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Mar 24, 2024

L'étage supérieur du Vulcan s'est rompu en raison de contraintes plus élevées et de soudures plus faibles

Eric Berger - 13 juillet 2023 18:32 UTC United Launch Alliance a identifié la cause profonde d'une panne qui a détruit l'étage supérieur de sa fusée Vulcan fin mars. Selon la société

Eric Berger - 13 juil. 2023 18h32 UTC

United Launch Alliance a identifié la cause profonde d'une panne qui a détruit l'étage supérieur de sa fusée Vulcan fin mars. Selon le directeur général de l'entreprise, Tory Bruno, l'étage supérieur du Centaur V s'est rompu en raison de contraintes plus élevées que prévu près du sommet du réservoir de propulseur à hydrogène liquide et d'une soudure légèrement plus faible.

Bruno a décrit la nature de l'échec et les mesures prises par l'entreprise pour y remédier lors d'une téléconférence avec des journalistes spatiaux jeudi. Il a déclaré que United Launch Alliance s'efforçait de faire voler la fusée lourde Vulcan lors de sa première mission au cours du quatrième trimestre de cette année.

L'étage supérieur du Centaur V a été détruit lors d'essais de pression au Marshall Space Flight Center en Alabama le 29 mars. Bruno a déclaré qu'il s'agissait du 15e test d'une série de 45 tests visant à qualifier l'étage Centaur pour tous les profils de mission potentiels. Cependant, vers la moitié du test, le réservoir d’hydrogène a commencé à fuir et, en quatre minutes et demie, la fuite s’est élargie.

Pendant ce temps, de l'hydrogène s'est infiltré dans une zone confinée du banc d'essai, un espace relativement clos. Après avoir atteint une concentration inflammable et trouvé une source d’inflammation, l’hydrogène a pris feu. Cela a gravement endommagé le banc d'essai ainsi que le réservoir d'hydrogène et le réservoir d'oxygène liquide, chargés d'azote liquide pour ce test.

Assez rapidement, l’équipe d’enquête sur la panne a identifié que la fuite s’était produite dans le dôme avant, ou partie supérieure, du réservoir d’hydrogène. En analysant des morceaux du réservoir par « fractographie », Bruno a déclaré que les enquêteurs ont pu identifier l'origine de la fissure dans le réservoir en acier inoxydable, près du sommet du dôme.

Pour comprendre la nature de la défaillance, Bruno a déclaré que l'entreprise avait exécuté un modèle haute fidélité des charges et des contraintes sur le dôme d'hydrogène à cet endroit et avait découvert des charges étonnamment plus élevées à cet endroit. De plus, l’équipe a analysé la résistance des soudures à proximité et a constaté qu’elles n’étaient pas aussi élevées que celles évaluées précédemment.

"Ces deux éléments réunis, des charges plus élevées et une résistance légèrement inférieure de la soudure, sont à l'origine de la fissure", a-t-il déclaré. "L'autre chose que je voudrais vous demander d'apprécier, puisque nous sommes complètement transparents ici, c'est que nous avons déjà effectué 15 tests, ce qui représente considérablement plus de tests et d'exposition à beaucoup plus de cycles de pression et beaucoup plus de temps avec le système. structure soumise à une pression qui ne se produirait jamais lors d'un seul vol.

Pour remédier à l'échec, Bruno a déclaré que le correctif était relativement simple. La zone proche de la rupture sera renforcée par un anneau supplémentaire en acier inoxydable et des bandes de métal. Ces actions correctives ajouteront environ 140 kg à la masse de l'étage supérieur, ce qu'il a qualifié de perte négligeable de capacité de charge utile sur un véhicule censé soulever 27 tonnes métriques en orbite terrestre basse.

La société prépare un nouveau dôme avec ces correctifs, et ce réservoir Centaur V subira une poignée de tests de pression supplémentaires pour vérifier son comportement prévu. En outre, l'étage supérieur Centaur V qui devait être utilisé lors du premier vol de la fusée Vulcan, connu sous le nom de mission Cert-1, car il s'agit du premier des deux vols de certification de l'US Space Force, a été expédié du site de lancement à l'usine de la société à Decatur, en Alabama. Il subira des modifications similaires.

Bruno a déclaré que la réalisation des tests de qualification finaux pour l'anomalie Centaur V et la modification de la version de vol du char sont les deux dernières étapes nécessaires avant le lancement de Vulcan. Il s'est dit satisfait des performances du premier étage de la fusée lors d'un récent test de « tir de préparation au vol », lorsque les moteurs BE-4 de la fusée se sont allumés pendant quelques secondes.

"Nous avons été vraiment très satisfaits du tir de préparation au vol", a déclaré Bruno. "Tout était phénoménal. Et aucune, je dirai, aucune action n'était requise sur le matériel, ni sur les procédures."