29/06/2018
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[Programme Spatial Milathien] Programme Karakal - Page 2

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Rapport technique relatif à la perte d’un booster lors du lancement de la fusée Karakal 2 :

Les faits à rappeler :
Lors du vol de la mission Karakal 2, réalisée par une fusée Ciliana, à T+43, le contrôle de mission apprend, par l’intermédiaire du service d’observation visuelle des tirs, qu'une flamme est apparue sur la surface du booster gauche. Cette observation entraîne, après quelque secondes, l’abandon des boosters pour éviter, si ceux-ci explosent, qu’ils n’entraînent la fusée dans leur explosion. L’explosion du booster gauche intervient quelques secondes plus tard. Le booster droit, quant à lui, n’a souffert d’aucune malfonction et a fini sa course comme prévu dans le Scintillant. Pour plus d’informations, se référer au rapport de lancement.
Analyse :
Dans cette partie du rapport, nous allons nous concentrer tour à tour sur chaque sources d’informations qu’on a réussi à prélever, en commençant par les bandes visuelles de l’observatoire. Après visionnage des bandes, nous pouvons relever plusieurs informations. Tout d’abord, il est maintenant clair que la flamme apparue sur la surface du booster est apparue trente sept secondes après le lancement, soit six secondes avant d’être repérée. Son emplacement précis est sur le joint qui relie le corps du booster, contenant le carburant en poudre, avec la tuyère, qui éjecte les gaz produits par la combustion du carburant et du comburant. Il est également important de remarquer qu’à l’emplacement de cette flamme, 1.3 seconde avant l'apparition de celle-ci, on constate une perturbation dans l’air directement autour du booster, aisément visible avec la condensation qu’elle a provoqué. Cette perturbation est forcément provoquée par le passage d’un objet solide dans le flux d’air circulant à Mach 8 autour de la paroi en métal, et au vu de l’altitude, il est quasiment impossible que cet objet provienne d’autre part que de la fusée elle-même. Sachant cela, le scénario émis par les ingénieurs du programme Karakal est le suivant : le propergol, exposé au flux intense de l’air extérieur, commence à s’échapper de son contenant, mais est plaqué contre la paroi par le vent relatif. Or cette paroi, chauffée par un contact avec le vent relatif circulant, pour rappel, à Mach 8, soit 9 900 kilomètres à l’heure, provoque l'inflammation du propergol qui la touche. En résulte une flamme, qui remonte lentement mais sûrement le flux de propergol tout en grandissant. Elle est aperçue par l’observatoire, qui ordonne l’abandon des boosters. Ce brusque changement de vent relatif plaque le propergol sur la paroi, mais malheureusement pas assez puissamment pour empêcher la flamme de pénétrer dans l’intérieur du booster, où elle provoque son explosion par accumulation des gaz de combustion qui ne pouvaient pas sortir. Cette théorie est également confirmée par les relevés de température à la sortie du booster, qui n’ont pas étés modifiées avant le 17 centièmes de seconde qui précéda l’explosion. L’objectif, maintenant que nous avons retrouvé le phénomène qui à conduit à l’explosion du booster, est de retrouver la cause de la rupture de la paroi. On a vu que cette rupture avait été probablement causée par l’impact d’un corps étranger avec la paroi, mais il est nécessaire de déterminer la provenance du corps étanger. L’hypothèse d’un élément extérieur à la fusée est à éliminer, vu l’altitude de celle-ci (18 kilomètres). L’objet provient donc surement du haut du booster, d’où il s’est détaché. Cette hypothèse est possible, mais il n’y avait à ce moment là plus aucun objet susceptible de se détacher à un endroit propice à son impact avec le joint, excepté l’antenne radio, mais celle-ci a tenue, comme en témoigne le fait que la fusée a reçu tous les ordres qui lui ont étés transmis après. Néanmoins, il est toujours possible qu'un élément se soit détaché de la structure et ai endommagé le joint sans que les caméras placées sur le booster ne le remarquent, et impossible à infirmer étant donné la perte complète du booster. L’autre hypothèse, cette fois ci très probable, est la rupture simple du joint lui-même, causée par une fragilité, un défaut de conception, ou un facteur extérieur impossible à déterminer.
Conclusion :
Bien qu’impossible à déterminer précisément, la cause de l’incident est plus ou moins connue, car les deux seules possibilités non éliminées par l’enquête sont très proches et parfaitement claires et comprises. Il est donc nécessaire, pour assurer la sécurité des vols futures, de prendre lors de tous les vols les précautions suivantes :
  • mener une enquête pour établir la possibilité de la rupture des joints, et sous quelles conditions, et dans la mesure du possible, d’améliorer la résistance de celui ci
  • mettre en place, près des joints, des dispositifs permettant de détecter des fuites, et de les relier au système d'éjection d’urgence, pour permettre un abandon des boosters rapide et fiable, ainsi que des déflecteurs empêchant le vent relatif de frapper directement le carburant si celui ci venait à s’échapper par les joints
  • diminuer drastiquement sur les modèles de fusée à l’étude le nombre de pièces exposées au vent relatif, dans l’objectif d’éviter que celle-ci ne se détachent et endommagent la structure de la fusée
  • améliorer la résistance aux chocs des parois des réservoirs, et surtout des paroi des réservoirs d'ergol liquide, car ces ergol sont beaucoup plus volatiles et dangereux que des ergols solides
  • réfléchir à des ergols solides moins volatiles que ceux utilisés actuellement
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