fonzeppelin: (Default)
[personal profile] fonzeppelin
И еще одна моя статья для Warhead. Посвящена такому "популярному" вопросу, как "зачем НАСА проектирует новые сверхтяжелые ракеты, ведь у них должны были остаться все чертежи великолепной Сатурн-5"?

Программа «Аполлон» была впечатляющим успехом американской индустрии — но прямого продолжения так и не получила. Сейчас, когда НАСА возвращается к идее лунных экспедиций, многие задаются вопросом: зачем заново разрабатывать сверхтяжёлые ракеты-носители? Есть же готовые чертежи! Давайте построим «Сатурн-5» заново!



Кругом одни проблемы

Допустим, мы заполучили чертежи ракеты, выбили из конгресса финансирование и решили восстановить производство «Сатурн-5». Начинаем разбираться с чертежами, чтобы определиться, какие детали и где заказать.

И… сразу же наталкиваемся на проблему. В чертежах ракеты для некоторых ключевых деталей указан, например, сплав A018 (здесь и далее названия и марки узлов и агрегатов условные, сугубо для иллюстрации проблем, которые могут возникнуть при решении подобной задачи. — Прим. ред.). Что это за сплав такой, в чертежах, понятное дело, не указано. Спецификации дают нам некоторое понимание, почему выбрали именно этот сплав, но не проливают света на то, как и из чего именно он делался.



Путём долгого копания в архивах нам удаётся отыскать накладные на пресловутый сплав и выяснить, что делала его по заказу НАСА фирма, условно, «Джонс & сыновья» на заводе в Мэриленде. Вот только ни завода, ни фирмы давно уже нет: «Джонс & сыновья» обанкротилась в середине 70-х, и её активы выкупил крупный металлургическиё концерн. Завод, на котором изготавливали A018, давным-давно закрыли и снесли, а на его месте теперь городской парк.

Пытаемся выяснить, кому могли бы достаться архивы «Джонс & сыновья». С большим трудом нам удаётся разыскать старичка-архивариуса на пенсии, который припоминает, что всю документацию, относящуюся к работе на НАСА, при банкротстве фирмы сложили в ящик с номером 28956B и отправили в офис выкупившего фирму концерна. Какой точно офис, старичок уже не помнит. И руководство концерна нам тоже помочь не сможет: концерн распался в начале 90-х, архивы разделил десяток фирм-преемников, и куда девалась металлическая коробка с номером 28956B никто, разумеется, не имеет представления.

В итоге у нас нет ни сплава, ни понимания, как его изготовили.

Что делать? Заменять известными аналогами? А вдруг есть какая-то тонкость, которую мы упускаем? Разрабатывать сплав заново методом обратной инженерии? На это уйдёт неопределенно много времени и денег (с учетом того, что кому-то придется еще и налаживать производство сплава). Или же перепроектировать полностью все изготовленные из A018 компоненты ракеты?

«Нет, Джонни, всё было не так!»

Ладно, временно отодвинули кризис с A018 в сторону и пытаемся дальше разобраться в ворохе полувековой давности бумаг. В них находим технологию, допустим, изготовления стенок баков для жидкого кислорода. Технология по современным меркам архаична, и быстрый опрос производителей в отрасли подтверждает наши опасения: так больше никто не делает. Хуже того, ни у кого больше нет оборудования, которое использовали в 60-х для изготовления стенок баков «Сатурн-5» — производственные цепочки давным-давно демонтированы, цеха перепрофилированы под другие задачи.

Даже если мы каким-то чудом найдём древнее оборудование (и другим чудом заставим его работать), у нас нет никого, кто на самом деле бы умел им пользоваться.

Те из рабочих и инженеров, делавших компоненты «Сатурн-5» в 1960-х, кто дожил до наших дней, — сейчас в весьма и весьма преклонном возрасте. Да, многие из них неплохо помнят отдельные стадии нужного нам процесса, но никто из них не поручится, что не забыл что-то важное. Человеческая память всё-таки не самый надёжный хранитель точной индустриальной информации!



