[再次更新]某的第一条固液混合发动机.[视频+多P]
试了下传说中的固液混合发动机
燃料棒的一部分以及端盖,喷管
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浏览这段内容需要1学术分
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灌装燃料
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富有[哔~]风格的夹具..
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截图
点火瞬间:
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图纸以及详细描述过几天发布,今天太累了..
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---------------------------分割线以上为原帖[2011年2月18日]----------------------------

注意:此实验非常危险,有发生火灾,爆炸,以及产生有毒气体可能.

这次试验主要证明了这种结构在业余条件下的可行性,同时也让我获得了很多经验(如此种发动机的点火方式).下面总结一下这次的实验:
问题:
1.安全性不足.发动机工作几秒钟后,我关掉了气源(当时燃烧室里还有2/3的燃料没有燃烧).原因是,我的实验室里多出了4个着火点.发动机的燃气居然能点燃房间另一头的纸箱子和塑料..我真的大意了.
2.燃料选择不当,如大家所说,石蜡熔点低,高温下大量未燃烧的石蜡蒸汽甚至液态石蜡从喷口喷出并二次燃烧产生巨大的火焰.
3.N2O传输管过细,流量过小且不可控制流量
解决办法:
1.移到室外实验并制作合适的安全夹具.
2.使用热固性燃料
3.加粗管道...我想可以尝试控制电磁阀的开关占空比并用空腔滤波来实现流量调节
以下是图纸,喷管我放大了1倍.
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另外视频终于审核通过了,贴出来吧.
点击此处查看视频

--------------------------------[2011年02月19日]---------------------------------


昨天主要扩大了N2O瓶的管道,加上安全夹具并尝试了一下石蜡棉花燃料.金属粉,乌洛托品,环氧树脂燃料.结果如下:
石蜡棉花燃料:
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此燃料燃烧非常稳定,烧完以后几乎没有残留.

金属粉,乌洛托品,环氧树脂燃料:
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(含金属粉就是霸道...基本一片白,什么也看不见.)
说实话这种燃料我比较的不满意,主要有二:
1.燃烧后有很多残留.甚至上半段有1/4没有燃烧(工艺问题?)
2.初期虽然也非常稳定,但是后期喘喷比较严重.(尤其是燃料快要烧完,燃烧室外壁温度很高的时候.)

以上图片中均可看到似乎要形成一串马赫环的趋势..但似乎扩张段角度问题导致气体膨胀过快,另外一个可能是喉径过大,下周车一条新的喷管看看.
我有加上单向阀,应该不至于会回流吧...总之这还是刚刚起步吧,看来要做好还需要更多的经验和更系统的理论知识.
--------------------------------[2011年02月21日]---------------------------------
+100  科创币    拔刀斋   2011-02-19   KC的第一条固液混合发动机,强烈赞!
+2500  科创币    xj198398xujing   2011-02-19   KC史上第一个有实际价值的液体发动机 强烈赞扬
+2500  科创币    ehco   2011-02-20   佩服这种说干就干的精神!
+2500  科创币    y2k   2011-02-21   這速度真神
+99  科创币    jrcsh   2011-02-21   千万注意人身安全,
来自 喷气推进
 
2011-2-19 03:08:46
1楼
oh my god
膜拜一下
话说 氧化剂是什么?为什么火焰黄成那种程度啊

另  为什么大人突然想起来做火箭啊  YY一下广州发生的事情
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2楼
广州发生了什么?
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3楼
氧化剂是液态N2O
燃料用的是跟我们伟大的人民教师一样的材料.这种长链的有机化合物不完全燃烧就会出很多C,这就很自然的会使焰色变黄了.
其实我会去做火箭主要是因为与某个混蛋的承诺...

另外,请告诉我这货里面是不是有一个马赫环...
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4楼
强烈赞!
好像有一个马赫环,N2O从哪搞的?汽车NOS?
附送N2O安全手册
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5楼
看视频喘燃比较严重,注意氧化剂喷注器要有足够的压降(50%以上的储箱压强)防止回火,N2O本身是单组元推进剂
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6楼
很好很好。请问固体燃料是啥?石蜡?= =
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7楼
回 楼主(dr-sama) 的帖子
呃  我以前也是这么想的   不过看过MYTHBUSTER的那个就没什么信心了  不过要是把腊跟碳粉混合呢  N2O的量在大一些……  不甚了解   不过声音效果是真TM不错……
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8楼
固液混合发动机的范围是不是可以这么扩展:液体氧化剂和固体燃料.固体氧化剂和液体燃料.固液混合浇筑的糊状燃料
如果用流动性差的粘绸油质基作燃料 粘连氧化剂可以么?

