Окончательно разбираемся с градусами: причина аварии «Фрегата»

Цитата: slavae от 14.12.2017 12:27:04Отсюда
Окончательно разбираемся с градусами: причина аварии «Фрегата»

PS Наверное я тупой. Судя по картинкам, ракета крутится в полёте вокруг своей оси. Да ещё с какой-то нужной точностью. А зачем?

Цитата: slavae от 14.12.2017 12:27:04

 

ЦитатаНа "Восточном" (как и на гвианском Куру) на стартовом столе нет поворотного круга, в целях обеспечения автоматизации заправки, подсоединения электро и пневмо кабелей без участия персонала.

Стартовые площадки РН "Протон" тоже без поворотного стола. Как и "Шатлов" и других, После 1957 года совершенствование системы управления позволяло выполнять красивый поворот по крену сразу после старта.

https://lozga.livejo…0#t6098640

• +0.07 / 5

Цитата: slavae от 14.12.2017 12:27:04
Отсюда
Окончательно разбираемся с градусами: причина аварии «Фрегата»
Во вторник были озвучены результаты работы комиссии, расследовавшей причины аварии разгонного блока "Фрегат" со спутником "Метеор-М №2-1". Гадая о том, что случилось, мы пошли по верному следу, но все-таки не совсем правильно представили себе картину аварии. И Анатолий Зак, явно получивший инсайд, тоже не совсем точно пересказал сценарий произошедшего. А снабдив иллюстрациями выводы комиссии, мы, наконец, получим полное представление о ходе событий.



Фото: Дмитрий Ловецкий/Associated Press

По шагам

Мы уже знаем, что плоскость стабилизации ракеты в полете будет проходить по диагонали через ракету, стоящую на стартовом столе.



Угол между севером и плоскостью стабилизации называется азимутом старта, и на "Восточном" он составляет 168,8°. Перед запуском ракеты на ней включились две системы управления - ракеты-носителя "Союз-2.1б" (далее СУ РН) и разгонного блока "Фрегат" (далее СУ РБ). Ракета должна была лететь курсом 354°, а разгонный блок, после отделения от третьей ступени, - 344°. Обе системы управления в нормальном полете должны обнулить азимут. Ракета выполняет этот маневр с 5 по 22 секунду полета, а разгонный блок - после отделения. У РБ на построение ориентации было меньше минуты, потому что его решили вывести на незамкнутую траекторию, и, если не включить быстро двигатель, то на орбиту бы выйти не получилось. Однако, еще перед стартом системы управления решили поворачивать в разные стороны, чтобы двигаться по кратчайшему пути. СУ РН решила поворачивать против часовой стрелки, потому что в этом случае на азимут 354° ей бы пришлось повернуть на 174°. А разгонному блоку на азимут 344° было выгоднее поворачивать по часовой стрелке на угол 175°.


Углы показаны примерные для наглядности

К сожалению, разгонный блок только один раз, еще перед стартом, решил, в какую сторону ему поворачивать, и не обновлял алгоритм своих действий. В результате, когда ракета повернулась на 174 градуса, они добавились к углу, на который собирался повернуть разгонный блок. В момент отделения ошибка составила 363° (174°+175°=349°, очевидно, прибавились не упомянутые маневры ракеты), однако, вместо того, чтобы пересчитать направление движения, разгонный блок пошел по длинному пути. "Фрегат" может вращаться со скоростью до одного градуса в секунду, и за минуту до включения двигателя он успел повернуться на 55 градусов по часовой стрелке. Набранная же скорость вращения привела к тому, что в течение минуты первого включения двигателя блок фактически тормозил, поэтому и упал раньше третьей ступени.


Углы показаны примерные для наглядности

Защита от Мерфи

В случившейся аварии и техника была исправна, и полетное задание было верным. Надеюсь, вам уже стало понятно, что и версия перепутанных космодромов является совершенно несостоятельной. Предположение, что виноват большой азимут старта космодрома "Восточный", тоже неверно. Фактически, это проявление закона Мерфи, как он есть - если у вас есть сектор в 10° (3% полного круга!), в котором системы управления решат разворачиваться в разные стороны, то вы построите космодром с таким азимутом старта, чтобы попасть в эти самые 3%. Отдельно стоит отметить, что, если бы "Фрегат" вывели на низкую орбиту, он бы успел развернуться и на неадекватный угол.

