ปัญหาเครื่องยนต์ที่น่าปวดหัวของ NASA: บทเรียนภาษาอังกฤษ

On the 12th of September 1962,

ในวันที่ 12 กันยายน ปี 1962

President John F. Kennedy made his famous speech about landing a man on the moon by the end of the decade. ไวยากรณ์

ประธานาธิบดีจอห์น เอฟ. เคนเนดี ได้กล่าวสุนทรพจน์อันโด่งดังเกี่ยวกับการส่งมนุษย์ไปลงจอดบนดวงจันทร์ก่อนสิ้นทศวรรษ

At this point in time,

ณ เวลานั้น

NASA had just several hours worth of human space flight experience.

NASA มีประสบการณ์เที่ยวบินอวกาศที่มีมนุษย์ควบคุมเพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น

Many Americans had accepted that the space race would be won by the Soviet Union, ไวยากรณ์

ชาวอเมริกันจำนวนมากยอมรับแล้วว่าสหภาพโซเวียตจะเป็นผู้ชนะในการแข่งขันด้านอวกาศ

who had already claimed the records for launching the first satellite and the first human into orbit.

ซึ่งสหภาพโซเวียตได้สร้างสถิติในการปล่อยดาวเทียมดวงแรกและส่งมนุษย์คนแรกขึ้นสู่วงโคจรไปแล้ว

So, in order to achieve their goal of reaching the Moon,

ดังนั้น เพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการไปให้ถึงดวงจันทร์

NASA would need to develop much larger rockets with engines more powerful than anything they had made before.

NASA จำเป็นต้องพัฒนาจรวดที่ใหญ่ขึ้นมาก พร้อมกับเครื่องยนต์ที่ทรงพลังยิ่งกว่าสิ่งใดๆ ที่พวกเขาเคยสร้างมา

But scaling up to a much larger rocket design sent NASA engineers into a new world of complex problems. กริยาวลี

แต่การขยายขนาดเป็นรูปแบบจรวดที่ใหญ่ขึ้นมากได้ส่งวิศวกรของ NASA เข้าสู่โลกใหม่ของปัญหาที่ซับซ้อน

In this video,

ในวิดีโอนี้

we're going to look at the issues that NASA had with their F-1 engine. ลำดับความ

เราจะมาดูปัญหาที่ NASA ประสบกับเครื่องยนต์ F-1 ของพวกเขา

We're also going to look at how they fixed these issues and the unusual method they used to test it.

นอกจากนี้เรายังจะมาดูว่าพวกเขาแก้ไขปัญหาเหล่านี้อย่างไร และวิธีการทดสอบที่ไม่ธรรมดาที่พวกเขาใช้

In order to lift the enormous Saturn V rocket off the launch pad,

เพื่อยกจรวด Saturn V ขนาดยักษ์ออกจากฐานปล่อย

it required five F-1 engines on the first stage,

จำเป็นต้องใช้เครื่องยนต์ F-1 จำนวนห้าเครื่องในส่วนท่อนแรก

each capable of producing 1.5 million pounds of thrust.

ซึ่งแต่ละเครื่องสามารถสร้างแรงขับได้ 1.5 ล้านปอนด์

In order to achieve this amount of thrust,

เพื่อให้ได้แรงขับระดับนี้

massive amounts of RP-1 fuel and liquid oxygen had to be pumped into the thrust chamber. ไวยากรณ์

จะต้องสูบเชื้อเพลิง RP-1 และออกซิเจนเหลวจำนวนมหาศาลเข้าไปในห้องเผาไหม้ (thrust chamber)

Here, the two propellants would combust

ณ ที่แห่งนี้ เชื้อเพลิงขับดันทั้งสองจะลุกไหม้

and lift the Saturn V away from the launch pad.

และยก Saturn V ออกจากฐานปล่อย

The first stage alone would burn through an entire Olympic swimming pool's worth of fuel โน้ต

จรวดท่อนแรกเพียงท่อนเดียวจะเผาผลาญเชื้อเพลิงเทียบเท่ากับสระว่ายน้ำโอลิมปิกทั้งสระ

in just over 2 minutes.