为第一个学术分努力…
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9楼
我觉得再加点硝基甲烷会更好
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10楼
这个声音····很···
喷出的尾焰有点怪···
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11楼
NOS的工作原理是把N2O(一氧化二氮,俗称"笑气"(LAUGHGAS))形成高压的液态后装入钢瓶中,然后在发动机内与空气一道充当助燃剂与燃料混合燃烧(N2O可放出氧气和氮气,其中氧气就是关键的助燃气体,而氮气又可协助降温),N2O高温时产生两个氮原子一个氧原子,氧原子助燃,氮原子给气缸降温。以此增加燃料燃烧的完整度,提升动力。
  由于NOS提供了额外的助燃氧气,所以安装NOS后还要相应增加喷油量与之配合。正所谓“要想马儿跑得快,就要马儿多吃草”,燃料就是发动机的草,这样发动机 的动力才得到进一步的提升。
  NOS 与涡轮增压和机械增压一样,都是为了增加混合气中的氧气含量,提升燃烧效率从而增加功率输出,不同的是NOS是直接利用氧化物,而增压则是通过外力增加空气密度来达到目的的。也许有人会问为什么不直接使用氧气而用N2O呢?那是因为用氧气难以控制发动机的稳定性(高温和爆发力)。
  储存N2O的专用储气罐净重约6.7kg,充满N2O后约11kg。按照每次使用1min来算(专家建议NOS系统每次使用时间不可超过1min,一瓶气可以用3538次左右。
  根据一辆夏利2000的实际使用情况,其1.342L的8A发动机加装NOS后,其0~100km/h加速时间减少了23%,而功率提升了21kw。
[编辑本段]
【主要形式】
  NOS是以一氧化二氮灌入引擎后提升爆发力,因此在改装NOS时至少必须包含以下几项硬体,分别是气瓶、喷嘴、电磁阀以及