Так в чем же причина аварии? На этот вопрос отвечают два слова - "интеграционное тестирование". После создания отдельных модулей или систем необходимо обязательно проверить, что они будут нормально работать вместе. Утверждение, что виноваты программисты, разрабатывавшие программное обеспечение "Фрегата" 20 лет назад, тоже неверное - программа прекрасно работала для первоначальных условий, и надеяться, что ее сразу сделали под все возможные космодромы, не стоит.

Заключение

В аварии нет ничего хорошего, но все-таки иррационально приятно, что она относится к сложному и распространенному в космической технике типу. Это не залитые лишние тонны топлива из-за бардака в документации и не перепутанные на складе материалы. По такой же причине плохого интеграционного тестирования в атмосфере Марса сгорел аппарат NASA Mars Climate Orbiter, и разрушилась, потеряв управление, европейская Ariane 5 в своем первом полете. Если в нашей космонавтике сложность аварий будет расти и дальше, то это, по крайней мере, будет говорить о том, что с очевидными и простыми проблемами она уже справилась.

PS Наверное я тупой. Судя по картинкам, ракета крутится в полёте вокруг своей оси. Да ещё с какой-то нужной точностью. А зачем?

Цитата: slavae от 14.12.2017 12:27:04

 

• +0.02 / 2

Цитата: adolfus от 14.12.2017 12:55:38Крутится потому, что у нее есть три собственные конструкционные оси – продольная, вертикальная и поперечная. Точно так же, как у рыбы или самолета. На орбите то, что осталось от запущенного изделия, должно быть ориентировано продольной осью по вектору скорости, т.е. по касательной к орбите, а вертикальной осью – в плоскости орбиты.

Цитата: adolfus от 14.12.2017 12:55:38

 

• +0.05 / 4

Цитата: normalized_ от 14.12.2017 13:43:37По тангажу и рысканью понятно. А по крену?
Я так понял, у Slavae основной вопрос почему она вообще вначале вращается, зачем ей это нужно? Она же типа симметричная вокруг продольной оси или нет? Летела бы себе... Только наклонилась бы в нужном направлении, зюйд-зюйд вест (азимут, рысканье), на нужный угол наклона (тангаж)
(Вопрос чем, у нее, ракеты, отличается продольная конструкционная ось от вертикальной оставим в стороне)

Цитата: normalized_ от 14.12.2017 13:43:37

 

• +0.00 / 0

Цитата: adolfus от 14.12.2017 14:26:45Несимметрична. Хотя бы потому, что внутри есть физически реализованный трехгранник, по осям которого стоят акселерометры и ДУСы. Если ИНС аналоговая, что более всего вероятно, то там жестко "прибиты" все три оси к корпусу. Одна из трех, что не продольная, будет вертикальной, другая – поперечной. Когда ракета стоит на стартовом столе, вертикальная ось лежит в плоскости горизонта, как и поперечная.

Цитата: adolfus от 14.12.2017 14:26:45

 

• +0.06 / 5

Цитата: adolfus от 14.12.2017 17:24:01РБ может вращаться, как кто-то тут упоминал, со скоростью около одного оборота в секунду.

Цитата: adolfus от 14.12.2017 17:24:01

 

• +0.06 / 5

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 17:46:01Градус в секунду, со слов зам. ген. дир. "Роскосмоса" Александра Иванова.

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 17:46:01

 

• +0.03 / 2

Цитата: adolfus от 14.12.2017 18:26:20Тогда понятно... Тем не менее вопрос о том, почему решение в какую сторону и на сколько принималось до старта, а не после разделения, не раскрыт.

Цитата: adolfus от 14.12.2017 18:26:20

 

• +0.09 / 7

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 18:46:49Ошибка в алгоритмах СУ Фрегата. Или в конкретном ПЗ для неё.
Как бы и не ошибка, все-таки  летали же раньше, а так,  "маловероятное сочетание неблагоприятных факторов". Косяк, который проявился после многих лет успешных полетов.
Это как последняя авария Зенита, когда выявился косяк, заложенный ещё в 80-е годы прошлого столетия.

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 18:46:49

 

• +0.03 / 8

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 19:10:56Какое ещё "маловероятное сочетание", НАлЕ? При азимуте старта с Восточного 168.8° и невращающемся стартовом столе, такая логика СУ Фрегата очевидно должна была привести к подобному при запуске на полярную орбиту, рано или поздно, и конечно это ошибка.

