даже издалека, то есть амплитуда шума на частоте линейки будет сравнима с амплитудой возбуждения. И, напомню, линейке плевать, играете вы до или соль, она будет играть ля, если ее настроили на ля. Примерно тот же эффект можно услышать, например, из гитарной деки. Прислоните гитару к источнику шума (например, к стене, в которую сосед долбит перфоратором), и, приблизив ухо к деке, вы услышите, как струны играют сами.

В ракетном двигателе шум работает точно так же. Есть много начальных частот (источников), есть трансляторы, и после них изначальные частоты преобразуются, а изначально высокая энергия на определенной частоте снижается, перетекая в другие частоты (заданные трансляторами).

Резонаторы работают так же, как и трансляторы, с одним исключением - они активно перекачивают энергию в свою собственную частоту. Транслятор пользуется случайными подачками, а резонатор делает звук чище, но и сильнее.

Задача инженера - так собрать всю цепочку передачи звука, чтобы в конечном итоге главным резонаторам - баку и камере сгорания - осталось "нечего есть", то есть не было заметных колебаний на частотах, близких к резонансным (собственным) частотам бака и двигателя. Еще одна проблема - вал насоса, он хотя и не особо резонирует, но сам по себе поддерживает высокие обороты (то есть и высокую частоту колебаний, вал же не идеально уравновешен, да и жидкость в насосе - тоже). Этого тролля тоже лучше не кормить.

В итоге все колебания сводятся к двум видам: низкочастотные и высокочастотные. Первые находятся вблизи резонанса бака и сопла. Вторые - вблизи резонанса насоса. Низкочастотные колебания можно гасить активными системами, если такие системы вообще есть - противодействовать заслонкой дросселя или иглой редуктора давления, подрабатывать частотой вращения насоса. Главное, чтобы контроллер органа управления был быстрее колебания. Высокочастотные колебания погасить почти невозможно, их можно только не допустить. Даже пассивные системы плохо справляются с высокой частотой, поскольку у большинства материалов в области высоких частот так себе с коэффициентом демпфирования, в твердых телах он убывает с частотой. В жидкости (и там, где вязкое трение применимо, например, в тросах) коэффициент демпфирования растет с частотой, но не так быстро, как хотелось бы. Да и не повесишь движок на растяжки, слишком много тросов потребуется.

Высокочастотные колебания ворвались в ракетостроение уже на первых же двигателях космических ракет. Двигатель Союза (РД-107) сначала сделали однокамерным. Камера взорвалась на стенде. В итоге пришлось разбить одну камеру на четыре, работающие от одного насоса. Меньше размер - меньше эффективность резонатора. Кроме того, частота резонанса при уменьшении размера растет, так как длина волны пропорциональна размеру (в резонатор по размеру укладывается целое число волн). Слишком высокая частота оказывается вне всех резонансов в конструкции, и проходит сквозь двигатель, как рентген сквозь булочку, навылет. А вот частота пониже ту же самую булочку нагреет (в данном случае микроволновка - аналог низкочастотных колебаний, а солнечный свет - высокочастотных). В двигателе F1 ракеты Saturn-V ввели специальное зонирование, чтобы в одной огромной камере сгорания было много маленьких очагов, каждый со своей короткой волной и очень высокой частотой. Этого добились тем, что каждая из сотен топливных форсунок была вручную откалибрована, чтобы капельки из нее точно попадали в капельки из соседки. Эта задача примерно равна следующей: есть бильярдный стол, два кия и два битка. Два игрока бьют по биткам, не сговариваясь, задача - чтобы битки столкнулись. Разработчики двигателя для шаттла, тоже в своем роде произведения искусства, честно признались, что не смогут такое повторить - "ушла эпоха". В двигателе "Протона" случился известный казус. Сварщик забыл в камере опытного двигателя приспособление - стальную клетку, которая придавала камере сгорания строго цилиндрическую форму. Образец пошел на испытания, и, в отличие от предыдущих, не взорвался. Построили второй - он рванул. В общем, когда кто-то догадался заглянуть в сопло, всё стало ясно, сделали уже нормальную клетку, которая и разбила камеру на несколько очагов горения. Как видим, вся борьба с в/ч сводится к тому, чтобы сделать его ещё более в/ч, настолько, чтобы было уже пофиг. И для систем, где двигателей не так уж много, это работает.