ในเวลาเพียง 2 นาทีเศษ

The company tasked with making such a powerful engine was Rocketdyne. วลี

บริษัทที่ได้รับมอบหมายให้สร้างเครื่องยนต์อันทรงพลังเช่นนี้คือ Rocketdyne

They had designed the F-1 engine several years before for the US Air Force,

พวกเขาเคยออกแบบเครื่องยนต์ F-1 เมื่อหลายปีก่อนให้กับกองทัพอากาศสหรัฐฯ

but after the Air Force couldn't find a use for such a powerful engine,

แต่หลังจากที่กองทัพอากาศไม่พบประโยชน์สำหรับเครื่องยนต์ที่ทรงพลังเช่นนี้

development was stopped until NASA came along. กริยาวลี

การพัฒนาก็หยุดชะงักลงจนกระทั่ง NASA ก้าวเข้ามา

In June 1962,

ในเดือนมิถุนายน ปี 1962

Rocketdyne were ready to perform a long-duration test of the F-1 engine.

Rocketdyne พร้อมที่จะทำการทดสอบเครื่องยนต์ F-1 เป็นระยะเวลานาน

But as the engine ignited and the turbopumps spooled up, กริยาวลี

แต่เมื่อเครื่องยนต์จุดระเบิดและปั๊มเทอร์โบเริ่มเร่งความเร็ว

the test came to a catastrophic end when the engine exploded.

การทดสอบก็จบลงด้วยความหายนะเมื่อเครื่องยนต์เกิดการระเบิด

It took several more explosive tests

ต้องใช้การทดสอบแบบเกิดการระเบิดอีกหลายครั้ง

before the engineers finally found what was going wrong, ไวยากรณ์

ก่อนที่วิศวกรจะค้นพบว่าเกิดความผิดพลาดอะไรขึ้น

combustion instability. การใช้คำ

นั่นคือความไม่เสถียรของการเผาไหม้

This is where the propellants in the thrust chamber burn unevenly ไวยากรณ์

นี่คือจุดที่เชื้อเพลิงขับดันในห้องเผาไหม้เกิดการลุกไหม้ไม่สม่ำเสมอ

and cause enormous pressure swings inside the chamber.

และทำให้เกิดการแกว่งตัวของแรงดันอย่างมหาศาลภายในห้อง

As one area of the chamber fills with more oxygen,

เมื่อพื้นที่หนึ่งของห้องเต็มไปด้วยออกซิเจนมากขึ้น

it produces more heat,

มันก็จะสร้างความร้อนมากขึ้น

which pushes the flame around in the thrust chamber.

ซึ่งผลักเปลวไฟให้เคลื่อนที่ไปรอบๆ ภายในห้องเผาไหม้

The reason this was so catastrophic in the F-1 engine is because these pressure swings were happening 2,000 times a second, ไวยากรณ์

เหตุผลที่สิ่งนี้เป็นหายนะอย่างมากในเครื่องยนต์ F-1 ก็เพราะว่าการแกว่งตัวของแรงดันเหล่านี้เกิดขึ้น 2,000 ครั้งต่อวินาที

enough to completely rip apart the engine. กริยาวลี

ซึ่งมากพอที่จะฉีกเครื่องยนต์ให้แหลกละเอียดเป็นชิ้นๆ

At this point,

ณ จุดนี้

the Apollo program was well underway and NASA needed a fully capable engine for the first crewed flights, วลี

โครงการ Apollo กำลังดำเนินไปอย่างเต็มที่ และ NASA ต้องการเครื่องยนต์ที่มีความสามารถเต็มเปี่ยมสำหรับเที่ยวบินที่มีลูกเรือครั้งแรกๆ

which were just a few years away.

