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挑战者号航天飞机到底是如何爆掉的

2021-01-05 19:05:26

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瀚海狼山（匈奴狼山）前两天的推文中，分别提到了航天飞机和固体大型火箭。而过去同时具备这两样的大型飞行物就是超级大国的航天飞机系统。因此要区分单纯的航天飞机轨道器和完整的航天飞机系统的差异。单纯的轨道器自然就是平时说的航天飞机。但是单纯这样一个“飞机”是根本无法飞行的。只能从轨道上减速以后滑翔返回地面。在地面上进行转场运输还需要用其他的大型飞机驮着飞。因此完整的航天飞机，应该算完整的航天飞机系统。其实主要是由4大部件组成：第一就外观可见的航天飞机本身；第二是中间巨大的航天飞机外挂燃料箱。这个燃料箱特别巨大，给外界感觉航天飞机是挂在这个燃料箱上，当然事实也是如此。但是这个巨大的物体，就是个外皮很薄的易拉罐，基本相当于航天飞机轨道器的“副油箱”。

只不过由于这个副油箱过于巨大，喧宾夺主之下，反倒显得它成了这个组合体的假主体。这个外燃料罐外壳全重不到28吨，却在内部装填了760吨的液氧和液氢，因此确实是薄皮大馅，由此也是很大的安全隐患。这个巨大的燃料罐并没有自己独立的喷嘴，它仍然只是航天飞机轨道器本身外挂的副油箱而已。另外一左一右比较明显而且外形一致的，是2个巨型固体火箭助推器。每个全重590吨。都可以提供1250吨的推力，两个合计提供2500吨的推力。这两个固体助推器从发射台开始工作，一直把航天飞机综合体送到45公里的高空后完成任务，也就是固体燃料烧干净后分离。这2个固体助推器顶部有降落伞，外壳落海回收。然后航天飞机带着巨大的燃料罐继续往上飞。即使整个燃料罐的液氢都烧完，此时整个组合体的速度仍然在7公里每秒上下。

此时航天飞机还不能入轨，必须依靠轨道器上本身的燃料和氧化剂再助推几十秒才能达到入轨速度，因此航天飞机算标准的1.5级入轨的飞行器。航天飞机这个系统在使用的几十年里，发生了2次大事故，给人印象最深的自然是1986年的挑战者号的凌空爆炸。事故原因是基本清楚的，但是网上大多数描述却颠三倒四。狼山就把这个事情再捋一捋，看看有哪些要点需要注意。挑战者号在起飞73秒以后，在距离地面16600米的高度爆炸。肇事的起因是右侧的那个固体助推器燃气泄露。但是爆炸之后，两个助推器居然没事一样的继续飞行。导致事故现场爆炸云团上出现了著名的“角”。这就是那2个固体助推器继续飞行的轨迹。只是发射监控部门担心这两个各自500吨的“大炮仗”，万一落入人口密集区会引发严重后果，把它们2个在空中无线遥控引爆了而已。为何最早的肇事者没爆，反倒航天飞机当空炸成了碎片呢？这就要从2个固体助推器的设计和制造的先天强弱点开始讲。

这2个590吨的助推器其实单个直径3.7米，有60多米长，内装500多吨浇筑好的固体燃料。如此巨大的体量，既没办法一次浇筑也没办法整体运输。因此这2个助推器其实是一段一段的像钓鱼竿一样“插接”起来的。大约7米一段，外表是钢壳，非常结实，这也是大爆炸都没炸碎这两者的原因之一。每段钢壳虽然都很坚固，但是每段钢壳之间的接缝处却容易泄露高温高压燃气。于是用了最简单的办法，就是在这些缝隙上套上了2层橡胶圈。等于是简单的用两道“猴皮筋”来堵高温高压燃气，这么做其实早晚要出大问题！原因也很简单，仅仅用两层橡胶圈来强行封堵温度超过2500摄氏度，压力惊人的高速燃气，这不是开玩笑吗。因此即使在挑战者号爆炸前，生产和重复装填2枚固体大火箭的厂家，已经发现内圈的橡胶密封圈基本每次发射都被高温彻底融化的危险现象。以前燃气没有泄露。第一靠外圈的第二层橡胶圈还没有失效；第二靠固体燃料剧烈燃烧时。