工程伦理课程论文挑战者号航天飞机灾难案例学习学生编号：姓名：专业：电子与通信工程2019年12月2019年北京理工大学工程伦理课程论文摘要：1986年6月28日美国宇航局挑战者号航天飞机发射后73秒解体挑战者号航天飞机灾难，杀死所有七名船员。事故是由于接头使用的O形密封圈失效，无法应对发射过程中出现的异常寒冷条件，密封失效导致SRB接头断裂，导致解体飞机的。NASA 管理层意识到承包商 Morton Theoco 设计的固体火箭助推器存在潜在缺陷，但未能提出改进建议。他们也忽略了工程师的 警告有关在低温下发射的危险，并且未能向其上级充分报告这些技术缺陷。这直接导致了惨烈的挑战者号灾难，并成为其后工程伦理教育的常见案例。关键词：挑战者；工程伦理 北京理工大学工程伦理课程论文 上午 11:39（格林威治标准时间 16:39） 1986 年 6 月 28 日 NASA 航天飞机轨道飞行器挑战 STS-51-L 任务 轨道飞行器 (OV-099） 在佛罗里达州上空发射，美国。在第 10 次飞行中，在 73 秒的飞行后，宇宙飞船解体，所有七名机组人员丧生，其中包括五名 NASA 宇航员、一名有效载荷专家和一名计划在太空教授学生的学校教师。这直接导致了惨烈的挑战者号灾难，并成为其后工程伦理教育的常见案例。关键词：挑战者；工程伦理 北京理工大学工程伦理课程论文 上午 11:39（格林威治标准时间 16:39） 1986 年 6 月 28 日 NASA 航天飞机轨道飞行器挑战 STS-51-L 任务 轨道飞行器 (OV-099） 在佛罗里达州上空发射，美国。在第 10 次飞行中，在 73 秒的飞行后，宇宙飞船解体，所有七名机组人员丧生，其中包括五名 NASA 宇航员、一名有效载荷专家和一名计划在太空教授学生的学校教师。这直接导致了惨烈的挑战者号灾难，并成为其后工程伦理教育的常见案例。关键词：挑战者；工程伦理 北京理工大学工程伦理课程论文 上午 11:39（格林威治标准时间 16:39） 1986 年 6 月 28 日 NASA 航天飞机轨道飞行器挑战 STS-51-L 任务 轨道飞行器 (OV-099） 在佛罗里达州上空发射，美国。在第 10 次飞行中，在 73 秒的飞行后，宇宙飞船解体，所有七名机组人员丧生，其中包括五名 NASA 宇航员、一名有效载荷专家和一名计划在太空教授学生的学校教师。
故障是由于接头使用的O形密封圈失效，无法应对此次发射中出现的异常寒冷条件，密封失效导致固体火箭助推器（SRB）接头破裂，使火箭发动机内的固体加压燃烧气体流到外部并撞击相邻的 SRB 尾翼附件和外部燃料箱。这导致右侧 SRB 的后场接头分离和外部油箱的结构失效。空气动力学进一步破解了这艘飞船。事件进程1.1 发射前挑战者号原定于美国东部时间 1 月 22 日下午 2:43 从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射，但由于上一次任务的延误，STS-61-C 作为结果，发射日被推迟到 23 日，然后是 24 日。由于塞内加尔达喀尔的 Transoceanic Dropout (TAL) 站点天气恶劣，发射被推迟到 25 日。NASA 决定使用 Dal Beda 作为 TAL 站点，但由于该站点不具备夜间着陆的装备，因此不得不将发射时间移至佛罗里达州的凌晨。据预报，当时肯尼迪航天中心（KSC）的天气条件不适合发射。延迟了一天。首先，用于验证门封安全性的微动开关指示器出现故障。然后，一个破损的闩锁阻止了工作人员从航天飞机的门上取下关闭装置。但发射不得不推迟到佛罗里达州的凌晨，因为该地点不具备夜间着陆的装备。据预报挑战者号航天飞机灾难，当时肯尼迪航天中心（KSC）的天气条件不适合发射。延迟了一天。首先，用于验证门封安全性的微动开关指示器出现故障。然后，一个破损的闩锁阻止了工作人员从航天飞机的门上取下关闭装置。但发射不得不推迟到佛罗里达州的凌晨，因为该地点不具备夜间着陆的装备。据预报，当时肯尼迪航天中心（KSC）的天气条件不适合发射。延迟了一天。首先，用于验证门封安全性的微动开关指示器出现故障。然后，一个破损的闩锁阻止了工作人员从航天飞机的门上取下关闭装置。