ซึ่งเหลือเวลาอีกเพียงไม่กี่ปี

But since an engine of this scale had never been made before, ไวยากรณ์

แต่เนื่องจากเครื่องยนต์ที่มีขนาดใหญ่เท่านี้ไม่เคยถูกสร้างขึ้นมาก่อน

the solution to this problem wasn't going to be obvious.

ทางออกของปัญหานี้จึงไม่ชัดเจน

Engineers started to focus on the injector plate,

วิศวกรเริ่มให้ความสำคัญกับแผ่นหัวฉีด (injector plate)

which feeds the fuel and oxidizer into the thrust chamber. วลี

ซึ่งทำหน้าที่ป้อนเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดซ์เข้าสู่ห้องเผาไหม้

The original design was a single large plate with multiple injection holes.

ดีไซน์เดิมคือแผ่นโลหะขนาดใหญ่แผ่นเดียวที่มีรูฉีดหลายรู

Although this was a common design,

แม้ว่านี่จะเป็นการออกแบบที่พบได้ทั่วไป

previous engines never suffered from instability

แต่เครื่องยนต์รุ่นก่อนหน้านี้ไม่เคยประสบปัญหาความไม่เสถียรเลย

since their thrust chambers were much smaller and the propellants were more contained.

เนื่องจากห้องเผาไหม้ของพวกมันมีขนาดเล็กกว่ามากและเชื้อเพลิงถูกจำกัดพื้นที่ได้ดีกว่า

In order to solve this critical issue,

เพื่อแก้ปัญหาสำคัญนี้

Rocketdyne engineers looked back to one of the very first rocket designs, กริยาวลี

วิศวกรของ Rocketdyne ได้หันกลับไปมองหนึ่งในการออกแบบจรวดรุ่นแรกๆ

the V-2 rocket. วัฒนธรรม

นั่นคือจรวด V-2

This rocket was developed by the Germans during the Second World War,

จรวดรุ่นนี้พัฒนาโดยชาวเยอรมันในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง

but it contained the perfect solution to fix the F-1 engine.

แต่มันมีวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบในการซ่อมเครื่องยนต์ F-1

Instead of a single flat injector plate,

แทนที่จะใช้แผ่นหัวฉีดแบบเรียบเพียงแผ่นเดียว

the V-2 featured several different nozzles,

V-2 มีหัวฉีดหลายแบบที่แตกต่างกัน

which separated the combustion into different streams.

ซึ่งแยกการเผาไหม้ออกเป็นกระแสต่างๆ

The engineers believed that the more controlled sections in the V-2 engine

วิศวกรเชื่อว่าส่วนที่มีการควบคุมมากกว่าในเครื่องยนต์ V-2

eliminated the possibility of combustion instability.

ได้ขจัดความเป็นไปได้ของความไม่เสถียรในการเผาไหม้

In order to translate this theory onto the enormous F-1 engine

เพื่อนำทฤษฎีนี้ไปใช้กับเครื่องยนต์ F-1 ขนาดยักษ์

without a complete redesign,

โดยไม่ต้องออกแบบใหม่ทั้งหมด

engineers added a series of baffles to the injector plate การใช้คำ

วิศวกรได้เพิ่มแผ่นกั้น (baffles) เข้าไปที่แผ่นหัวฉีด

to split the combustion up into different zones. กริยาวลี

เพื่อแบ่งการเผาไหม้ออกเป็นโซนต่างๆ

After experimenting with many variations of baffle designs,

หลังจากทดลองออกแบบแผ่นกั้นในหลากหลายรูปแบบ

the engineers came across a layout which seemed to stabilize the combustion. โน้ต

วิศวกรก็ได้พบกับรูปแบบที่ดูเหมือนจะทำให้การเผาไหม้เสถียรขึ้น

The new design was put to the test, สำนวน

การออกแบบใหม่ถูกนำไปทดสอบ

and sure enough, ลำดับความ

และแน่นอนว่า

the engine executed a flawless burn. การใช้คำ

เครื่องยนต์มีการเผาไหม้ที่ไร้ที่ติ

But the engineers weren't convinced that the problem was fully fixed. น้ำเสียง/เจตนา

แต่วิศวกรก็ยังไม่เชื่อว่าปัญหานี้ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์

Many worried that once the engine was in flight,

หลายคนกังวลว่าเมื่อเครื่องยนต์อยู่ในระหว่างการบิน

the extra forces and vibrations

แรงสั่นสะเทือนและแรงกระทำอื่นๆ เพิ่มเติม

could reintroduce instability back into the engine.