До сих пор в истории было лишь две ракеты, где много больших двигателей - Н1 и Спейсшип. Даже огромный Сатурн был "малодвигательным" - просто каждый движок размером с вагон, ну что поделаешь. В системах, где много источников высокой частоты, возникает муаровый эффект. Проще всего его увидеть на сетках от комаров. Возьмите несколько таких сеток, и случайным образом скрепите. А лучше - несколько кусков одной и той же сетки. Вы увидите, что кроме "высокой частоты", с которой следуют ячейки, появятся ещё и темные и светлые пятна покрупнее. Заметно крупнее. Это новая частота. Если сеток нет, можно использовать Excel. Домашнее задание: сделайте таблицу, в которой в первом столбце будет Х (величина от нуля до, скажем, 2000 строки, с шагом пи()/10 или около того), 30-40 функций вида sin ((слчис()*0,01+1)*х), и их среднее значение от каждого х. Если вы правильно раскопировали по столбцам, то на графике среднего от х вы увидите новые частоты на фоне частой гребенки. Обновляя лист, вы увидите, что частоты меняются. Поразительно, но при небольшом коэффициенте ошибки (0,01 в нашем примере) и достаточно большом числе слагаемых (более 6-7) нет разницы - постоянна частота или переменна. То есть, слчис ()*0,01 можно вычислить один раз на весь столбец для каждого колебания, а можно в каждой ячейке заново "бросать кости" - итог будет один! Теперь оставьте 5-6 столбцов в общей сумме, и попробуйте "поймать" новую частоту. Ну, понятна теперь разница? Вот поэтому Спейсшип и рванул.

Почему так? Первая причина - стремление к нормальному распределению. Если вы суммируете много случайных величин, то один чорт получится нормальное распределение! Если таких величин мало, то получится, но не очень, поэтому картина "частота всегда меняется" будет отличаться от картины "частота просто немного другая, но постоянная". Вторая причина - чем больше частот попадает в сумму, тем меньше период муаровой решетки. Для малого числа двигателей тоже можно получить муар, только вам придется в разы увеличить "время" эксперимента (то есть, число строк). Получившаяся вторичная частота будет настолько малой, что не сможет возбудить резонатор - длина волны станет больше резонатора. Это как та самая булочка, которую вместо микроволновки поставили к радиоантенне. К тому же, мы помним, что большинство материалов быстро увеличивают коэффициент демпфирования при снижении частоты.

Остается вопрос - почему Маск этого не предусмотрел, и что с этим делать теперь? Я пока не знаю, честно. Но я думаю об этом, и постараюсь написать. Надеюсь, теперь вы почувствовали аварию Спейсшипа, так сказать, на кончиках пальцев.

Итак, завершаем попытку разобраться в аварии Старшипа...

1. Почему, если возникновение муарового рисунка - известная тема, никто не подумал, что в многодвигательной ракете он появится?

Да подумал, наверное. Просто предсказать это сложно. Если вы проделали эксперимент в Excel, то уже знаете, что каждый раз рисунок получается разным, набор вторичных частот различается, то есть небольшое изменение начальных данных приводит к большому изменению результата - спектра частот. Что-то осознанное в такой ситуации в принципе трудно предпринять. В то же время, Маск не просто так заявлял, что вероятность хотя бы частичного успеха очень мала, и ракета почти наверняка не взлетит, хотя и не мог точно назвать причину, почему так произойдет. Я думаю, не в последнюю очередь инженеры надеялись на прочность ракеты. В конце концов, она же выдержала! Баки не взорвались, всего-то отрубило несколько движков! Возможно, наземные тесты двигателей в более жестких, чем обычно, условиях, показали обнадеживающий результат. Поскольку предсказать все возможные исходы в такой сложной системе было невозможно, было принято логичное решение не гоняться за собственным хвостом, а отработать то, что можно отработать. Мне так видится.

2. Что делать-то?

По-хорошему, чтобы бороться с таким типом неустойчивости, нужны какие-то активные системы шумоподавления перед насосами. Это могут быть более "умные" преднасосы, дополнительные перегородки в бак (вроде тех, что ставят в автоцистерны, чтоб топливо не плескалось при резком торможении), более сложные системы наддува бака, чем применяются сейчас. Для тех, кто не знает - если в бак ракеты во время полета не закачивать газ (обычно это азот или, в случае с криогенным топливом, сам криогенный компонент), бак схлопнется, как высосанный пакетик сока. Это и называется "наддуть бак". В общем, задача не выглядит совершенно нерешаемой, но сперва надо было это увидеть.

У JUICE не раскрылась одна весьма важная штанга.

