GSAT 4 auf GSLV-D3 (Mk.II Jungfernflug) vom SDSC SLP (Fehlstart)

Die ISRO meldet die Ergebnisse der Untersuchungskomission wie folgt:

GSLV-D3 Failure Analysis Report

The third developmental flight of Geosynchronous Satellite Launch Vehicle (GSLV-D3) conducted on April 15, 2010 from Satish Dhawan Space Centre SHAR, Sriharikota, primarily for the flight testing of indigenously developed Cryogenic Upper Stage (CUS), could not accomplish the mission objectives. Consequently, ISRO had instituted a two-tier process to carry out an in-depth analysis of the flight performance, identify the causes of failure and recommend corrective measures.

The Failure Analysis Committee comprising multi-disciplinary experts completed the analysis and its findings were further reviewed by a National Group of Eminent Experts. These reviews have brought out that:

   1. Following a smooth countdown, the lift-off took place at 1627 hrs (IST) as planned. All four liquid strap-on stages (L40), solid core stage (S139), liquid second stage (GS2) functioned normally.

   2. The vehicle performance was normal up to the burn-out of GS-2, that is, 293 seconds from lift-off. Altitude, velocity, flight path angle and acceleration profile closely followed the pre-flight predictions. All onboard real time decision-based events were as expected and as per pre-flight simulations.

   3. The navigation, guidance and control systems using indigenous onboard computer Vikram 1601 as well as the advanced telemetry system functioned flawlessly. The composite payload fairing of 4 metre diameter inducted first time in this flight, also performed as expected. Performance of all other systems like engine gimbal control systems and stage auxiliary systems was normal.

   4. The initial conditions required for the start of the indigenous Cryogenic Upper Stage (CUS) were attained as expected and the CUS start sequence got initiated as planned at 294.06 seconds from lift-off.

   5. Ignition of the CUS Main Engine and two Steering Engines have been confirmed as normal, as observed from the vehicle acceleration and different parameters of CUS measured during the flight. Vehicle acceleration was comparable with that of earlier GSLV flights up to 2.2 seconds from start of CUS. However, the thrust build up did not progress as expected due to non-availability of liquid hydrogen (LH2) supply to the thrust chamber of the Main Engine.

   6. The above failure is attributed to the anomalous stopping of Fuel Booster Turbo Pump (FBTP). The start-up of FBTP was normal. It reached a maximum speed of 34,800 rpm and continued to function as predicted after the start of CUS. However, the speed of FBTP started dipping after 0.9 seconds and it stopped within the next 0.6 seconds.

   7. Two plausible scenarios have been identified for the failure of FBTP, namely, (a) gripping at one of the seal location and seizure of rotor and (b) rupture of turbine casing caused probably due to excessive pressure rise and thermal stresses. A series of confirmatory ground tests are planned.

After incorporating necessary corrective measures, the flight testing of Indigenous Cryogenic Upper Stage on GSLV is targeted within a year.

In the meantime, the next two GSLVs would fly with the available Russian Cryogenic Stages.

Man hat den Fehler bis zur Turbopumpe des Triebwerkes der neuen Oberstufe zurueckverfolgt. Dieses startete zwar erfolgreich, aber nach 0.9 sec begann die Geschwindigkeit der Pumpe nachzulassen und nach weiteren 0.6 sec kam sie zum Stillstand. Dadurch bekam das Triebwerk keinen fluessigen Wasserstoff mehr. Fuer das Versagen der Turbopumpe gibt es zwei moegliche Gruende: das Festfressen  des Rotors durch Verspannung an der Dichtung oder Versagen des Pumpengehaeuses durch den ploetzlichen Druckanstieg und Temperaturbelastung (Leute mit Maschinenbauenglisch sollten meine Uebersetzung nochmal pruefen). Es wird nun Bodentests geben um das ganze zu verifizieren und der naechste Testflug ist innerhalb eines Jahres angesetzt.

rupture of turbine casing
würde ich als Bruch des Turbinen Gehäuses übersetzen.
Das wäre grundsätzlich einer der Möglichkeiten eines Fehlers oder Versagen jeder Turbine, was ich mir aber in diesem Fall kaum vorstellen kann. Plötzlicher starker Austritt von flüssigem Wasserstoff noch dazu in dieser Flugphase mit vollem Tank hätte wohl im Endeffekt zur Folge das die Rakete gleich explodiert wäre.
Wahrscheinlicher ist mir das grundsätzliche Problem einer jeden Turbine da aufgrund der hohen Drehzahlen nur eine Lagerung der Achse auf Öl und nicht auf Kugellager oder ähnlichem. Problematisch ist da jeweils wie die Abdichtung zwischen Wellenlager und Turbine gelöst wird.
Wie das nun in diesem Fall gelöst wird weiß ich nicht.
Hier kann es natürlich aufgrund der starken Temperaturunterschiede und vielleicht auch unter der Verwendung neuartiger Materialien an Dichtung oder auch Schmierstoff zu unliebsamen Überraschungen kommen.
Ein langsamer Drehzahlabfall bis zum Stillstand sprechen auf jeden Fall für ein langsames "festfressen" der Lagerwelle aufgrund mangelnder Schmierung.

Ist  das

"However, the speed of FBTP started dipping after 0.9 seconds and it stopped within the next 0.6 seconds."

jetzt ein langsamer oder ein schneller Drehzahlabfall?

Gruß  Pirx

...Plötzlicher starker Austritt von flüssigem Wasserstoff noch dazu in dieser Flugphase mit vollem Tank hätte wohl im Endeffekt zur Folge das die Rakete gleich explodiert wäre. ...

Alex, warum denn?

Gruß   Pirx

Zitat von: Alex am 11. Juli 2010, 09:44:42

...Plötzlicher starker Austritt von flüssigem Wasserstoff noch dazu in dieser Flugphase mit vollem Tank hätte wohl im Endeffekt zur Folge das die Rakete gleich explodiert wäre. ...

Alex, warum denn?

Gruß   Pirx

Starker Druckabfall im Luftleeren Raum, explosive Flüssigkeit noch dazu Tank voll, usw.

Ist  das

"However, the speed of FBTP started dipping after 0.9 seconds and it stopped within the next 0.6 seconds."

jetzt ein langsamer oder ein schneller Drehzahlabfall?

Gruß  Pirx

Also insgesamt 1,5 Sekunden das is unter den gegebenen Belastungen doch relativ langsam.
Spricht übrigens auch für ein "festfressen der Welle" denn wäre nur das Gehäuse kaputt hätte sich die Turbine aufgrund der Massenträgheit viel länger noch leer weitergedreht.

Hallo,

Wasserstoff ohne Sauerstoff "explodiert" (besser verbrennt) aber auch nicht ...
V.a. bräuchte "viel Wasserstoff" auch entsprechende "viel Sauerstoff", um schnell und auf engem Raum schlagartig zu verbrennen.

Es gab auch schon einen Raketenstart (müsste eine Atlas mit Centaur-Oberstufe gewesen sein), bei dem die Oberstufe Wasserstoff geleckt/verloren/freigesetzt hat. Da ist nicht viel mehr passiert, als dass der Stufe der Treibstoff zu früh ausging.