Wie werden Selbstzerstörung in der Raketentechnik implementiert?

Viele Raketensysteme sind mit Selbstzerstörungsvorrichtungen ausgestattet, um zu verhindern, dass ein außer Kontrolle geratenes Fahrzeug zu weit von seinem beabsichtigten Weg abkommt und zu einer Gefahr wird. Vermutlich besteht das Ziel darin, den Schub des Raketentriebwerks zu beenden (und eine der oberen Stufen zu deaktivieren), damit das Fahrzeug oder seine Trümmer in eine bestimmte Zone fallen. Die Frage ist: Was ist die beabsichtigte Wirkung der Selbstzerstörungsvorrichtungen? Soll nur der Schub beendet werden, oder besteht auch die Absicht, Treibmittel freizusetzen und abzufackeln und / oder das Fahrzeug zu fragmentieren (oder sind dies nur Nebeneffekte)? Angesichts der Größen- und Gewichtsbeschränkungen kann jedes zusätzliche Ausrüstungsteil an Bord einer Rakete nur so viel leisten ... wie wird sichergestellt, dass die Geräte ihre Arbeit zuverlässig erledigen, wann und nur wenn befohlen? Wie wirkt sich der Raketentyp (Festbrennstoff vs. Flüssigbrennstoff) auf das Design und die Implementierung des Zerstörungssystems aus?

An Bord von Raketen befindet sich bereits viel hochexplosiver Sprengstoff, der zur Selbstzerstörung eingesetzt werden könnte. (Obwohl wir es normalerweise Kraftstoff nennen).
@Hennes Viel Kraftstoff und Oxidationsmittel, um einen großen Boom zu erzeugen, aber es ist schwer vorstellbar, dass ein solcher auftreten würde, bis das Fahrzeug ausreichend zerbrochen ist, damit die Treibmittel in großem Umfang in Kontakt kommen.
@AnthonyX Wenn Sie die Kraftstofftanks aufblasen, kommen sie in großem Umfang in Kontakt.
Bei SRBs oder anderen festen Stufen ist es nicht so einfach, dass Sie nicht möchten, dass sie vom Kurs abweichen und effektiv jede von ihnen zu einer streunenden ballistischen Rakete wird. ;)
Ich ging davon aus, dass wir an vielen Stellen gleichzeitig einen SRB zünden könnten. Das würde sich in kurzer Zeit auflösen und niederbrennen.
Jemand erwähnte das „Entpacken“ der soliden Oberstufe der Antares, damit sie sich nicht auf dem Boden dreht und die Startrampe herausnimmt.
@TildalWave Das klingt wie der Beginn einer Folgefrage: "Wie früh oder wie spät nach dem Start kann sich ein Raumschiff selbst zerstören?"

Antworten (1)

Flugbeendigungssysteme dienen zwei Zwecken:

  1. Beendigung des Schubs
  2. Ausbreitung des Treibmittels

Die Schubbeendigung kann auf verschiedene Arten erreicht werden. Bei mit Flüssigbrennstoff betriebenen Motoren kann es ausreichen, den Motor einfach abzustellen. Bei Feststoffmotoren kann das Kraftstoffkorn, sobald es gestartet wurde, nicht mehr gestoppt werden, daher muss es antriebslos gemacht werden. Dies kann erreicht werden, indem entweder das Gehäuse mit einer linearen Hohlladung geöffnet oder die vordere Kuppel des Motors durchstochen wird.

Für die Treibmitteldispergierung hängen die Anforderungen von der Art des Treibmittels ab. Bei gefährlichen Treibmitteln wie Hydrazin und Stickstofftetroxid muss das FTS normalerweise das Treibmittel so weit wie möglich abbrennen. Für chemisch unbedenklichere Kraftstoffe wie LH2 und LOX reicht in der Regel eine einfache Verteilung aus.

Häufig wird derselbe Mechanismus sowohl für die Schubbeendigung als auch für die Treibmittelverteilung verwendet.

Flugbeendigungssysteme müssen redundant sein, um den Erfolg sicherzustellen. Um eine unbeabsichtigte Initiierung zu verhindern, werden Safe-and-Arm-Vorrichtungen verwendet, die das Zerstörungspaket physisch von seinem Initiator isolieren. Um Störungen oder die böswillige Initiierung eines Zerstörungspakets durch Dritte zu verhindern, werden Zerstörungssignale verschlüsselt.

Der aktuelle US-Standard für Flugbeendigungssysteme ist in AFSPCMAN 91-710 definiert (obwohl einige der saftigeren Bits nicht öffentlich verfügbar sind).

Folgefragen: Wie trägt die Verteilung des Treibmittels zur Reichweitensicherheit bei? Wie wirken sich Selbstzerstörung auf forensische Untersuchungen von mechanischen Fehlern aus? Zum Beispiel: der kürzliche Ausfall der Antares und die Ursachenzuschreibung an einer ausgefallenen Turbopumpe.
Bei der Reichweitensicherheit geht es darum, sicherzustellen, dass eine fehlgeleitete Trägerrakete weder Menschen noch Eigentum am Boden verletzt. Bei kryogenen Treibstoffen bedeutet die Verteilung von Treibstoffen buchstäblich, dass sie freigesetzt werden, damit sie verdampfen und wieder in die Atmosphäre gelangen. Während es wahrscheinlich zu einer Verpuffung kommen wird, ist dies nicht notwendig, da sie im Grunde harmlos sind, sobald sie sich aufgelöst haben. Bei gefährlichen Treibmitteln wie MMH, UDMH, Hydrazin und NTO besteht das Ziel darin, zu versuchen, sie alle abzubrennen, damit nichts davon den Boden erreicht und die Lunge von irgendjemandem auflöst. Zerstörungen sind in der Regel so gering wie möglich und verursachen nur örtlich begrenzten Schaden.
Die STS-SRBs hatten eine lineare Hohlladung, die an der Seite des Gehäuses hochlief. Als ihnen die Zerstörung befohlen wurde, spaltete die Ladung das Gehäuse und der plötzliche Abfall des Kammerdrucks löschte vermutlich die Verbrennung. Für die Forensik in diesem Fall, wenn das Brandloch in dem Fall unter der Anklage lokalisiert worden war ... wer weiß. Das Auffinden des Stücks mit dem Loch war meiner Meinung nach wichtig, aber nicht entscheidend für die Untersuchung, da Fotos des Lecks existierten. upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6c/…
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