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 19:10:56

 

• +0.03 / 3

Цитата: basilevs от 14.12.2017 19:18:18Фрегат создавался, когда Восточного и в планах не было. А с тех пор прошло столько лет, что подробности работы алгоритмов его СУ уже даже собственно разработчики забыли. Не надо тут шашкой размахивать.

Цитата: basilevs от 14.12.2017 19:18:18

 

• +0.18 / 12

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 19:37:25Но вот тут не соглашусь.
Обязаны таки были "рассмотреть".
Да и не могли разработчики "забыть". Пуски-то постоянно проводились, да и СУ совершенствовалась. Они же относительно недавно сделали интегрированную СУ (инерциалка с АП СНС) и совсем недавно обеспечили вывод группы спутников на разные орбиты (чуть-ли не впервые в мире, но тт пусть меня поправят, ежели что).
А под каждый пуск разрабатывается индивидуальное ПЗ, ДНП, РБД, которое обязано пройти СОИ (совместные отладочные испытания)  при "электронных пусках".  И проходили думаю, но это тоже не гарантия (такое уже было, когда и электронные пуски пропускали косяки).

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 19:37:25

 

• +0.21 / 9

Цитата: перегрев от 14.12.2017 21:35:53Косяк не Лавки. Как будут разбираться не знаю...

Цитата: перегрев от 14.12.2017 21:35:53

 

• +0.02 / 2

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 22:32:27Но лавкины баллистики и  её же отделы-кураторы разработчика СУ  таки тоже в замазке.

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 22:32:27

 

• +0.03 / 2

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 19:10:56Какое ещё "маловероятное сочетание", НАлЕ? При азимуте старта с Восточного 168.8° и невращающемся стартовом столе, такая логика СУ Фрегата очевидно должна была привести к подобному при запуске на полярную орбиту, рано или поздно, и конечно это ошибка. Совершенно не одобряю диванные обсуждения кто там не прав, а кто виноват, но тут вспоминается анекдот, который завершается словами "ну ладно, ну %уй с ним, но моб твою ять!"

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 19:10:56

 

• +0.05 / 3

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 19:32:341. Вы кавычки видели?
Фраза "маловероятное сочетание неблагоприятных факторов ...2  - это уже мем, который рожден был первой комиссией по Чернобылю.
2. Интересно, а раньше Фрегат ничего не выводил на полярные орбиты?
3. Задним числом мы почти все умными становимся и нам почти всем становится "очевидно ...".

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 19:32:34

 

• +0.13 / 9

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 18:46:49Ошибка в алгоритмах СУ Фрегата. Или в конкретном ПЗ для неё.
Как бы и не ошибка, все-таки  летали же раньше, а так,  "маловероятное сочетание неблагоприятных факторов"...

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 18:46:49

 

• +0.11 / 6

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 18:46:49Как бы и не ошибка, все-таки  летали же раньше, а так,  "маловероятное сочетание неблагоприятных факторов". Косяк, который проявился после многих лет успешных полетов.

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 18:46:49

 

• +0.02 / 2

Цитата: Murmur. от 14.12.2017 21:00:56а в чем там косяк? Насколько вижу, это просто техническое ограничение. 
Кто отвечает за сопряжение двух систем, тот и накосячил.

Цитата: Murmur. от 14.12.2017 21:00:56

 

• +0.03 / 2

Цитата: Murmur. от 14.12.2017 21:00:56а в чем там косяк? Насколько вижу, это просто техническое ограничение. 
Кто отвечает за сопряжение двух систем, тот и накосячил.

Цитата: Murmur. от 14.12.2017 21:00:56

 

• +0.00 / 0

Цитата: adolfus от 14.12.2017 23:08:38Какое, к черту, сопряжение. Там на РБ один сигнал должен прийти – разделение произошло. Все. Дальше РБ должен самостоятельно определить свое кинематиченское  состояние, рассчитать маневр и начать разворот. Что еще там нужно сопрягать?

Цитата: adolfus от 14.12.2017 23:08:38

 

• +0.02 / 1

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 23:46:10А вот это не факт.
Надо знать, как  определяется начальная ориентация осуществляется прицеливание Фрегата? Напрямую от наземной части СПр или таки по данным от СУ Союза?
Сопрягаются ли оси гироскопов РН и РБ?

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 23:46:10

 

• +0.00 / 0

Цитата: adolfus от 15.12.2017 00:47:00Там скорее всего не гироскопы, а ДУСы, судя по известной аварии.

