玉兔3型12.6发动机试车爆炸事件——首次公开
这次试车是玉兔-3同型号发动机一次装药改造试验的步骤,结论是改造方法不可行。

导致爆炸的原因至今未明。在原因未明的情况下,采用与此方案相似的装药方案,是导致玉兔-3在发射试验时爆炸的侧面原因。

然而,玉兔-3的装药方案虽然与之类似,但在以前的试车中并未发现压力异常,因此玉兔-3的失败爆炸,不视为事故。

这些方案在内弹道计算和仿真中,均未发现问题,并且留有很宽的安全裕量。爆炸原因还在进一步研究中。

(注:此时还没有进行安全整顿,从12月7日起,在这种场地下试车是被禁止的)

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来自 喷气推进
2011-12-6 14:09:34
1楼
点火后压强在十几毫秒内直接超10MPa。点火药爆炸还是药柱碎裂?
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2楼
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备注:数据采集卡电路限制,满量程11MPa
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3楼
从视频看,先喷了零点几秒然后炸,排除点火药爆炸。
从压力曲线看,压力在零点几秒的较长时间内逐渐上升,没有毛刺,排除药柱碎裂爆轰或者喷管堵塞。
最终爆炸时的压力达到10MPa远远超出正常范围,排除壳体烧穿爆炸,因此也排除药柱外侧起火燃烧。

问题出在内弹道特性上,某种原因导致工作压力远远超出设计值。
燃料混入烈性催化杂质的可能性很小。
爆炸出来的药柱端面未燃,说明端面侵蚀燃烧导致燃速异常上升的可能性也不大。
先前相同工艺的7端面+内孔燃烧药柱有两次成功试车,也说明工艺问题的可能性不大。

可能性较大的原因:11端面+内孔燃烧药柱的内弹道特性不适用简单的喷燃比公式(零维内弹道模型)。
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虎哥(作者)
4楼
从安顺的实验来看,如果点火药位于靠里面的药柱,被点火的药柱均会烧成喇叭状。
然后燃气膨胀,直接冲刷端面。
导致燃烧非均匀推进,燃速加快。
如果被证实确实是这样,将来必须禁止任何形式的多段药柱。
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2011-12-7 08:58:10
5楼
两端药柱的缝隙中,气体流动超声速,导致实际质量流率远超理论值。
“被点火的药柱均会烧成喇叭状"在此不会出现,因为使用了点火药
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6楼
引用第5楼warmonkey于2011-12-07 08:58发表的  :
两端药柱的缝隙中,气体流动超声速,导致实际质量流率远超理论值。
“被点火的药柱均会烧成喇叭状"在此不会出现,因为使用了点火药


下一步的方案混用内径8mm和内径16mm的药柱。目前7端面和11端面的方案里的药柱内径和喷管内径分别是多少?药柱内径小于喷管以及不同部分内径有较大的变化都有可能导致细的药柱成为喷管,气流达到声速。
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2011-12-19 22:15:24
2011-12-19 22:15:24
7楼
Re:12.6发动机试车爆炸事件——首次公开
好恐怖啊  没人受伤吧
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8楼
有没有发现貌似有2个炸点
是不是有药柱前后一起点火出来的问题
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9楼
回 8楼(霹雳游侠) 的帖子
发现了,那是喷管和堵头位置。
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2011-12-23 09:44:02
2011-12-23 09:44:02
10楼
“可能性较大的原因:11端面+内孔燃烧药柱的内弹道特性不适用简单的喷燃比公式(零维内弹道模型)。”
不是不适合而是在模拟的时候就是错误的
在端面比较少的时候,端面从平面燃烧发展到锥面燃烧的燃气总增量比较少(从平面到锥面这个过程由于严重的侵蚀以及压力差下的破裂 燃烧速度可能是正常的3到5倍) 稍微放大一点安全余量就能确保成功
在多端面的情况下 极端的甚至端面面积比内孔面积大  这样的条件下就必须要考虑燃烧发展过程中的△V增量的变化 这个变化又进一步导致正激励 使发动机在很短时间内过压
个人建议放弃3段以上的多段装药 如果的确需3段以上的装药那应该把端面做成锥面 以减轻燃烧的不确定性
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11楼
回 10楼(xj198398xujing) 的帖子
按药柱外径46mm,内径20mm计算,一个药柱间隙两侧端面共2695.5mm2、药柱周长62.8mm。当药柱之间的缝隙为1mm时,局部喷燃比42.9,比整体喷燃比(一般在200~400范围内)小得多。如果出现严重的局部过压,局部喷燃比需要接近整体喷燃比。因此说明爆炸的发动机药柱缝隙宽度远小于1mm。