启动开关。
  气瓶就是填充一氧化二氮的钢制容器,除了外观尺寸上的分别,亦有空重、总重以及瓶内压力等规格;喷嘴如同引擎供油系统中的喷油嘴,喷嘴口径越大,喷出的气体量就越多,对于马力的助益也相对越大;电磁阀是控制喷嘴作动的重要组件,因为NOS的喷射原理是利用瓶内压力将气体灌入引擎,因此在气瓶和喷嘴之间必须装设一个控制器,以控制气体的喷射与否;启动开关则是提供指令让电磁阀作动的重要部品,一般大多装设在油门踏板正下方,或是节气门拉线的末端位置,不过也有利用节气门电压以感测油门开度,让驾驶者在油门全开之际一并启动NOS。
  不过除了上述四项主要结构,其实在NOS系统中,除了气瓶本身的开关外,还必须另外装设一或二道安全开关,否则长时间使用NOS会导致燃烧室压力过大,温度也会急剧升高,所以一般通常是将NOS视作"最后阶段",或是在"重要关头"才使用。因而,使NOS平时处于关闭状态的安全开关就显得格外重要。
  基于安全性的考量,一般建议最好不要连续使用超过1分钟,以免引擎承受过大负荷而受损。除此之外,喷嘴的装设位置和电磁阀的控制精准性也不容忽视。喷嘴的位置会影响气体流速和雾化效果,所以一般多半装设在距离节气门15—30cm处;电磁阀的精准性则相当重要,因为NOS必须在节气门全开的状态下喷射,如果在节气门开启角度不足或是已经关闭时继续供给,将造成一氧化二氮逆流,严重者甚至会出现回火现,这时候流量计或空气芯就很容易损坏。
  关于NOS的改装形式,基本上可以大分为"干式",与"湿式"两种,干式是指单纯喷射气体,湿式则是除了气体之外还包括了燃油,因此湿式系统所使用的喷嘴通常为"丫"字形设计,也就是将一氧化二氮与燃油同时喷入燃烧室。就改装效果来说,比干式系统更能精准控制油气混合此,因此也可以使用大流量喷嘴,马力的提升幅度也更大。
  除了干式和湿式之外,依照喷嘴装设的位置,NOS还可以分成单点与多点两种喷射形式。单点所指的是喷嘴装设在节气门前方的进气管路上,国内改装店家多半是采取这种方式;多点则是由数个喷嘴所构成,位置多半是装设在进气歧管上,也就是针对每只歧管个别加装上独立的喷嘴,多点直喷式在美国Drag职业赛车上相当常见,改装效果也比起单点形式更为优异,不过由于歧管必须钻孔加工,而且作动时引擎会承受极大负荷,也更容易造成缸内部品的伤害,因此较少用在一般道路版的NOS改装上。
[编辑本段]
【氮气特点】
  氮气,是一种常温下化学性质不活泼、物理性质可以高压缩、溶解度很小的气体。因为高压缩 所以他的膨胀度也很高,所以被采用为汽车的瞬间加速器,在改装选用是也有很高的要求 不是什么车都可以用的,对于普通锻造的活塞和缸等在氮气的促使下热膨胀高速运行,由于很多引擎在设计没估计到会有如此高速和膨胀度,引擎宽容度很有限会出现活塞和缸壁刮伤、硬顶胀(冷缩后造成密封问题)、烧缸(机油膜破裂)等情况,严重还会顶缸自爆。
[编辑本段]
【一氧化二氮(Nitrous Oxide)特点】
  化学式N2O,常温下是一种无色不燃气体,有一种令人欢愉的淡淡的甜味。因其具有麻醉和止痛效果应用于外科和牙科。俗称“笑气”,在发动机上用作氧化剂来增加发动机的输出功率。熔点-90.86 °C,沸点-88.48 °C,标准气体状态下密度1.8 kg/m3,压缩液体密度为1222.8 kg/m3,摩尔质量44.0128 g/mol,
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12楼
如在在"申"购买,是要连"大钢瓶"一起购.五年前我玩固液时,连瓶价1k多点,在闸北汶水路上有一气体公司购得.
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13楼
强烈赞扬LZ
不过这里提个小建议
石蜡做燃料这个似乎不是很好 石蜡的熔点很低融化后容易被燃烧室气流带到燃烧室外才燃烧 这样使发动机效率下降  
所以LZ的发发动机基本没有形成比较有效的燃烧 喘燃非常严重
建议更换成树脂类燃料并固化 还可以在固体燃料中添加少量氧化剂使燃料能够保持缓慢的自持燃烧
这样就能用加减液体氧化剂来控制发动机的燃烧情况
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14楼
楼主,狠!
可以适量在还原剂中加些活泼金属
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15楼
强烈赞扬[s:222][s:222][s:222]
石蜡作燃料也要加入添加剂的,纯石蜡性能不好如13L。lz换种燃料吧。另外留意下孔的形状,我在一本书上看到,一种固体氧化剂/燃料分装的发动机,燃料部分用的12辐条轮形孔,以充分与氧气流接触
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16楼
我用沥青,也有被燃烧室气流带到燃烧室外燃烧现象(采用沥青是听说美国当年是用它),后改用过橡胶.(厚橡胶切成垫片再一个个放入)此"固液混合..."关键是316L不透钢固液混合发动机与固燃物之间要放隔离纸.
+100  科创币    科创论坛   2011-02-19   分享经验
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17楼
当初做了二个固液混合发动机,烧坏了一个(只用二次...),而最初做的弟一个固液混合发动机还在,做完就感到不行没有用过,改天拍照请各位指点指教.
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18楼
像机不在手边,手机拍的...104109