อาจนำความไม่เสถียรกลับมาสู่เครื่องยนต์ได้อีกครั้ง

So, in order to fully test the new design,

ดังนั้น เพื่อทดสอบการออกแบบใหม่อย่างเต็มรูปแบบ

NASA placed a small bomb in the center of the injector plate

NASA ได้วางระเบิดลูกเล็กๆ ไว้ที่กึ่งกลางของแผ่นหัวฉีด

and set it off as soon as the engine fired up. กริยาวลี

และจุดชนวนระเบิดทันทีที่เครื่องยนต์เริ่มทำงาน

The idea was that a small explosion within the engine ลำดับความ

แนวคิดคือการระเบิดเล็กๆ ภายในเครื่องยนต์

could create an enormous amount of instability,

สามารถสร้างความไม่เสถียรได้อย่างมหาศาล

far greater than the engine would naturally receive.

ซึ่งมากกว่าที่เครื่องยนต์จะได้รับตามธรรมชาติอย่างมาก

When the bomb went off,

เมื่อระเบิดทำงาน

the flame inside the engine became completely unstable.

เปลวไฟภายในเครื่องยนต์ก็กลายเป็นความไม่เสถียรอย่างสมบูรณ์

But almost instantly,

แต่เกือบจะในทันที

the baffles on the injector plate started to dampen the pressure swings การใช้คำ

แผ่นกั้นบนแผ่นหัวฉีดเริ่มลดการแกว่งตัวของแรงดันลง

and the combustion became stable again.

และการเผาไหม้ก็กลับมาเสถียรอีกครั้ง

NASA performed multiple explosive tests

NASA ทำการทดสอบแบบเกิดการระเบิดหลายครั้ง

in order to make sure that the combustion instability had gone.

เพื่อให้แน่ใจว่าความไม่เสถียรของการเผาไหม้ได้หายไปแล้ว

From the first Saturn V launch to the last, ลำดับความ

ตั้งแต่การปล่อย Saturn V ครั้งแรกจนถึงครั้งสุดท้าย

65 F-1 engines propelled multiple astronauts into space

เครื่องยนต์ F-1 จำนวน 65 เครื่องได้ขับเคลื่อนนักบินอวกาศหลายคนขึ้นสู่อวกาศ

without any instability problems.

โดยไม่มีปัญหาความไม่เสถียรใดๆ เลย

Looking back to a time when rocket engines were designed using slide rules, โน้ต

เมื่อมองย้อนกลับไปในยุคที่เครื่องยนต์จรวดถูกออกแบบโดยใช้ไม้บรรทัดคำนวณ (slide rules)

the ingenuity that was required to overcome these monumental challenges is spectacular.

ความเฉลียวฉลาดที่จำเป็นในการเอาชนะความท้าทายอันยิ่งใหญ่เหล่านี้ถือเป็นเรื่องที่น่าตื่นตาตื่นใจ

And although we have yet to return to the Moon, ไวยากรณ์

และแม้ว่าเราจะยังไม่ได้กลับไปที่ดวงจันทร์อีกครั้ง

we can appreciate the incredible genius and dedication

เราก็สามารถชื่นชมความอัจฉริยะและความทุ่มเทอันน่าเหลือเชื่อ

that went into achieving Kennedy's goal. กริยาวลี

ที่ทุ่มเทให้กับการบรรลุเป้าหมายของเคนเนดี

Thank you very much for watching

ขอบคุณมากที่รับชม

and I'll see you in the next video.

แล้วพบกันใหม่ในวิดีโอหน้า