试车期间2台药柱端面未磨平的7端面发动机正常、1台药柱端面磨平过的11端面发动机爆炸、用于实际发射的1台药柱端面未磨平的7端面发动机爆炸。怀疑药柱端面磨平后缝隙减小导致爆炸。实际发射中爆炸可能与缝隙的随机性有关,或者在运输过程中药柱互相摩擦导致端面磨平。

在试车中发生爆炸之后、发射之前曾考虑对药柱之间增加PVC环加大间隔,但存在燃气泄漏导致铝合金管壁软化爆炸的可能性(以前因为密封不良曾经发生过一次),需要再次试车实验。而当时已经没有多余的铝合金管,也没有足够的经费和时间购买和试车,所以最终决定冒险把有隐患但是前期试车正常的发动机用于实际发射。

注:6061时效硬化铝合金在200度左右即退火软化,价格昂贵而且购买困难的管材使用过一次之后即软化不能再用。
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12楼
安全的多段药柱发动机需要使用锥形药柱端面或从固定结构上在药柱端面之间留出可靠的间隔距离,并使用钢等具有一定耐热能力的材料制作外壳或加隔热层。
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2011-12-25 23:54:43
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13楼
需要pvc隔层么?上电工胶带啊!  ∩_∩ 另外问一下设计的燃烧时间是多长?比较短的话可以考虑车个几胶木环在两药柱之间效果刚刚的
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2011-12-26 00:28:00
14楼
1.需要计算锥形情况下,内压能上升到多少
2.这个是瞬间爆炸,没发现变成锥形,导致压力逐渐上升的过程。(烧成锥形需要一段时间)
炸出的药柱完整,尺寸几乎没有改变,也说明了问题
3.爆炸的发动机,药柱端面极为平整。(一头是模具底部铝板成型,另外一头是角磨机磨平),安装时加压,缝隙远小于1mm。
4.暑假之前那些没有爆炸的多段药柱发动机,端面全部车一刀,使得药柱两头凹陷进去1mm左右,这样解决了耐热问题。
5.之前第一次试车爆炸的发动机,只有疏松的纸质隔热层,不足以解决耐热问题
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15楼
回 14楼(warmonkey) 的帖子
理论上缝隙刚开始燃烧还没变成锥形的时候喷燃比最大、内压最大。
烧成锥形之后随着缝隙增大、喷燃比减小而逐渐减小。
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虎哥(作者)
16楼
残骸已经收到了,经验判断铝材可能有问题,耐压也达不到10MPa。加之燃速异常,压力过高,就发生了爆炸。

详细数据要测后才有。
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2012-3-8 19:01:41
2012-3-8 19:01:41
17楼
我想问一下,发动机试车时的内部压力是怎么测出来的。用什么样的传感器和采集软件,虎哥能简单介绍一下型号和使用么?
+1  科创币    leeqingyang   2012-03-10   自己打的PCB板子
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2012-3-10 12:10:52
2012-3-10 12:10:52
18楼
回 16楼(虎哥) 的帖子
虎哥,具体发动机数据在哪里?保密还是公开的?
+1  科创币    leeqingyang   2012-03-10   保密
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2012-3-15 17:32:19
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19楼
还好没有伤到人
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20楼
我们前几天试射的一枚小火箭也爆了...装药有问题啊!正在改进中
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2012-3-18 18:09:15
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21楼
不知道大家有没有注意到这里,红框内那个倾斜45度角的是什么。。。是堵头吗?128115

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2012-4-8 18:24:20
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22楼
楼主就在路边试验太危险了,谴责!!应该到无人的地方去
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2012-4-20 15:57:38
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23楼
昨天我看到,固体火箭里的(隔热层!对火箭不懂)是用石墨和碳纤维做的,在真空电阻炉里烧出来的,一烧就是以个多礼拜吧,烧出来的那东西,很粗,我看到最粗的喷管内衬直径有1米多,啥火箭用这么粗的?还正在好奇围观中,就被人撵回我的工作区域了。是来给这个单位修个设备,老早就很好奇这里的东西,可算是通过合法途径进去看了,不过装药不再这里,在山里,
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2012-5-4 22:36:20
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24楼
132834
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25楼
回 24楼(warmonkey) 的帖子
新的仿真程序仿真结果对比?
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2012-5-5 09:35:02
26楼
我怀疑是堵喷口了,
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