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主题:非致命性故障冗余,spacex的可重复使用火箭的理论基础
楼主
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shuimu0691
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2024-04-15 10:42:26
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很多人看到spacex的多发火箭,尤其是几十发的密集就质疑其可靠性。
其实恰好这正是反直觉的。
根据一般的经验公式,发动机失效概率大约是负载的立方次幂倒数(不是很严谨,大约是这个意思)。
通过足够成熟设计的负载冗余达到足够高的可靠性,而且是非致命性的故障。
这种情况下,足够多的并联反而成了整体可靠性的保障。
可以通过控制调整其它发动机的参数达到继续完成整个发射任务的目的。
而不会造成传统设计的一发失效即可造成任务失败星箭报销。
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FROM 171.105.49.*
2楼
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shuimu0691
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2024-04-15 11:17:49
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【 在 moonwalker 的大作中提到: 】
: 并联系统本身会带来额外的故障率。
这个故障率是线性的,而且是可控的
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FROM 171.105.49.*
6楼
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shuimu0691
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2024-04-15 11:52:48
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【 在 MidNiter 的大作中提到: 】
: 这玩意说了好多次了,低级概率知识,要标榜是知识分子论坛的话,本不应这么重复。不过水木是挺吸引民科的。
: 发动机失效概率那个不是经验公式,是经典的概率公式,N发总体可靠性是单发可靠性的N次幂,单发可靠性=1-单发故障概率。
: N+M冗余并联是把可靠性要求变为允许最多M发失效。如果单发故障独立,M发同时出现故障的概率为故障概率的M次方,可靠性为1减去该概率。
: ...................
你的概率还是留存在为了追求极致参数,一旦故障就是致命性故障的基础之上的。
不是高负载冗余造就的低故障概率,极低致命性故障概率之上的。
这就是区别。
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FROM 171.105.49.*
7楼
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shuimu0691
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2024-04-15 11:54:04
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【 在 larryxin 的大作中提到: 】
: 那苏联的n1为啥失败了?
那还是传统的追求极致负载参数的设计理念,一旦故障就是致命性的
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FROM 171.105.49.*
9楼
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shuimu0691
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2024-04-15 11:58:33
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【 在 MidNiter 的大作中提到: 】
: 这玩意说了好多次了,低级概率知识,要标榜是知识分子论坛的话,本不应这么重复。不过水木是挺吸引民科的。
: 发动机失效概率那个不是经验公式,是经典的概率公式,N发总体可靠性是单发可靠性的N次幂,单发可靠性=1-单发故障概率。
: N+M冗余并联是把可靠性要求变为允许最多M发失效。如果单发故障独立,M发同时出现故障的概率为故障概率的M次方,可靠性为1减去该概率。
: ...................
我只是随便扯一下思路,并不是严谨的计算。
可重复使用火箭的基础就是低负载,高冗余,超高可靠性设计。
这个和以往的设计理念是完全不同的
包括不锈钢全甲烷化等。
颠覆不仅仅要技术上的追求极致。
设计理念也要颠覆。
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FROM 171.105.49.*
11楼
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shuimu0691
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2024-04-15 12:05:55
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【 在 MidNiter 的大作中提到: 】
: 你连基本的经典都说成经验,还来挑我没有特意说非致命故障。
: 那种故障隔离就是隐含非致命故障才能有效,需要我特意说出来吗?为了修正那个模型,需要考虑共因故障和爆炸性故障的概率,还有其他的模型细化。
对于火箭发动机,造成爆炸是最大的致命性故障。
我不懂造成爆炸的具体原因,但是设计负载的冗余度足够,可靠性就能足够地高。
降低负载造成的损失和重复使用以及可靠性的提高的非线性关系,
多次使用后总体上收益还是正的。
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FROM 171.105.49.*
12楼
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shuimu0691
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2024-04-15 12:07:24
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【 在 MidNiter 的大作中提到: 】
: 这理念颠覆早就有了,冗余容错设计早就有了,表决器之类的就是个最简单例子。N1也是火箭技术先例,只不过他们失败在新设计引入的新故障上面。
当时的控制水平和设计理念根本达不到spacex的高度
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FROM 171.105.49.*
18楼
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shuimu0691
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2024-04-15 20:44:37
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【 在 MidNiter 的大作中提到: 】
: 又来个“抄书”帮吹牛的文科生,这个归因听谁说的?
: 设计理念和控制水平的问题?具体什么问题?差哪了?
我只是泛泛地和传统的方式做个比较,算是提供一点思路,不是严谨的论文。
以贴图的火箭第一级为例,或许同时出现一个或者两三个发动机失效,它也能完成发射任务。
这种情况涵盖了大多数情况,并不是一次单个故障就导致全部任务失败。
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修改:shuimu0691 FROM 180.141.99.*
FROM 180.141.99.*
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