В итоге перед нами встаёт «воодушевляющая» перспектива налаживать производство баков ракеты на изношенном, наполовину собранном из деталей со свалок оборудовании, под бдительным руководством восьмидесятилетних старичков, яростно спорящих друг с другом о том, какой же именно температурный режим они для этого использовали. Ну или же полностью перепроектировать баки ракеты под современные производственные технологии (заметили, что это решение повторяется с удручающей регулярностью?..)

Слишком много вопросов

Двигаемся дальше. На чертежах первой ступени находим сложной формы деталь конструкции, которую на вид можно было бы сделать и проще, и легче. В сохранившихся документах нет внятного объяснения, почему выбрали именно такую сложную форму. Инженера, который некогда принял это решение, давно нет в живых, и спросить его мы не можем. Его личный рабочий архив потерялся при переезде.



Весьма пожилые коллеги покойного инженера расходятся во мнениях, почему эта деталь имеет форму Z-образной загогулины с руку толщиной. Одни говорят, что такая форма оптимальна с точки зрения перераспределения вибрационных нагрузок. Другие утверждают, что уровень математического моделирования 60-х просто не позволял толком обсчитать эту деталь, поэтому её делали с огромным запасом прочности. Чтоб уж наверняка.

Кому верить? И что делать?


Заказывать производство Z-образной загогулины или перепроектировать эту часть конструкции заново?

Идём ещё дальше. В криогенных системах второй ступени ракеты повсюду используется уплотнитель QB51. К нашему великому облегчению, этот уплотнитель до сих пор производится… вот только использовать его нам уже нельзя. За прошедшие десятилетия стандарты безопасности ужесточились, и OSHA (англ. Occupational Safety and Health Administration — служба охраны здоровья и безопасности на производстве) запретила использовать уплотнитель типа QB51 в ракетостроении.

Что делать? Подавать петиции в OSHA, чтобы сделали исключение, «потому что мы пытаемся заново сделать ракету полувековой давности, и иначе ну никак не получается» ? Или перепроектировать полностью компоненты, использующие QB51, под современные — безопасные — материалы?

Затем банальная проблема — болты, которые использовались на «Сатурн-5» для крепления патрубков подачи компонентов топлива, теперь делаются по другой технологии, из другого материала. И сертификацию на космические условия они не проходили. Производитель не готов поручиться, что его болты выдержат требуемую комбинацию тепловых и динамических нагрузок. И что? Заказывать дорогостоящую и сложную экспертизу болтов — которая вполне может увенчаться заключением, что они для наших целей не пригодны и надо искать замену? Или перепроектировать полностью все крепления?



В двигательном отсеке второй ступени натыкаемся на встроенный в переборку комплекс датчиков, весом примерно в 50 кг и занимающий объем в 0,5 кубометра. Современные цифровые датчики, выполняющие аналогичную задачу, помещаются на ладони и весят от силы полкило. Полностью перепроектировать переборку под новые датчики? Потратить годы и усилия на воссоздание древних датчиков? Или поставить новые датчики, а место из-под старых систем забить балластом?

Ещё пример. Для системы турбонасоса нужны патрубки особой формы. Фирма, которая их производила, ещё существует, у неё есть вся необходимая технология, и она может выполнить наш заказ… но не за те деньги, что мы способны на это выделить.

Заказ нестандартный, фирме придется восстанавливать старые технологические решения, нарушать обычный режим работы. На аргументы, что в 60-х фирма согласилась выполнить эту работу за такую-то часть общего бюджета проекта, владелец холодно отвечает, что в 60-х и бензин стоил тридцать центов за галлон. Что будем делать? Просить увеличения бюджета у раздражённого непонятными задержками конгресса? Или перепроектировать турбонасос (что тоже потребует времени и денег)?

