{"id":11348,"date":"2015-11-02T08:44:42","date_gmt":"2015-11-02T07:44:42","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=11348"},"modified":"2015-11-02T08:50:22","modified_gmt":"2015-11-02T07:50:22","slug":"die-nk-33-faule-triebwerke","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2015\/11\/02\/die-nk-33-faule-triebwerke\/","title":{"rendered":"Die NK-33: &#8222;Faule Triebwerke&#8220;?"},"content":{"rendered":"<p>Am 28. Oktober 2014 hob die Antares mit der f&uuml;nften Cygnus ab. 15 s nach dem Abheben\u00a0kam es zu einem Feuer in der Triebwerkssektion, die Antares 130 verlor an schub und damit H&ouml;he. Kurz vor dem Aufschlag auf dem Boden wurde sie durch ein Kommando des Range Safety Officiers gesprengt. die Explosion richtete gro&szlig;en Schaden an und besch&auml;digte das Launchpad.<\/p>\n<p>Nach einem Jahr wurde bekannt das NASA und Orbital\/ATK unterschiedliche Ursachen in ihren Abschlussberichten angaben. Die Prim&auml;re Ursache war dass ein Rotor innerhalb der Turbopumpe aus der Rotationsachse verschoben wurde und so mit anderen Teilen (dem Hydraulic Ballance Assembly, HBA) der Sauerstoff-Turbopumpe in Kontakt geriet. Die Reibungshitze entz&uuml;ndete dann ein Feuer das den fl&uuml;ssigen Sauerstoff zu einer Explosion des Triebwerks E15 f&uuml;hrte. Wie es aber zu dem Versagen des Rotors kam, dar&uuml;ber gab es keine Einigkeit. Der NASA Untersuchungsbericht kam auf drei Ursachen. Jede, oder eine Kombination mehrerer kann die Explosion verursacht haben.<!--more--><\/p>\n<ul>\n<li>Die erste war &#8222;mangelnde Robustheit des Triebwerks&#8220;. Die Auslegung des Triebwerks machte die HBA empf&auml;nglich f&uuml;r das Auftreten von Feuern. Weiterhin war das Akzeptanz-Testprogramm nicht ausreichend um das Auftreten von Feuern zu erkennen und notfalls durch Ma&szlig;nahmen zu verhindern.<\/li>\n<li>Fremdk&ouml;rper in der Turbopumpe. Man fand in forensischen Untersuchungen Silikate und Titan in der Turbopumpe. Deise Elemente kommen dort nicht vor. Allerdings waren es nur Spuren und es gab keine Anzeichen von Besch&auml;digungen durch gr&ouml;&szlig;ere Bruchst&uuml;cke. Daher ist offen ob Fremdkr&ouml;per ein Versagen verursacht haben.<\/li>\n<li>Fehler in der Fertigung des Geh&auml;uses: Man entdeckte einen &#8222;Defekt&#8220; (im Sinne einer Abweichung) in der Fertigung der Schmierung des Turbinengeh&auml;uses, der nicht mit den Vorgaben &uuml;bereinstimmt. Dieser wurde schon vor dem Start entdeckt. Da dies kein Einzelfall war, man entdeckte diese Abweichungen in einem Testtriebwerk 1998, den Triebwerken E16,E17. Daneben bei einigen Turbopumpen die es als Reserve gab. W&auml;hrend E16 und das Testtriebwerk erfolgreich ihr Testprogramm durchliefen bzw. eingesetzt wurden, gab es bei E17 im Mai 2014 ein Feuer bei einem Akzeptanztest. Es konnte nicht gekl&auml;rt werden, ob die Abweichung schon immer da war, oder eine Folge der Alterung nach 40 Jahren Lagerung war.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Weiterhin befand die NASA, das sowohl die Instrumentierung nicht ausreichend war um Fehler genau zu benennen, wie auch das Testprogramm der Triebwerke vor einem Einbau und die Tests ob das bei der Antares vorliegende Missionsprofil (das von dem in der N-1F abwich) keine Probleme bereitete nicht ausreichend war.<\/p>\n<p>Die NASA gab dann Empfehlungen, so nicht mehr die AJ-26 einzusetzen ohne dass sie ein ausreichendes Testprogramm durchlaufen hatten, wie auch die Tests bei den neuen RD-181 zu intensivieren und nicht den Fehler zu wiederholen.<\/p>\n<p>Orbital\/ATK kam zu dem Schluss es g&auml;be nur einen Fehler der h&ouml;chstwahrscheinlich die Ursache war. Dies sei ein Fertigungsdefekt, der schon vor 40 Jahren bei der Fertigung passierte. Ein Teil dass geborgen wurde, zeige &#8222;klar&#8220; dass es hier einen Fehler in der Herstellung der Turbopumpe gab.