当机组人员最终锯掉设备时，航天飞机着陆跑道上的侧风超过了返回着陆点 (RTLS) 中断的限制。直到发射时限用完并开始使用备用计划，侧风才停止。天气预报称，28日凌晨将非常寒冷，气温接近31华氏度——0.5度），这是允许发射的最低温度。低温让 Morton Seocco 的工程师们感到担忧，该公司是一家为 SRB（soildrocketbooster）航天飞机建造和维护组件的承包商。在 27 日晚的一次远程会议上，Theoco 的工程师和管理层与肯尼迪航天中心和马歇尔太空飞行中心的 NASA 管理层讨论了天气问题。一些工程师，例如更著名的 Roger Boyce Jolly，重申了他们对密封 SRB 组件接缝的 O 型圈的担忧：即低温会导致 O 型圈的橡胶材料失去弹性。他们认为，如果 O 型圈的温度低于 53 华氏度（约 11.7 摄氏度），则无法保证它能够有效密封接缝。他们还表示，发射前一天晚上的低温几乎肯定会将 SRB 的温度降至华氏 40 度的警戒温度以下。然而，Morton Theoco 管理层否决了他们的反对意见，认为发射过程可以如期进行。这给航天飞机的事故埋下了巨大的隐患。由于气温低，站在航天飞机旁边的定点通讯大楼，覆盖着大量的冰雪。肯尼迪冰雪团队在红外热像仪中发现，右侧SRB组件尾缝处的温度仅为华氏（-13摄氏度）：极冷的空气从液氧罐的通风口吹出，尾缝处的温度为降低到远低于空气温度，远低于设计公差。
但这些信息从未传达给决策层。雪队连夜清除冰雪；与此同时，航天飞机的原始承包商罗克韦尔国际的工程师表达了他们的担忧。他们警告说，在发射过程中抖落的冰雪可能会撞击航天飞机或导致 SRB 的排气喷口产生吸入效应。罗克韦尔管理层告诉航天飞机计划的管理员阿诺德奥尔德里奇，他们不能完全保证航天飞机会安全发射；但他们也没有提出强烈反对发射的建议。作为讨论的结果，奥尔德里奇决定将发射时间再推迟一个小时，以便雪队再次进行检查。最终确定挑战者将于上午 11:38 发射 ET那一天，冰雪经过最后的检查后开始融化。2.2 发射6.在升空前 6 秒，三个航天飞机主引擎 (SSME) 着火。为应对发射的暂时中断，SSME 可以在火箭离开地面之前安全关闭。在起飞时间点（T=0，即美国东部时间当天11:38:00.010），三个SSME达到100%的有效率，提高到100%在计算机控制下）。104%，此时，两颗SRB点火，火箭挣脱固定螺栓，开始从发射台升起。随着火箭的第一次垂直运动，放氢臂从外舱收回，但未能锁定。但通过回放发射台摄像机记录的视频，
发射台的发射后检查还显示，固定四个螺栓的复进弹簧丢失，但这也被排除在外。挑战者下一次发射升空的视频播放点显示，在 T+0.678，从右侧 SRB 的尾部喷出黑灰色的烟雾，靠近连接该组件和外舱的支架，大约在 T+ 2.733 不再冒烟。最后一次看到烟雾是 T+3.375。后来确定冒烟是由于右侧SRB单元后缝的开合造成的。助推器的外壳在点火压力下膨胀，膨胀的结果是外壳的金属部分与其他部分解体，在高达 5,000 华氏度的温度下打开一个裂缝泄漏气体（2，760 摄氏度）。主环设计用于密封裂缝，但在过低的温度下第一次未能密封，并且由于金属部件的解体，辅助环从原来的位置移位。这样就不会阻碍气体逸出，并且两个 O 形环在大约 70 度内蒸发。然而，固体燃料燃烧产生的氧化铝会密封损坏的接缝，在明火从裂缝中爆发之前暂时更换 O 型密封圈。火箭离开塔后，SSME 以其最大效率的 104% 运行，控制权从肯尼迪中心的发射控制中心 (LCC) 转移到休斯顿的任务控制中心 (MCC)。为了防止航天飞机的空气动力学破坏，SSME 在 T+28 开始降低功率以减少航天飞机'
在 T+35.379，SSME 低于计划的 65% 效率。在 5（19,000 英尺）处，挑战者号打破了音障。在T+51.860SSME回到104%的效率，火箭也接近最大Q值（Max飞行物体所能承受的最大气动力压力。北京理工大学工程伦理课论文）航天飞机在 T+58.788 时达到最大 Q 值，它经历了航天飞机计划记录的最强风切变。跟踪摄像机捕捉到从尾架附近右侧 SRB 出现的羽流。挑战者和休斯顿都没有地面上的人当时意识到了这一点，但可燃气体已经开始从右侧 SRB 的一个接缝处泄漏出来。风切变的力量破坏了替换损坏环的氧化密封，除去防止明火从接缝中泄漏的最后一道屏障。在一秒钟之内，羽流变得明显而猛烈。由于密封失效的接缝处迅速扩大的裂缝，右侧 SRB 的内部压力开始下降，在 T+60.238 时，已经可以肉眼观察到从接缝处逸出的火焰，同时开始燃烧外隔间。在T+64.660，羽流突然发生变化，这表明后部油箱中的氢气罐开始泄漏。在计算机控制下，主发动机的喷管开始转动，试图补偿助推器推力造成的不平衡。在 T+66.764 时，航天飞机外的液氢罐内的压力开始下降，暴露出泄漏的影响。