Далее. В электросистеме ракеты мы видим примитивное по современным меркам, ненадёжное и неэффективное решение. Да, в 60-х оно казалось верхом инженерного изящества и остроумия, но за прошедшие десятилетия технология ушла далеко вперёд. В имеющемся виде электросистема впустую тратит драгоценный вес (и деньги).

Если мы попытаемся улучшить этот конкретный элемент, то вскоре поймём, что и другие теперь тоже можно усовершенствовать — сделать легче, надёжнее, эффективнее.

Неизбежно на какой-то стадии встанет вопрос: «А почему бы не переделать всю электросистему заново?»

«Хоть как-то» — не наш вариант

Внимательный читатель уже, без сомнения, понял, куда клонится наша модель. Практически в каждой из рассмотренных ситуаций в какой-то момент встаёт вопрос: «А не проще ли спроектировать это с нуля?». Объём переделок, которые потребуется проделать только для того, чтобы привести старые решения в соответствие с современными возможностями, рано или поздно станет сопоставим с усилиями по разработке новой ракеты с нуля.

Зачем тогда вообще пытаться воспроизвести старую ракету?


Попытки объединить технические решения полувековой давности с современными неизбежно порождают вынужденные компромиссы. В инженерии любой компромисс — это по определению жертвование эффективностью ради того, чтобы «хоть как-то да работало». Но ракетостроение вообще и космонавтика в частности слишком сложны (да и дороги), чтобы удовлетвориться этим «хоть как-то».



Создание сверхтяжёлой ракеты-носителя — это не только инженерный подвиг. Это ещё и огромное напряжение индустриальных усилий, великое множество технологических цепочек, сходящихся в одной точке. В 60-х такую систему построили, чтобы создать «Сатурн-5». Но за прошедшие десятилетия индустрия изменилась почти до неузнаваемости, и технологические цепочки, участвовавшие в программе «Сатурн», распались. Чтобы восстановить их, потребуется куда больше времени и усилий, чем для того, чтобы создать новые — под новую ракету.
Page 2 of 2 << [1] [2] >>

Date: 2019-10-28 04:47 pm (UTC)
From: [identity profile] reader59.livejournal.com
Но подглядывать в старую ТД всё же надо, там иногда бывает масса полезного.

Date: 2019-10-28 05:59 pm (UTC)
From: [identity profile] pavel-herc.livejournal.com
"Практически в каждой из рассмотренных ситуаций в какой-то момент встаёт вопрос: «А не проще ли спроектировать это с нуля?»

отборнейший бред, но на здоровье, если штырит)))

Date: 2019-10-28 06:04 pm (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
Гос-споди, да откуда ж столько дураков берется?...

(no subject)

From: [identity profile] nicksakva.livejournal.com - Date: 2019-10-29 06:11 am (UTC) - Expand

Date: 2019-10-28 06:29 pm (UTC)
From: [identity profile] darius var (from livejournal.com)
А вообще, что касается конструкционных материалов, то если сварить древесину в щелочи, выварить лигнин, а потом спрессовать, то получится материал, удельная прочность которого в 1,5 раза выше чем у титана, и он не плавится, а обугливается, т.е. его термостойкость выше чем у титановых сплавов.
++++++++++++++++++++++++++++++++++
Угу... Ножевики сокрушаетса, что слишком продолжительное выдерживание дуба в амиаке вызывает его хрупкость и падение прочности, а тут человек собирает варить в шелочи древесину. Да еще получать термостойкий композит. Бумага, кстати тоже не плавитса...
По поводу патентов - состав сплава одно, а его структура при полученнии обработке -совсем другое. неговоря уже о том, что лабараторная технология для демонстрации возможностей сплава и промышленная технология может быть совсем разные вещи. например инструментальные стали - ту же твердость можно получить разными способами. Плевое дело - выше температура закалки выше ниже отпуск выше ниже. Да вот только нужна часто не толькотвердость, но и усилие на слом/ударная вязкость, сопротивление изнашиванию и тд. мастиера годами отрабатывают найлучие режимы. В теории все красиво описываетса, а в практике поулитса так - разные печи разные режимы на них.
Все просто, пока сам неначнеш делать....

