今天，讓我們看看這與航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者（OV-99）有何關(guān)系。在大多數(shù)應(yīng)用中，橡膠密封用于所有行業(yè)，并且?guī)缀踉诮裉毂徽J(rèn)為是理所當(dāng)然的。以下是SimScale公共項(xiàng)目庫(kù)中有趣的模擬：橡膠密封滑動(dòng)。
    如果僅在三十年前就考慮到這一點(diǎn)，它本可以拯救航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者免于災(zāi)難。從維基百科的網(wǎng)頁(yè)到國(guó)家地理的報(bào)道，有很多文章都在解決媒體中的挑戰(zhàn)者災(zāi)難。NASA網(wǎng)站上的這個(gè)頁(yè)面列出了一些關(guān)于悲劇的主要理論和報(bào)告。
    災(zāi)難中最殘酷的一個(gè)方面是機(jī)組人員在航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者號(hào)上的致命命運(yùn)。原先認(rèn)為航天飛機(jī)爆炸了，船員立即死亡。后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)宇航員還活著，被困在座位上甚至意識(shí)到船員艙以每小時(shí)321公里的速度撞擊大西洋......
如果工程執(zhí)行得更好，可以阻止挑戰(zhàn)者的災(zāi)難嗎？
什么是挑戰(zhàn)者的災(zāi)難？
    1986年1月28 日早晨，佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角（美國(guó)）發(fā)射了一個(gè)由7名成員組成的航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者號(hào)。27 日的原始發(fā)射 推遲了。那天的溫度約為-7°C。這是航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者的第 10 次飛行。
    飛行73秒后，人們相信固體助推器爆炸，導(dǎo)致機(jī)上所有機(jī)組人員死亡，并使航天飛機(jī)墜入大西洋。初步調(diào)查報(bào)告說(shuō)，固體助推器之間的O形圈由于當(dāng)天的低溫而失效，最終導(dǎo)致梭子斷裂。
    然而，在過(guò)去的30年里，這一直是工程師和學(xué)術(shù)界人士的一個(gè)重要案例研究，他們嚴(yán)格質(zhì)疑這些理論。今天，隨著技術(shù)進(jìn)步揭示了挑戰(zhàn)者災(zāi)難的真正原因，我們對(duì)此事的理解已經(jīng)大大發(fā)展和成熟。 實(shí)際發(fā)生在航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者身上的是什么？
    正如我在前一篇關(guān)于超彈性的文章中所討論的那樣，橡膠材料表現(xiàn)出玻璃化轉(zhuǎn)變行為。這意味著在超過(guò)該玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下，材料極其橡膠狀。相反，低于此溫度會(huì)使材料表現(xiàn)為玻璃狀和脆性。
    這些O形圈安裝在固體燃料段之間，如圖01所示。它們的目的是防止熱燃燒氣體和顆粒逃逸到助推器內(nèi)部。為了冗余，安裝了兩個(gè)O形圈。在內(nèi)層上，加入耐熱油灰以進(jìn)一步將環(huán)與熱氣體隔離。
引發(fā)挑戰(zhàn)者災(zāi)難的三個(gè)可能問(wèn)題
    考慮圖02中的橫截面圖。助推器點(diǎn)火使得耐熱油灰移位并增加油灰和O形圈之間的空氣壓力。這導(dǎo)致環(huán)（A）和絕緣（E）之間的間隙增大。
    由于暴露在高溫氣體中，O形圈經(jīng)歷了侵蝕。
    在1985年1月24 日的航班51-C航班上，觀察到了漏氣事件。這意味著熱氣體完全穿透了兩個(gè)O形圈。此次發(fā)射是在最低環(huán)境溫度下完成的。
    1985年3月的進(jìn)一步試驗(yàn)表明，在10°C以下使用時(shí)，O形圈的彈性有問(wèn)題。1985 年7月31 日，一份備忘錄散發(fā)出來(lái)，討論了因這些條件而失去飛行的明確恐懼。
發(fā)射前夕
    在首次發(fā)布日期前夕，MTI工程師和管理層建議推遲發(fā)布，因?yàn)闇囟忍停ǖ陀?0°C）。后來(lái)發(fā)現(xiàn)Kilminster特別反對(duì)發(fā)射，而Mulloy希望繼續(xù)推進(jìn)。根據(jù)美國(guó)宇航局的規(guī)定，承包商有責(zé)任證明組件的啟動(dòng)準(zhǔn)備情況。任何不確定的數(shù)據(jù)都會(huì)自動(dòng)導(dǎo)致無(wú)法訪問(wèn)。然而，  拉里·穆洛伊（Larry Mulloy）將負(fù)擔(dān)放在MTI上以證明該系統(tǒng)尚未準(zhǔn)備就緒。
    在所有的政治活動(dòng)中，最初不情愿的羅伯特倫德同意杰里梅森的同意。雖然艾倫麥克唐納反對(duì)這次發(fā)射，但Joe Kilminster向NASA宣布數(shù)據(jù)尚無(wú)定論，因此不建議發(fā)射。此時(shí)，NASA經(jīng)理Larry Mulloy和George Hardy告訴MTI他們只能提出建議，他們希望繼續(xù)推出。他們告訴高層人員繼續(xù)前進(jìn)，忽略了提出的問(wèn)題，不幸的是創(chuàng)造了歷史。我們都知道接下來(lái)發(fā)生了什么。
航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者發(fā)射
    繼續(xù)前進(jìn)，班車(chē)啟動(dòng)了。如預(yù)期的那樣，溫度足夠低，使得環(huán)非常堅(jiān)硬并且不能提供足夠的密封。如圖03所示，立即可以看到煙霧。
    由于發(fā)射的壓力，圓柱形容器/殼體彼此遠(yuǎn)離彎曲形成開(kāi)口。預(yù)計(jì)O型圈將轉(zhuǎn)移以密封間隙。然而，由于低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的低溫，O形環(huán)表現(xiàn)為玻璃狀和脆性。高于這些溫度，它們表現(xiàn)出極大的靈活性和彈性。因此，這些O形環(huán)需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能移出位置并形成密封。兩個(gè)O形環(huán)在70°弧度上蒸發(fā)，允許氣體通過(guò)生長(zhǎng)孔泄漏。那天，航天飛機(jī)經(jīng)歷了超過(guò)正常的風(fēng)速剪切，導(dǎo)致洞口迅速增加。
    在發(fā)射后73秒，瓦解外部坦克使航天飛機(jī)從其高度轉(zhuǎn)向。這將空氣動(dòng)力增加到20g以上（超過(guò)其設(shè)計(jì)極限5g），導(dǎo)致梭子解體。SRB繼續(xù)以不受控制的方式推進(jìn)。然后，完整的小屋飛入大西洋，船員可能會(huì)有意識(shí)地直到撞擊。
結(jié)論
    挑戰(zhàn)者的災(zāi)難在世界范圍內(nèi)廣播并且一次又一次地播放。直到今天，人們都覺(jué)得他們親眼目睹了這場(chǎng)災(zāi)難，并以某種方式聯(lián)系在一起。一個(gè)主要因素是未能在一系列溫度范圍內(nèi)有效測(cè)試聚合物材料的性能。這與其他一些有貢獻(xiàn)的工程缺陷一起，最終導(dǎo)致了悲劇。挑戰(zhàn)者災(zāi)難是一個(gè)臭名昭著的例子，即使最簡(jiǎn)單的工程概念必須得到尊重，嘗試，測(cè)試或不幸可能會(huì)發(fā)生 - 有時(shí)甚至是致命的。