<\/p>\n<p>Es verwundert nicht, dass Orbital\/ATK den Fehler auf fr&uuml;her verschieben, au&szlig;erhalb ihrer Verantwortung. Die NASA befand allerdings auch programmatische Vers&auml;umnisse. Insgesamt habe man zu wenig Einblick in die Testhistorie zu Sowjetzeiten gehabt und auch die Tests in den USA seien unzureichend gewesen.<\/p>\n<p>Wahrscheinlich wird sich so eine Streitfrage nie kl&auml;ren lassen: W&auml;re mit den NK-33 die N-1F erfolgreich geflogen? Einige NASA-Statements gehen in die Richtung dass auch die NK-33 schon beim Design Fehler hatten. Mangelnde Robustheit ist hier das Stichwort. Die NASA legte bei den Saturn V gro&szlig;en Wert auf Robustheit, dazu geh&ouml;rte auch dass sich das Triebwerk von Abweichungen erholen konnte. So testete man die Einspritzung des Treibstoffs solange bis man eine L&ouml;sung fand, die damals bei den Z&uuml;ndung auftretende Druckschwankungen die sich in einer ungleichm&auml;&szlig;igen Verbrennung niederschlugen im Griff hatte. Das waren damals Ursachen f&uuml;r Schubabfall bis hin zu Triebwerksausf&auml;llen.<\/p>\n<p>Die erste Generation der Triebwerke der N-1 wurden selbst von Verantwortlichen als &#8222;faule Triebwerke&#8220; mit einer erschreckend niedrigen Zuverl&auml;ssigkeit beschrieben. Sollten die NK-33 dieses Schicksal teilen? Russland wies eine intensive Testhistorie vor, aber die NASA stellte fest, das Aerojet darin nur unzureichend Einblick hatte. Aerojet (bzw. sp&auml;ter Orbital) setzten zu wenige Tests an, um sicher zu sein, dass die Triebwerke heute noch in Ordnung sind. Schlussendlich kann niemand sagen ob die Probleme nicht durch die 40 Jahre Lagerung entstanden. Besonders der Fund von &#8222;Fremdk&ouml;rpern&#8220; in der Turbopumpe erinnert an einen Fehlstart der N-1 Flug 5L scheiterte weil kurz nach dem Start Metallteile in die Oxydatorpumpe von Triebwerk 8 gelangten und diese zur Explosion brachten. Also genau die gleiche Ursache wie eine der M&ouml;glichkeiten nach NASA-Meinung. Offensichtlich scheint damals die Fertigung so schlecht gewesen zu sein, dass man in den Triebwerken mit Fremdteilen rechnen musste.<\/p>\n<p>Die M&ouml;glichkeit die Triebwerke intensiv zu testen hatten sie, denn die NK-33 hatten eine Lebensdauer von 25.000 s, 17 Z&uuml;ndungen ohne &Uuml;berholung weitaus l&auml;nger als die Triebwerke sp&auml;ter betrieben werden.<\/p>\n<p>Aerojet und Orbital prozessierten dann wegen der durch den Unfall verursachten Kosten. Bevor es zu einem Urteil kam, einigte man sich &uuml;ber eine Zahlung von 50 Millionen Dollar seitens Aerojet an Orbital. Weitere Details wurden nicht ver&ouml;ffentlicht.<\/p>\n<p>Links:<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/spacenews.com\/nasa-orbital-differ-on-root-cause-of-antares-launch-failure\/\" target=\"_blank\">http:\/\/spacenews.com\/nasa-orbital-differ-on-root-cause-of-antares-launch-failure\/<\/a><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.nasa.gov\/sites\/default\/files\/atoms\/files\/orb3_irt_execsumm_0.pdf\" target=\"_blank\">http:\/\/www.nasa.gov\/sites\/default\/files\/atoms\/files\/orb3_irt_execsumm_0.pdf<\/a><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/spaceflightnow.com\/2015\/11\/01\/two-antares-failure-probes-produce-different-results\/\" target=\"_blank\">http:\/\/spaceflightnow.com\/2015\/11\/01\/two-antares-failure-probes-produce-different-results\/<\/a><\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/vg09.met.vgwort.de\/na\/3368cec48e8a4fb6a39aaa417f674276\" width=\"1\" height=\"1\" alt=\"\"\/><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Am 28. 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