Кто не в курсе, JUICE переводится как JUpiter ICymoons Explorer, то есть исследователь ледяных лун Юпитера. На той самой штанге находится радар, позволяющий просветить корку льда вплоть до жидкой воды. То есть, как бы, один из важнейших элементов миссии. Пожелаем спутнику и инженерам удачи с попытками его все же раскрыть,а сами вспомним, что еще не раскрывалось. Я вот сразу припоминаю, что на Люси солнечная панель не отошла до конца, у многих советских "Марсов" не раскрылся парашют, а еще на МКС солнечные панели, которые должны были сами раскрыться, по итогу раскрывали космонавты вручную. У меня есть личное "не раскрылось": на первом спутнике, в пуске и испытаниях которого я участвовал, не раскрылась одна из четырех антенных панелей (а там кроме антенны еще куча другой аппаратуры, тоже нужной), и пришлось по этому поводу ночевать на работе. Не моей задачей было эту панель раскрыть, от меня требовали двух вещей - понять, как теперь жить, если она не раскроется, и разрешить или запретить "большой" импульс на построение орбиты. В случае запрета спутник через 30-40 витков должен был пополнить тихоокеанскую группировку космических сил РФ. Но оказалось, что если очень хочется, то можно, и этот мертворождённый инвалид пролетал ещё 3 года и 2 месяца, на 2 месяца больше, чем минимально обещали. С учётом числа косяков на первой машине - даже странно!

Возникает глобальный вопрос: какого черта у этих космических инженеров вечно что-то клинит? Они что, не понимают, что от этих систем зависит успех всей миссии, им что, на Земле не проверить?! Вопрос хороший, так что давайте разбираться.

Ну, начнем с нашего косяка (тут должен быть мем с коммунистическим кроликом, но косяк реально не мой, я в то время в сборочном цеху даже не был ни разу!). Панель у нашего спутника не открылась потому, что слесарь ее тупо веревкой примотал к корпусу, а переж стартом веревку перерезать забыли. Дело в том, что панели тяжелые и длинные, примерно 1.5 метра и 200 кг, если со всей аппаратурой, которая там висит. Поэтому на Земле они так и норовят раскрыться, и упасть кому-нибудь на голову. Чтоб не упали, их привязывают капроновой веревочкой, которую уже перед стартом отрезают, потому что перед стартом вместо веревки панель уже держит пирочека. Это такая стальная палка толщиной 5-6 мм, которая втягивается пружиной в корпус, если взорвать вышибной заряд, чтобы выбил подпорку. Поскольку вся пиротехника ставится уже на космодроме, "а то мало ли что", веревочку должны обрезать там же. На всех панелях это сделали, на одной забыли. В итоге нам пришлось греть панель на Солнце, чтоб "колготки потекли" и когда капрон размяк, мы таки раскрылись, спустя каких-то три недели. То есть, причина чисто раздолбайская.

И что, у остальных спутников так же? Ну, где-то может и так, а где-то нет. Вон тот же JUICE не может раскрыться, потому что там запорный штифт заклинило, не желает он на место вставать. Но ведь все подобные операции отрабатывают до пуска, специальные стенды делают даже, где имитируют невесомость. Что не так-то?

Основная проблема в том, что все такие имитаторы невесомости на самом деле не выключают гравитацию. Вообще "стенды обезвешивания", как их называют, бывь трёх видов:
- "аэрохоккей" или "аэротруба", где в потоке воздуха висит шайба или шарик, в котором заключен космический аппарат,
- "театр марионеток" - стенд с кучей веревочек и грузиков, на котором каждая более-менее крупная деталь уравновешена противовесом,
- стенды активного обезвешивания, они парируют не сам вес, а перемещение этого веса под действием силы тяжести (а под действием других сил - не парируют). Обычно такое делается из промышленного манипулятора.
- настоящая невесомость в самолёте

Отдельно стоят гидролаборатории, потому как в них раскрытие антенн никто не пытается проверить. Процесс этот довольно скоротечный (в норме), поэтому сопротивление воды на него существенно влияет. Но во многом гидролаборатории похожи на "театр марионеток", только там не веревочки к деталям приделаны, а куски пенопласта.

Если посмотреть на это безобразие, то в общем ясно, что отработать операцию "штифт встает на место" на таких стендах невозможно! Аэрохоккей сразу отпадает - штанга 16 метров в длину, ни одна труба столько не потянет. В самолёте тоже сложно - сложить раскрытое обратно обычно не получится за пару минут, а в разложенном виде оно такое тонкое, что ломается под собственным весом, и уж тем более сломается, когда самолет выйдет из параболы. А для всех других стендов штифт - слишком маленькая деталь. Все куски штанги могут быть идеально уравновешены, а вес штифта никто и не подумает убирать - он же крохотный! Да и как к нему веревку привязать? Вот и получается, что в наземных испытаниях штифт проваливается в лунку под своим весом, а как до космоса дойдет - не проваливается, веса не хватает.