对于宇航员和飞行控制员来说，现阶段的情况可能看起来很正常。在 T+68 时，太空舱通信器 (CAPCOM) 通知宇航员“执行加速”，迪克斯·柯比船长证实了这一呼叫。他的回答是：“接收，执行加速，”挑战者空对地环路的最后一次通信。在 T+72.284，右侧 SRB 组件似乎已从连接到外部隔间的尾支架上撕下。事后遥测数据分析显示，T+72.525时，航天飞机右侧突然加速，航天员也可能感觉到：机组人员的最后状态记录客舱记录仪在后半段加速。几秒钟后，司机迈克尔史密斯发出“呃哦”的声音 称为北京理工大学工程伦理课论文。史密斯可能还感觉到主发动机性能异常或外部油箱压力下降的迹象。T+73.124时，船尾圆顶液氢燃料箱发生故障，产生的推力将液氢箱推入上端液氧箱；与此同时，右侧的SRB在支架周围翻起，击中了内部油箱结构。在 T+73.162，航天飞机在 14.6 公里（48,000 英尺）的高度开始解体。随着外部油箱的解体，挑战者在气流的冲击下改变了正常方向，并在异常的空气动力学产生的 20g 载荷因子下立即被撕裂 - 远高于设计限制。
2.事件分析通过对整个事件过程的分析可以发现，事故不是由一个人或一个事件引起的，而是多种因素的综合作用，最终导致飞机解体. 从工程师的角度来看，在设计和生产O型圈时，设计指标不能满足在极低温度下正常工作的要求，这可能是由于技术原因或成本原因，而一个高性能的技术指标已经无法满足。被设计。因此，在设计完成后，应对产品进行充分的实验检验，以获得密封圈在各种温度下工作的数据，以提供高可靠性的参考标准。虽然工程师们意识到密封圈在较低温度下可能会失去弹性，无法有效密封，但他们并没有拿出有力的证据向上级提交，只是表达了对安全和正常发射的担忧和不保证。这种不确定性让高层领导产生了侥幸心理，从而做出了正常发射的决定。从公司管理层和NASA管理层分析，他们无疑是责任更大的一方。不管他们有什么考虑，他们都拒绝了工程师提出的反对意见，没有进一步调查。也许每个人在做决定之前都有自己的考虑和理由，但是在工程领域，尤其是在涉及到人类生命安全的领域，一切都必须以工程安全为基础，并以有人提出安全建议为前提。要对此问题进行深入研究和探讨，彻底解决一切安全隐患，并采取一些补救措施，确保项目安全。
3.工程伦理学的启示工程是一门注重量化的科学，而伦理学是一门不易量化且主观性很强的软因素学科。我们希望弥合工程和道德之间的鸿沟。但是，我们不得不承认，这种隔阂在短期内很难改变。于是，类似“挑战者悲剧”的现象诞生了，引发了各种社会争议。[1] 在工程设计之初，工程师就应设定目标，尽最大努力设计产品的性能。社会发展螺旋上升，这是人类社会的发展规律。在发展过程中，我们也必须保持警惕。在科技发展的任何阶段，会出现工程伦理问题。要培养工程师的工程伦理意识，从根本上降低工程安全问题的风险。“挑战者悲剧”发生了。[2] 北京理工大学工程伦理课论文参考文献 [1] 徐红梅，王轩。“挑战者悲剧”对我国工程伦理的启示[J]. 林农：学术版（第9期）：268-268.加强安全、可靠、质量保障工作——从“挑战者号”航天飞机灾难事件中汲取的惨痛教训[J]. 航空标准化与质量，1990(3):36-37. 从根本上降低工程安全问题的风险。“挑战者悲剧”发生了。[2] 北京理工大学工程伦理课论文参考文献 [1] 徐红梅，王轩。“挑战者悲剧”对我国工程伦理的启示[J]. 林农：学术版（第9期）：268-268.加强安全、可靠、质量保障工作——从“挑战者号”航天飞机灾难事件中汲取的惨痛教训[J]. 航空标准化与质量，1990(3):36-37. 从根本上降低工程安全问题的风险。“挑战者悲剧”发生了。[2] 北京理工大学工程伦理课论文参考文献 [1] 徐红梅，王轩。“挑战者悲剧”对我国工程伦理的启示[J]. 林农：学术版（第9期）：268-268.加强安全、可靠、质量保障工作——从“挑战者号”航天飞机灾难事件中汲取的惨痛教训[J]. 航空标准化与质量，1990(3):36-37. “挑战者悲剧”引发的工程伦理[J]. 林农：学术版（第9期）：268-268.加强安全、可靠、质量保障工作——从“挑战者号”航天飞机灾难事件中汲取的惨痛教训[J]. 航空标准化与质量，1990(3):36-37. “挑战者悲剧”引发的工程伦理[J]. 林农：学术版（第9期）：268-268.加强安全、可靠、质量保障工作——从“挑战者号”航天飞机灾难事件中汲取的惨痛教训[J]. 航空标准化与质量，1990(3):36-37.