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19楼
因为是喷嘴焊在箭身,若喷嘴烧坏,就全部报费了.(早期的固液混合发动机,当时没想到用可换喷嘴)哈哈,现在想想当时真有点想不通.
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2011-2-20 00:38:56
20楼
楼主用环氧树脂固化乌洛托品试一下?
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21楼
谢谢前辈们不吝赐教,大家的建议很棒,我打算下一步尝试含金属粉以及乌洛托品的环氧柱作燃料.(并比对)
另外我想我需要制作一个新的气瓶.现在这个太大太重了.
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22楼
对了,星空前辈你是怎么粉碎AP的呢?这个很敏感吧..
+1  科创币    ehco   2011-02-20   直接研钵研磨即可,没那么夸张的感度。每次磨20-30g,先磨再70摄氏度烘干,过100目以上筛。
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23楼
在管径恒定的情况下,管道入口初始压力就决定了流量大小。
LZ可以让液态N2O通过汽化室,再通过氧气减压阀来达到调节流量的作用。
采用电磁阀PWM的方式理论是可行的,但实际制作时受诸多因素制约。
1.高工作压力耐氧化的电磁阀不好买。
2.电磁阀的响应频率很低(低于5Hz),压力越高,响应越慢
3.电磁阀的低温性能不好,温度越低漏气越大
以上是我以前做氧丁烷燃气炮的一些经验,希望有用。
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24楼
北航二号的发动机用汽蚀文氏管控制液态N2O流量恒定
引用第23楼ehco于2011-02-20 10:50发表的  :
在管径恒定的情况下,管道入口初始压力就决定了流量大小。
LZ可以让液态N2O通过汽化室,再通过氧气减压阀来达到调节流量的作用。
采用电磁阀PWM的方式理论是可行的,但实际制作时受诸多因素制约。
1.高工作压力耐氧化的电磁阀不好买。
2.电磁阀的响应频率很低(低于5Hz),压力越高,响应越慢
.......
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25楼
引用第24楼拔刀斋于2011-02-20 12:38发表的  :
北航二号的发动机用汽蚀文氏管控制液态N2O流量恒定



试验阶段可使用较为简易而重复成本较低的方法,成品再考虑更加可靠合理的方式。
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26楼
气蚀文氏管类似微型的拉喷,由最小截面决定恒定流量,除了要计算之外不麻烦

N2O的喷注系统功能不需要多、推力不需要可调,但一定要非常可靠。N2O本身是单组元推进剂,在高温或者流体动力冲击下可能分解自爆,有过若干次爆炸记录。因此喷注器一要防喘燃回火,燃烧室压强小于储箱压强一半;二要防流体动力冲击,电磁阀开了之后在燃料耗尽之前尽量避免再关闭。

引用第25楼ehco于2011-02-20 12:41发表的  :
试验阶段可使用较为简易而重复成本较低的方法,成品再考虑更加可靠合理的方式。
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27楼
楼主厉害啊!我想知道你的氧化剂有没止回阀的?
你倒进去燃烧室的燃料是什么燃料?凝固在燃烧室里的吗?
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2011-2-21 03:23:58
28楼
回 23L:
谢谢分享您的经验...看来玩电的还是玩电的..我当时其实立刻想到了buck降压..然后把电磁阀当成IGBT了....
回 26L:
如此恐怖?!我去...看来我很有必要做一个小钢瓶了...这么一大罐N2O若爆了很可能会出事....
回 27L:是的,燃料是固体
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29楼
石蜡有软化温度不同的品种,石墨粉防止内层石蜡被热辐射熔化。
也有人用聚氨酯作为燃料。
电磁阀+PWM不容易控制流量,因为缓冲不好做,建议球阀+步进电机。
注意防止储箱内产生漩涡。
另外,这个喷入的氧化剂好象是气体,不是液体。橡胶煤气管也应该换一下了。
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30楼
N2O安全教程(英文)已发在4楼

北航2号的喷注器设计:
http://aacenter.buaa.edu.cn/documentupload/studentpaper/%A1%B0%B1%B1%BA%BD2%BA%C5%A1%B1%B9%CC%D2%BA%BB%F0%BC%FD%B7%A2%B6%AF%BB%FA%C5%E7%D7%A2%C6%F7%C9%E8%BC%C6%D3%EB%D1%D0%BE%BF.pdf