Еще одна причина - странности с трением и вибрацией. На земле проводят "зачётные" испытания на тряску, которая случится при выведении спутника ракетой. После них сборку отвозят на стенд имитации невесомости, чтобы там раскрыть. Как можно понять, между этими событиями сборка едет в условиях силы тяжести, и если там чего-то застряло после вибраций, оно имеет полные шансы освободиться. Причиной тому может быть незначительная транспортная тряска, в сочетании с перепадами температуры и даже ветром от закрытия двери вагона. Если запорный штифт или засов застрял на какой-то микронеровности, таких воздействий достаточно. А сделать трение идеально предсказуемым практически невозможно. Поэтому то, что раскрывалось на земле, может не сработать в космосе. По всей видимости, именно это сейчас наблюдается на JUICE, потому что решением проблемы выбрали "слегка потрясти и погреть".

Наконец, нужно сказать и о динамических ограничениях стендов обезвешивания. Дело в том, что такие стенды "убирают" вес, но добавляют массу. То есть, сила тяжести уравновешивается, а вот сила инерции увеличивается! Ведь для того, чтобы убрать вес, добавили грузики с другой стороны веревки, а значит, масса увеличилась ровно в два раза. Раз так, то от любого толчка каждый элемент сборки будет двигаться в два раза медленнее, чем двигался бы, если бы этот толчок случился в невесомости. Стенды активного обезвешивания могут сохранить массу (и даже сымитировать произвольную массу сборки!), но они не годятся для многосекционных конструкций, где важен индивидуальный подход к каждому элементу.

Так что, по всей видимости, мы продолжим наблюдать подобные отказы до тех пор, пока не появится возможность на каждый спутник устанавливать небольшого робота-сборщика, чтобы в нужный момент он "ударил его по-особому", как батя по телевизору. Над чем-то подобным мы с коллегами как раз и работаем, и, судя по публикациям, не мы одни.

Помните, в Цивилке был такой вид победы: "выход в космос"? Многих (по крайней мере, в моем окружении) он весьма бесил - только начнешь воевать или дипломатию с культурой разводить, а тут какой-то хрен как построит корабль к Альфе, и плевать, что ты его даже как противника не воспринимал, настолько он был жалок в остальных смыслах. В общем, победа "выход в космос" часто считалась "читерской", отчасти потому, что требует только грамотного развития, и не требует заморачиваться стратегией и тактикой на поле боя и тонкостями "кто на меня обидится, если я попробую улучшить отношения вот с этим лидером?". Знай себе изучай технологии и поддерживай производство. Так себе победа, в общем, неубедительная.

Тем более забавно наблюдать, что в реальной жизни этот вид победы, кажется, реализуется у нас на глазах. Разумеется, я про SpaceX. И не обольщайтесь большой геополитикой - победа SpaceX вовсе не означает, что победили США, потому что США по факту имеют довольно мало влияния на компанию. Имеют, конечно, в отличие от других стран. Но это влияние не является критическим. Если США "упрутся рогом", то компания потеряет космодром, много заказов, выгодные условия существования. Но очень многие страны будут не против "приютить" у себя SpaceX, так что эти потери будут временными, и угроза таких потерь никогда не заставит SpaceX изменить глобальные планы. А подождать пару месяцев сверх положеного - да, конечно...

Распространение спутникового интернета Starlink, как и любых других глобальных услуг связи, формально требует согласования с главой государства или с соответствующим министерством. Просто потому, что "эфир", он же пространство частот - общая штука по определению, и если в него гадить без предупреждения, хуже будет всем. А правила движения в эфире определяются на уровне государства. Поэтому каждый раз, когда SpaceX хотят подключить к Starlink новую страну, им приходится идти к высшим государственным чиновникам, и просить о разрешении. Это в теории так выглядит, да. На самом же деле так было в самом начале, когда Starlink был слаб и малочисленен. Сейчас уже главы государств приглашают менеджера компании заключить договор.

Поводом к этой заметке стала новость о распространении религии спутниковой связи Starlink в Азербайджане. Типичная "малая страна", да. Началось с подписания контракта между азербайджанским Рогозиным-Борисовым и гендиром SpaceX, а дальше... Ну, короче, вот пример, таких материалов тысячи. Осторожно, ссылка на новостной сайт, там этой политики как дерьма за сараем.