Date: 2019-10-28 08:43 pm (UTC)
From: [identity profile] vova-modelist.livejournal.com
Все комментарии не читал, так что уже возможно упомянули.

Основная проблема даже не в том можно ли восстановить производство, а в том что один пуск ракеты в 60-ы годы стоил эквивалент $1.23 миллиарда (и это при уже налаженном серийном производстве всей линейки компонентов). При бюджете в $19-20 миллиардов, НАСА просто не может себе позволить запускать такую дорогую ракету. А если считать что восстановление производства в наши дни будет еще дороже, то скорее всего пуски будут стоить по цене как несколько подлодок.

Date: 2019-10-30 08:51 pm (UTC)
From: [identity profile] claclu.livejournal.com
Ничего не надо востонааливать - у американцев остались пару неиспользованных сатурнов. Пусть заправляют за твой счёт и ты летишь

(no subject)

From: [personal profile] denis8424 - Date: 2019-10-31 08:23 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] claclu.livejournal.com - Date: 2019-10-31 09:23 pm (UTC) - Expand

Date: 2019-10-29 07:20 am (UTC)
From: [identity profile] slavatrush.livejournal.com
отличный пост
забрал к себе
буду в него тыкать носом всех клоунов, которые предлагают пустить в производство Ту-339

Date: 2019-10-29 09:53 am (UTC)
From: [identity profile] comes-smolny.livejournal.com
Шутка про утерянные СШК уже была?

Date: 2019-10-29 10:18 am (UTC)

Date: 2019-10-29 11:53 am (UTC)
From: [identity profile] john-jack.livejournal.com
А вы думали чего бы их после нахождения ещё сотни лет рассматривают на предмет православности. Не без техножреческих жертв и частенько небольшой войны.

(no subject)

From: [identity profile] comes-smolny.livejournal.com - Date: 2019-10-29 06:36 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] john-jack.livejournal.com - Date: 2019-10-30 04:35 am (UTC) - Expand

Date: 2019-10-29 10:27 am (UTC)
From: [identity profile] kitowras.livejournal.com
Спасибо, как всегда все очень наглядно.
Странно, что вопрос о восстановлении старых технологических продуктов не в музейных целях вообще встает. Никто же предлагает строить паровозы для железных дорог или паровые локомобили.

Date: 2019-10-29 11:54 am (UTC)
From: [identity profile] john-jack.livejournal.com
Всё правильно, паровозы для железных дорог надо строить только новые!

Date: 2019-11-02 10:14 am (UTC)
From: [identity profile] jr0.livejournal.com
Паровозы вполне на ходу. У меня коллега по развлечениям машинист паровоза.

(no subject)

From: [identity profile] kitowras.livejournal.com - Date: 2019-11-05 01:28 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] jr0.livejournal.com - Date: 2019-11-05 01:35 pm (UTC) - Expand

Date: 2019-10-29 11:20 am (UTC)
From: [identity profile] mitraist07.livejournal.com
Спасибо.

Date: 2019-10-29 11:46 am (UTC)
From: [identity profile] prosto-vova.livejournal.com
Никому не нужно делать "Сатурн" заново.
1. Сейчас есть масса новых, совершенно других материалов, зачастую более прочных, или легких, или гибких - полимеры, углеволокно, уплотнители. Таких не было тогда. А сейчас уже перестало выпускаться многое из того, что тогда было.

2. Сейчас совершенно другая электроника. В разы более компактная и легкая. В том числе это означает изменение прочностного расчета целого ряда узлов, изменение технологических отверстий и так далее.

