Ричард Фейнман - Какое ТЕБЕ дело до того, что думают другие?

В субботу утром я отправился в НАСА. Граэм пригласил своих парней, чтобы они рассказали мне о шаттле. Несмотря на то, что эти ребята занимали в НАСА довольно высокие должности, они были техническими специалистами.

Первый парень рассказал мне все о твердотопливных ракета-носителях — о реактивном топливе, о двигателе, обо всем, кроме уплотнений. Он сказал: «Специалист по уплотнениям подойдет чуть позже».

Следующий парень рассказал мне все о двигателе. Основное действие двигателя было более или менее ясно, но там было множество контрольных устройств, которые выдвигались из различных трубок, нагревались от того или сего, причем водород под высоким давлением запускал небольшой пропеллер, который поворачивал что-то еще, что в свою очередь всасывало кислород через вентиляционный клапан — и все в том же духе.

Это было интересно, и я изо всех сил старался все понять, но через некоторое время я сказал этому парню: «Так, пока с двигателем все».

— Но в двигателях существует много проблем, о которых Вы должны знать, — говорит он.

С меня хватило ракета-носителя, поэтому я сказал: «Мне придется отложить основные двигатели на потом, когда у меня будет больше времени».

Потом вышел другой парень, чтобы рассказать об орбитальной ступени. Я чувствовал себя ужасно, потому что он специально пришел сюда в субботу, чтобы рассказать мне об этом, а это, судя по всему, не имело к катастрофе никакого отношения. Мне было достаточно сложно понять остальную часть шаттла — кубический дюйм мозга способен удерживать лишь ограниченный объем информации, — поэтому, позволив ему рассказать мне еще кое-что, я скоро вынужден был сказать, что он говорит слишком подробно, так что мы просто мило побеседовали.

Днем пришел специалист по уплотнениям — его звали мистер Уикс — и выдал то, что было равносильно продолжению моего брифинга в ЛИРД, но с еще б о льшими подробностями.

Существует замазка и другие вещи, но самым главным уплотнением должны служить два резиновых кольца, толщина которых составляет около четверти дюйма и которые лежат на круге диаметром двенадцать футов, что составляет около 37 футов в длину.

Когда эти уплотнения были первоначально спроектированы компанией «Мортон Тиокол», предполагалось, что давление, создаваемое горящим реактивным топливом, будет расплющивать кольца. Но поскольку стык прочнее стенки (так как он в три раза толще), стенка наклоняется вперед, из-за чего стык немного изгибается — этого достаточно, чтобы вывести резиновые кольца из зоны уплотнения. Мистер Уикс сказал мне, что это явление называется «вращением стыка» и его обнаружили очень рано, еще до запуска шаттла.

Кусочки резины в стыках называют кольцами, но они используются несколько иначе, чем обычные кольца. При обычных обстоятельствах, например в уплотнениях, предотвращающих вытекание масла в автомобиле, существуют скользящие части и вращающиеся валы, но зазоры между ними всегда одни и те же. Поэтому кольцо остается неподвижным.

Но в случае с шаттлом зазор расширяется по мере нарастания давления в ракете. И, чтобы не нарушилось уплотнение, резина должна расширяться достаточно быстро , чтобы закрыть зазор — так что при запуске ракеты зазор долю секунды остается открытым. Таким образом, эластичность резины становится совершенно необходимым условием для данной конструкции.

Рис. 7. Вращение стыка вызвано давлением, создаваемым внутри ракеты и воздействующим на стенки, так что они прогибаются, выходя за пределы стыков. Открывается зазор, и горячий газ попадает на одно из колец или на оба.

Когда инженеры «Тиокола» обнаружили эти проблемы, они отправились в компанию «Паркер Сил», которая производит резину, чтобы посоветоваться со специалистами. В компании «Паркер Сил» им ответили, что кольца не предназначены для такого применения, поэтому они ничего не могут посоветовать.

Несмотря на то, что почти с самого начала было известно, что стык работает не должным образом, специалисты компании «Тиокол» продолжали биться с этой конструкцией. Они создали несколько временных усовершенствований. Одно из них состояло в установке регулировочных прокладок для уплотнения стыка, но он все равно давал утечки. Мистер Уикс показал мне фотографии утечек, сделанные после предыдущих полетов, — то, что инженеры называют «прорывом газа»: почернение за кольцом, куда попал горячий газ и то, что они называют «эрозией», где на самом кольце образовалась небольшая подпалина. Он показал мне диаграмму, на которой были отражены все полеты и степень прорыва газа и эрозии после каждого из них. Мы прошли всю историю до того самого полета — 51-L.

Я спросил: «Где написано, что они вообще обсуждали эту проблему — как идут дела, есть ли какой-то прогресс?»

Единственным местом, где это обсуждалось, оказались «смотры готовности полета» — между полетами проблема уплотнений не обсуждалась вообще!

Мы посмотрели резюме отчета. Как обычно, все обозначалось горошинами. Верхняя строчка гласит:

• Наиболее критическим моментом является отсутствие хорошего вторичного уплотнения в монтажном стыке, поэтому в целях уменьшения критичности положения следует, как можно быстрее, включить способы снижения вращения стыка.

А потом, ближе к концу, написано:

• Анализ существующих данных показывает, что продолжение полетов при существующей конструкции не представляет опасности, если все стыки проверены на наличие утечки [29]со стабилизацией 200 ф.к.д. …

Я был поражен этим противоречием: «Если это «самый критический момент», то как может быть, что «продолжение полетов не представляет опасности»? Где здесь логика ?»

Мистер Уикс говорит: «Да, я понимаю, о чем Вы говорите! Что ж, давайте посмотрим: здесь написано: „Анализ существующих данных…“»

Рис. 8. «Тиокол» попытался вылечить проблему вращения стыка с помощью регулировочных прокладок.

Мы снова просмотрели весь отчет и нашли этот анализ. Он представлял собой что-то вроде компьютерной модели со всевозможными допущениями, которые совсем необязательно были правильными. Вам известна опасность, которую представляют собой компьютеры; она называется МВМП: мусор вводишь, мусор получаешь! В результате анализа делался вывод, что небольшие непредсказуемые утечки там и здесь допустимы, даже если и не заложены в исходной конструкции.

Если бы все уплотнения давали утечку, то серьезность этой проблемы была бы очевидна даже для НАСА. Но утечку давали лишь некоторые уплотнения и только во время некоторых полетов. Так что НАСА выработала весьма своеобразное отношение: если одно из уплотнений дает небольшую утечку и при этом полет проходит успешно, то проблема не так серьезна. Попробуйте сыграть таким образом в русскую рулетку: нажимаешь на курок, ружье не стреляет, значит, нет никакой опасности в том, чтобы нажать на курок еще раз…