Ну то есть, формально все логично и правильно, топ-менеджер поехал по делу, и заодно заскочил "перетереть за будущее", раз ему разрешили. Но я бы сказал, что на этой встрече к SpaceX относились не как к компании, а как к суверенному государству. И, в принципе, это правильное отношение. Так что условие победы, может, и читерское, но это условие победы...

Всем, кто ждёт моего поста. Вам придется подождать. У меня тут пополнение в семье, всё непросто, мне немного не до того. Спасибо.

Пишут, что NASA вновь теребонькает идею бить лазером в спутники, чтоб те летели подальше. Вот: ссылка.

Максимально коротко:
- прошлая идея не работала по той причине, что вместо передачи импульса тонкой пленке лазер сжигал ее к хренам
- а также потому, что даже если б не сжигал, фотонная тяга довольно мала, и овчинка выделки не стоит
- а еще потому, что масса спутника оказывалась со спичечный коробок, и, следовательно, на нем нельзя было разместить радиоаппаратуру для связи с Землей, то есть, как в том меме: "я сделяль камень".

Сейчас подход изменили. Лазер остался, но теперь система работает в три этапа:
- в сторону спутника стреляют из рэйлгана замороженной капсулой вещества,
- на подлете к спутнику эта капсула попадает в лазерный луч, благодаря чему становится облаком плазмы, и дополнительно ускоряется,
- магнитный щит спутника принимает на себя удар этого облака, что и разгоняет весь аппарат.
Повторить.

Я пока не буду делать выводов вида "не взлетит" - технология настолько сырая, что даже Тихом Океане меньше воды, чем в ней. По крайней мере, со стороны спутника это уже не выглядит странным, остаются проблемы с точностью наведения "пеллеты" - крупинки с будущей плазмой - на астрономических расстояниях. Собственно, та же проблема была и с лазером, но там она решалась тем, что лазерный луч пусть немного, но расходится, а значит, хотя бы часть его имеет шансы попасть в спутник. В принципе, облако плазмы можно сделать как коллимированным по лучу ("вмороженным" в него, по принципу оптического пинцета), так и расходящимся. То, какая часть после этого попадет в спутник, зависит от места, в котором подорвут пеллет - ближе к спутнику - мощнее тяга, но сложнее попасть.

Лично меня в этой новости радует тот факт, что это, по сути, реализация plasma rifle из Х-СОМ! Если почитать файлы описаний в игре, то там примерно это и подразумевается, разве что для компактности источником энергии является Элириум, способный на прямую реализацию Е=mc².

Ну а ученым NASA удачи в их всратых проектах, никогда ведь не знаешь, какая идея в конце концов приведет тебя к звездам!

Тхе спейс ньюз: ссылка

Короче, сумрачный немецкий гений хочет сделать "линейное клиновое сопло", в русском просторечии именуемое тарельчатым. Что это за фрукт, и с чем его едят, я уже писал, вот, вспомните: ссылка. Всегда приятно вставить ссылку на себя самого, да?

Что по самой новости? Контракт на разработку подразумевает, что в итоге получится масштабный макет, который должен летать сам. То есть, одна фирма делает условный беспилотник, а вот этот конкретный контракт - на движок для этого беспилотника. Сразу отвечу ястребам - нет, данный двигатель ничего не изменит в применении БПЛА в войнах, это не про то. Данный двигатель позволит, в теории, выводить больше груза на околоземную орбиту на уже имеющихся ракетах. Впрочем, это "в теории" весьма надёжно, потому что дает примерно двукратный прирост, а такие цифры сложно пролюбить даже при откровенно халтурном проектировании с забиванием болта на всё, кроме жизненно важных вещей. То есть, если двигатель хотя бы не взорвется в полете, это уже будет успех и шаг вперед относительно текущего состояния дел. Правда, надо будет его еще масштабировать, а как показал опыт с обычным, колоколообразным соплом, это не так-то просто, см.посты про неустойчивость (опять ссылка на себя).

Но есть ожидание, что в случае с тарельчатым соплом неустойчивость не будет такой большой проблемой, потому что стенки-то нет, а значит нет и резонатора.

Так или иначе, пожелаем немцам успеха в освоении космоса, может, повторят подвиги Вернера Брауновича, всем нам от этого будет только лучше, в конечном итоге.

Кек ;-)
ссылка

Короче, суть - оказывается, в субстрате с реголитом способны выжить вешенки (эт гриб такой). А грибы, между прочим, это ценный источник белка, который из растений особо не получишь (привет, веганы). И уж конечно здоровым мужикам на Луне нужно мясо! больше белковой пищи, так что почему бы не кормить их вешенками?

Ладно, я не могу больше быть серьезным, меня мучает вопрос, что там с псилоцибином?