Цитата: adolfus от 15.12.2017 00:47:00

 

Цитата: adolfus от 15.12.2017 00:47:00Сопрягаются занесением нулей в регистры коррекции углов перед стартом, чтобы обнулить дрейф ДУСов. За то время, что происходит до разделения, углы даже на пять минут не  сдрейфуют.

Цитата: adolfus от 15.12.2017 00:47:00

 

• +0.01 / 1

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 23:46:10Напрямую от наземной части СПр или таки по данным от СУ Союза?

Цитата: НАлЕ от 14.12.2017 23:46:10

 

• +0.00 / 0

Цитата: normalized_ от 14.12.2017 13:43:37По тангажу и рысканью понятно. А по крену?
Я так понял, у Slavae основной вопрос почему она вообще вначале вращается, зачем ей это нужно? Она же типа симметричная вокруг продольной оси или нет? Летела бы себе... Только наклонилась бы в нужном направлении, зюйд-зюйд вест (азимут, рысканье), на нужный угол наклона (тангаж)
(Вопрос чем, у нее, ракеты, отличается продольная конструкционная ось от вертикальной оставим в стороне)

Цитата: normalized_ от 14.12.2017 13:43:37

 

• +0.01 / 1

Цитата: slavae от 14.12.2017 12:27:04... если бы "Фрегат" вывели на низкую орбиту, он бы успел развернуться и на неадекватный угол...

Цитата: slavae от 14.12.2017 12:27:04

 

• 0.00 / 2

Цитата: adolfus от 14.12.2017 13:22:53Непонятно одно – почему включились двигатели, если не успел развернуться? На РБ нет никакой системы, которая бы измеряла реальное кинематическое состояние? Просто удивительно – даже на дешевых беспилотниках такая есть и работает в петле управления, а на РБ, котороый в тыщу раз дороже, нету. При том, что в космосе по сравнению с тем, что имеет место в земных условиях, ориентацию измерить, как два пальца – ориентиры навечно прибиты каждый к своему месту и параллаксов нет.

Цитата: adolfus от 14.12.2017 13:22:53

 

• +0.09 / 7

Цитата: Игорь_ от 14.12.2017 14:16:22Система о которой вы говорите в "Фрегате" есть. Во время своей работы он учитывает неточность выведения и дожигание запасов топлива в первой и второй ступенях. Был случай что третья ступень отключилась раньше, но РБ смог вытянуть ПН на орбиту, правда до целевой не дотянул но близко. Так что система с обратной связью.
Но то что один человек сделал другой завсегда сломать сможет.

Цитата: Игорь_ от 14.12.2017 14:16:22

 

• -0.02 / 3

Цитата: adolfus от 14.12.2017 13:22:53Непонятно одно – почему включились двигатели, если не успел развернуться? На РБ нет никакой системы, которая бы измеряла реальное кинематическое состояние? Просто удивительно – даже на дешевых беспилотниках такая есть и работает в петле управления, а на РБ, котороый в тыщу раз дороже, нету. При том, что в космосе по сравнению с тем, что имеет место в земных условиях, ориентацию измерить, как два пальца – ориентиры навечно прибиты каждый к своему месту и параллаксов нет.

Цитата: adolfus от 14.12.2017 13:22:53

 

• +0.03 / 2

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 14:59:00Из-за незамкнутости орбиты, как поясняют, время на манёвр разворота РБ до включения двигателя было ограничено 55-ю секундами от разделения. Правильный вопрос, ИМХО, к логике системы управления РБ, которая выполняет разворот на 363° вместо 3-х, и, ещё более интересный: зачем вычислять/планировать оптимальный разворот РБ на старте, если известно, что РН будет крутиться и всё это планирование пойдёт коту под хвост? При вращающемся стартовом столе это логично, но неужели никому не пришло в голову, что подобная проблема возникнет обязательно?

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 14:59:00

 

• +0.03 / 2

Цитата: Фёдор144 от 14.12.2017 15:41:47как говорил жванецкий, хочу быть таким умным, как моя жена потом.

Цитата: Фёдор144 от 14.12.2017 15:41:47

 

• +0.00 / 0

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 16:18:09Вы правы конечно, но есть же и предел. Я думал, что его достиг "Скиапарелли"...

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 16:18:09

 

• +0.04 / 3

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 16:18:09Вы правы конечно, но есть же и предел. Я думал, что его достиг "Скиапарелли"...

Цитата: Alexxey от 14.12.2017 16:18:09

 

• +0.05 / 3