密封圈失效是“挑战者”号爆炸的祸首

【香港《大公报》三月二十一日文章】题：穿梭机大灾难——垫圈是罪魁祸首
一种用在机械接头处，常见的密封Ｏ型垫圈，竟然成了一月二十八日导致穿梭机“挑战者”号爆炸的最大嫌疑者。由里根总统指定的一个由十二人组成的调查委员会，虽然还没有作出正式的结论，但是许多迹象说明，引起爆炸的直接原因是穿梭机右侧固体燃料火箭助推器尾部外壳的节间连接处密封垫圈失效。
助推器由许多节连接在一起组成，节间加以密封。如果一个连接点的密封失效，则将引起火箭助推器外壳破裂，从而可能招致如“挑战者”号发射后七十四秒的外燃料罐爆炸事故。穿梭机发射后，仅在零点四秒时拍摄的照片上，在近于受怀疑的连接点处，可以看到一道不寻常的火舌；六十秒之后，在同一地方，出现了一股火焰喷流往。同时，遥测的数据指出，在短短的几十秒内，右侧助推器失去了百分之五的推动力，这项资料可以印证火箭外壳已有裂缝。
根据火箭助推器制造商所提供的资料，在每一个接合处，都有两个垫圈提供必需的密封性能，以承受助推器点火时压力在零点六秒之内从零增加到每平方英寸九百磅的变化。这两个垫圈，一主一副（参看附图）。
为了保护垫圈免受推进剂燃烧排出的热气侵蚀，在邻节隔热层间的空隙中，充填了一层铬酸锌油灰。
这种密封办法并非总是有效的。至少在一九八二年十二月，太空总署已经了解，垫圈可能移位，不能即时提供良好的密封，以致油灰被吹开，热气直透主垫圈，并使它损蚀。这种情况在节与喷嘴连接的地方更为严重，检验过的五十七个此类接点中，主垫圈损蚀的有十六起。主垫圈受损后，备用垫圈有时也不能有效地发挥作用。助推器点火之后，内部压力迅速上升，节间的连接处可能弯曲变形，使备用垫圈移位。因此，在点火零点三三秒后，备用垫圈可能失去作为第二级密封的能力。
垫圈问题，在过去三年中已引起太空总署负责安全的工程师的关切。向外透露的内部文件说明，垫圈损坏在早先几次飞行时已经观察到；到去年夏天已成为优先处理的课题。不幸的是，可能果真导致了“挑战者”号穿梭机大灾难。
根据密封的机械或容器工作时环境条件的不同，对制造塑圈的材料有不同的要求，但通常是用合成橡胶制成的。橡胶的弹性可填补金属表面坚硬的不平处所产生的空隙。“挑战者”号穿梭机的固体燃料火箭助推器上的垫圈，是用合成橡胶制成的。