Date: 2019-10-30 08:54 pm (UTC)
From: [identity profile] claclu.livejournal.com
Вовочка ты дурак?
1. Тебя никто не спрашивал
2. Остались ещё неиспользованные Сатурны
3. Ты в экипаже. Не согласен - см п. 1
(deleted comment)

Date: 2019-10-30 09:13 pm (UTC)
From: [identity profile] claclu.livejournal.com
Центровка изменится товарищ российский главный конструктор. Чему вас только в институтах сейчас учат?
(deleted comment)

(no subject)

From: [identity profile] claclu.livejournal.com - Date: 2019-11-02 08:00 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] jr0.livejournal.com - Date: 2019-11-02 10:22 am (UTC) - Expand

Date: 2019-10-29 03:09 pm (UTC)
From: [identity profile] alexbreeze.livejournal.com
что за фантазии?
что в 60е не было материаловедения что ли? И характеристики A018 нам неизвестны? И какие такие чудесные свойства у сплавов того времени были что нельзя подобрать аналог из имеющейся ныне линейки?
дальнейший текст про "баки" "датчики" и "патрубки" ничего кроме смеха вызвать не может.
Чисто для размышлений автору-пусть погуглит про модификацию и ремонт подводных лодок объекты не менее сложные чем ракеты. Которые почему то ведутся во всем мире без сказок про "потерянные цепочки и забытые чертежи"

Date: 2019-10-31 08:19 pm (UTC)
From: [identity profile] Илья Цыгвинцев (from livejournal.com)
Именно без потери цепочек они и ведутся, как и модификации "Союзов", например. Когда же потеряют — та же фигня.

(no subject)

From: [identity profile] jr0.livejournal.com - Date: 2019-11-02 10:24 am (UTC) - Expand
From: [identity profile] theholm.livejournal.com

https://arstechnica.com/science/2013/04/how-nasa-brought-the-monstrous-f-1-moon-rocket-back-to-life/

Date: 2019-10-30 04:41 am (UTC)
From: [identity profile] john-jack.livejournal.com
Есть у меня чувство, что люди нынче испорчены компьютерными играми. Где достаточно принести токарю сельскому кузнецу найденный в додревней гробнице ЧЕРТЁЖ, и он за бутылку восемь красной руды, пять синей и мешок золота изготовит легендарный именной меч, с которым батя нашего короля полвека назад выиграл свою главную битву.

Date: 2019-10-30 05:26 am (UTC)
From: [identity profile] sergeich-vl.livejournal.com
«... есть же готовые чертежи! Давайте построим Сатурн-5 заново!» - как это удивительно похоже на «взять всё да и поделить!»

Люди как будто мыслят реалиями компьютерной игры - «Цивилизации» или какой-нибудь Real Time Strategy, - где можно за Х ресурсов приобрести умение «построить Сатурн», которое навсегда и без изменений останется у игрока, пока, может быть, не снесут какой-нибудь модуль-пристройку.

Люди не то что в цеху никогда, по ходу, не бывали - они и чертежа-то не видели - такого, знаете, настоящего чертежа, рожденного в тысяча девятьсот ...том году, наполовину подписанному от руки с кучей зачеркиваний, пометок и вопросительных знаков (?).

Собрать ракету по чертежам пятидесятилетней давности - ага, удачи. У нас иной поставщик делает ревизию детали, в среднем, раз в год -и это на самолёте, который уже двадцать лет в безостановочном производстве, при всем контроле качества и отлаженных процессах - и то все эти ревизии временами выливаются в крупные неприятности, а по прошествии пятидесяти лет, даже если сохранился поставщик, даже он выпускает (каким-то чудом) всю ту же номенклатуру - как мы можем принять на веру, что это на самом деле та же деталь, что мы получали 50 лет назад?