引用第28楼hentai于2011-02-21 03:23发表的  :
回 23L:
谢谢分享您的经验...看来玩电的还是玩电的..我当时其实立刻想到了buck降压..然后把电磁阀当成IGBT了....
回 26L:
如此恐怖?!我去...看来我很有必要做一个小钢瓶了...这么一大罐N2O若爆了很可能会出事....
回 27L:是的,燃料是固体
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31楼
回29L:好吧...其实我今天凌晨还在想整个结构要怎么车出来...(我居然忘了能买到现成的球阀...BJ了) 现在唯一的问题是市售的球阀能不能耐低温.反正不管怎样也要等到下周才能试验..先画好图纸吧.
另,喷出来的是液体没错,因为钢瓶是倒着放的.那条是专用的氮气高压管,据说耐压15MPa以上.
回30L:其实我英文还停留在用翻译机的程度...好吧,内容几乎没有看懂.
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32楼
有没有考虑不用自泄压而是泵浦,齿轮泵或者挤压泵,刚性比较好而不容易回火。
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33楼
如果阀门放在汽蚀文氏管(或者管路最细部分)之前,不靠阀门限制流量,也许用不着耐低温
N2O与可燃有机物不相容,能在塑料或橡胶中大量溶解形成爆炸物,管路和阀门微量的沾染会大大增加冲击感度
看来只能把文章整个翻译出来了……
引用第31楼hentai于2011-02-21 13:34发表的  :
回29L:好吧...其实我今天凌晨还在想整个结构要怎么车出来...(我居然忘了能买到现成的球阀...BJ了) 现在唯一的问题是市售的球阀能不能耐低温.反正不管怎样也要等到下周才能试验..先画好图纸吧.
另,喷出来的是液体没错,因为钢瓶是倒着放的.那条是专用的氮气高压管,据说耐压15MPa以上.
回30L:其实我英文还停留在用翻译机的程度...好吧,内容几乎没有看懂.
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34楼
话说橡胶管还是不保险啊,可以考虑铜管,找修冰箱的那里买来,耐压应该足够了
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35楼
自泄压方式由于燃烧室压降关系容易震荡燃烧回火,所以我觉得还是泵比较好。。。本身成熟火箭技术大多数都是泵,而且选择汽化的地方最好离燃烧室越近越好
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36楼
铜材可以耐低温,装液氧都不会导致强度降低
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37楼
恩,铜管耐低温,不过铜管的话需要隔热层,要不提前汽化会悲剧。。。
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2011-3-3 18:03:56
2011-3-3 18:03:56
38楼
哦哦 真不错
都没看见DR同志的作品 先恭喜一下
我看见初始气流的流量已经很大了
看见机壳很短 固液反应面相对较小 能完全利用氧化剂吗?
会不会有很大的浪费
气流过大也冲刷掉了很多燃料啊 看见很多不规则的火焰在喷口尾端

是否可以加长药柱呢?
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2011-3-4 12:14:51
39楼
我觉得药柱至少加长3倍……
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2011-3-27 11:46:46
2011-3-27 11:46:46
40楼
在还原剂中加金属[s:261]
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2011-4-5 19:25:46
2011-4-5 19:25:46
41楼
小钢瓶不用自己车,美Tu的钢瓶就可以耐30mpa,如果碳纤维的更高
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2011-4-20 14:05:24
2011-4-20 14:05:24
42楼
只看到了结果,没看到过程啊
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2011-4-30 19:06:53
2011-4-30 19:06:53
43楼
气流的冲刷作用是获得快燃速和大推力的关键,如果没有气流冲刷,固液混合基本上没用
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2011-7-30 01:25:46
2011-7-30 01:25:46
44楼
为什么LZ不用纯氧,却用温室效应极其严重的笑气。纯氧应该很好得到,我记得大的钢瓶一瓶才30。[s:256][s:247]
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2011-12-18 15:53:46
2011-12-18 15:53:46
45楼
羡慕嫉妒恨。神马时候自己也搞个。
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46楼
引用第28楼hentai于2011-02-21 03:23发表的 :
回 23L:
谢谢分享您的经验...看来玩电的还是玩电的..我当时其实立刻想到了buck降压..然后把电磁阀当成IGBT了....
回 26L:
如此恐怖?!我去...看来我很有必要做一个小钢瓶了...这么一大罐N2O若爆了很可能会出事....
回 27L:是的,燃料是固体  

名字不错,很台
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2011-12-20 00:30:29
2011-12-20 00:30:29
dr-sama(作者)
47楼
既然被翻出来了,补近期实验图一张.118654

+100  科创币    拔刀斋   2011-12-20   漂亮
+5  科创币    亚里士缺德   2012-08-21   根据某人的提示,我想问一下,DS是不是屌丝的简称。
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2011-12-21 23:06:04
2011-12-21 23:06:04
48楼
回 47楼(dr-sama) 的帖子
DS是不是DR-SAMA的简称?
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2013-5-18 17:30:27
2013-5-18 17:30:27
49楼
N2O是用锅子灌装的?
+1  科创币    yanli12321   2013-05-18   给跪了
+1  科创币    清纯小萝莉   2013-05-18   噗。。。。。。。。。。
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