Вот свежий пример. Один из наших поставщиков изменил толщину основания DME антенны. Эта антенна представляет собой, собственно, антенну, заключенную в радиопрозрачный пластиковый аэродинамический обтекатель типа акульего плавника, который внизу переходит в плоскую площадку, которая крепится к корпусу самолёта болтами. По нашему запросу поставщик полготовил чертёж на основании своего Installation Manual, но честно предупредил, что обновлять по своей инициативе он его не будет. В том самом Installation Manual была приписка, мол, для отслеживания изменений в продукте, пожалуйста, регистрируйтесь на сайте и получайте свою рассылку. Эта деликатная просьба нашими закупщиками была проигнорирована. В какой-то момент поставщик увеличил толщину основания антенны на 0.1 дюйма, и проапдейтил Installation Manual. В частности, что понятно, изменились требования по крепежу: для более толстого основания требовались и более длинные шурупы. Что важно, код детали поставщик при этом не изменил. При приемке на склад кладовщики честно сверяли код детали с заявкой на закупку и говорили «ок». Если номер совпадает, и никаких видимых повреждений нет, то никаких других проверок и не требуется. В цеху же при установке ребята добросовестно прикручивали антенны на шурупы, рекомендованные тем чертежом, который у них был. Для нового основания они были короткими. При затягивании коротких шурупов с рекомендованным моментом антенны начали растрескиваться. Ребята почесали затылки и не придумали ничего лучшего, чем просто слегка недокручивать шурупы. В результате в авиакомпаниях летает сейчас кто его знает сколько самолетов с риском, что антенна разболтается и отвалится. Не критично, конечно, но неприятно.

И это один только пример, и это небольшой, сравнительно, самолёт. А сколько таких проблем повылазило бы на «Сатурне» - да лучше SLS два раза спроектировать.

Date: 2019-11-02 10:29 am (UTC)
From: [identity profile] jr0.livejournal.com
Да ладно. Нынешний чертеж в Autocad - то еще баловство. К чертежу всегда прилагается автор, если производство не поток. Сделать из чертежа продукт так же сложно, как из многих других образцов. Особая культура.

(no subject)

From: [identity profile] sergeich-vl.livejournal.com - Date: 2019-11-02 02:36 pm (UTC) - Expand

Date: 2019-11-01 05:18 am (UTC)
From: [identity profile] gibloe-delo.livejournal.com
Хороший текст. Интересно, почему сейчас развелось так много "немогликов"?..

Date: 2019-11-01 05:31 am (UTC)
From: [identity profile] fonzeppelin.livejournal.com
Потому что сейчас у них "последний бастион": миссии к Луне запускают все чаще, того и гляди сфотографируют места посадки "Аполлонов" в хорошем разрешении - и после этого все эти Фото-Влады и прочие неучи станут полным посмешищем.

(no subject)

From: [identity profile] jr0.livejournal.com - Date: 2019-11-02 10:37 am (UTC) - Expand

Date: 2019-11-01 11:47 am (UTC)
From: [identity profile] Тимофей Копылов (from livejournal.com)
Когда я работал на небольшом заводе, который производил специфические автомобили для одного Заказчика с большой буквы (у которого на том заводе было представительство), помимо ежегодного заказа на выпуск машин был ещё и ежегодно согласуемый список моделей, на которые поддерживается документация - т.е. сами машины не производятся, но конструкторская и технологическая документация на них модернизируется в соответствии с описанным в посте - кто-то из поставщиков перестал что-то из комплектующих выпускать, где-то появилось более современное решение старого узла - и машины могли быть запущены в производство при заказе.

Как-то раз нам пришлось выпустить две машины из неподдерживаемого списка - комплектующие на них брали в прямом смысле слова со свалки.
Edited Date: 2019-11-01 11:48 am (UTC)

Date: 2019-11-02 08:05 pm (UTC)
From: [identity profile] claclu.livejournal.com
Да все министерство обороны сша на ебее запчасти покупает

Date: 2019-11-03 07:35 am (UTC)
From: [identity profile] r3po.livejournal.com
Для немогутповторителей было бы полезно поинтересоваться, сколько стоит даже не создание с нуля, а просто поддержание в рабочем состоянии антикварного автомобиля, например. И почему.
Page 2 of 2 << [1] [2] >>

Profile

fonzeppelin: (Default)
fonzeppelin

January 2026

S M T W T F S
     12 3
4 56 78910
1112131415 1617
18192021222324
25262728293031

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jan. 19th, 2026 12:37 pm
Powered by Dreamwidth Studios