关于一些试车标准化的建议
leeqingyang2011/12/10喷气推进 IP:辽宁
我们由最开始的从ppr管逐渐发展到了现在的金属发动机,这也一步一步验证了中国业余航天技术的发展。
2011年开始、各地KCER都积极踊跃的进行发动机试车实验,而能见到规模化的测试平台却是少之又少,但试车事故却不断发生。
以下是我对于试车平台的看法及我的试车平台的配置说明
1、试验场地的选取
小口径PPR(20-32火箭)可采用无高层建筑的空旷场地,例如足球场,操场。因为此类火箭通常燃料组分为BP、KNDX或KNSU,装药量不超过100g。比冲相对较低,其发生暴轰的可能性极小,只要注意发射场地周边有无可燃物即可。
固体金属发动机(包含32以上的大口径PPR火箭)应选在远离居民区的城郊进行,因为此类发动机质量大,从高处落下有较大危险或由于装药量太大(超过250克)或采用含能材料(例如RAP)可能产生的暴轰及药主喷出。选取场地应尽量避免有树林或其他易燃物质(例如秋天的粮垛)最宜下完雨后进行实验,此时较为潮湿,不宜发生火星引燃现象。
液体发动机作为一种大推力的使用氧化剂和燃烧剂的发动机,往往更具有危险性。此类发动机无论发生暴轰,软化,燃料罐泄漏,回火爆燃都将产生严重的危害,故此类实验需要在空旷的郊区进行,在其周围应用铁锹设置防火隔离带,有条件的应携带灭火用具,以防止严重的火灾发生。
2、点火系统构成
点火方法大致有2种,有线和遥控。有线不受干扰准确但长导线电阻影响,且布线整理较为繁琐,在这里就不介绍了
遥控模块采用315MHZ写码芯片,遥控距离1000m,使用电压dc 12v 价格低廉、购买方便(4路遥控模块全套仅需40元,一般电子市场有售)
而且通常在郊区实验,所受到的无线电干扰是极小的。
ZVS高压电弧点火:使用DC 12V 驱动 一般击穿空气温度可以达到2000度以上,足矣点燃点火药
STC(单片机)倒计时点火:使用DC 12V 驱动 按下启动开关倒计时启动,到达0时继电器工作,使点火头工作。
普通电点火头由桥丝及点火药组成。常用的桥丝有镍铬合金丝,钨丝,刷锅丝。常见的点火药有硝酸纤维素,氯糖。
3.试车平台周围的布置
如果确实周围有群众围观或者村民要求观看,此时我们必须在周围安放警示标志,有条件的可以使用警戒线,最起码也要打印几张“正在进行科学实验 危险!勿近!”的标志。火箭装载液体燃料的,则必须修筑防火隔离带,测试地应尽量平整,能够固定试车平台,必要时可使用水平仪校准。
4.试车平台的修建
试车平台作为测试发动机推力的载体,首要的就是要能承受住推力防止测试机飞出和保证测量结果的准确性。
固体机的修建较为简单,只要能够固定并能使用机械或力传感器测出推力即可
液体测试平台较固机而言则较为繁琐,它包含两个液体燃料贮箱,一个加压气瓶,和其他电子系统的装配。修建液体测试平台首要是基座的稳定,防止发生重心不稳等现象,及相关仪器的固定。
5.试车时所注意的事项
除上述注意事项后,作为实验人员,我们必须要遵守实验操作。在所有前期准备工作结束后,开始连接电路系统,本着先连接不带电部分,最后连接电源的原则,以防止由于故障导致的异常启动。在连接完电路系统后,我们应撤离到足够安全的远处,就近寻找掩体,并按下开关。
不应在试车架旁边站立及面朝喷口观看。
如果点火不成功,不要急于去排除故障,请等待5分钟后再去处理。前往试车架时,首先断开总电源,背对试车架方向行走具体情况参见《排爆规则》。
液体发动机燃料切勿预混!预混后加压可能导致暴轰!如果回火发生,请及时关闭管道阀门,并在安全范围内对其进行控火。
严禁在居民区进行试车实验,安全以及气流冲刷所导致的巨大噪声可能引来110。
对测试平台的及时清理也是必不可少的,防止对贮箱或测试平台的腐蚀。
6.液体发动机测试建议
尽量竖直测试,以防止积液暴轰,先开燃料后开氧化剂。先关氧化剂再关燃料,最后氮气冲刷管道,关机。
对推力要有足够认识,合理制作试车平台,防止连带整个试车平台一起飞出的悲剧。
对于液体发动机要有必要的冷却。如果没有冷却的测试样机一定要装配温度传感器,以便及时掌握情况。
附件:我的测试平台基本参数
发射台基座:水泥结构
固定架:304 不锈钢管 挂箱架50cm 固定架80cm
燃料 氧化剂 灭火剂 水箱(备用箱) 63PPr 1m 耐压1.2MPA 长度58cm
设计工作压力1.0mpa 额定容量 3.5升
灭火剂组分:碳酸氢钠10%溶液  喷出方法:雾状喷出(那种淋浴喷头)
输送液体管道尺寸 32PPr
驱动气体:氮气 设计压力:1.0mpa
液体氧化剂及燃烧剂配置黄铜卧式止回阀
全部液体开闭使用电磁阀控制 驱动电压 DC12v 耐压 2MPA
遥控系统采用6路遥控模块 点火使用+ZVS 配置单片机60S倒计时板
警示系统 5*5红光1次/S 频闪 4块警示牌
电子系统:0-200KG 力学传感器 -50-800温度传感器
1100W摄像头实时回传系统 8*8LED高亮照明组
+1  科创币    jrcsh    2011/12/14 支持
+1  学术分    qharryq    2011/12/11 不错,安全意识总要排在第一位。
来自:航空航天 / 喷气推进
52
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~~空空如也
拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
343397
考虑测试台尽量方便拆卸组装,往郊区运输。另外铜与H2O2不相容
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
343399
回 1楼(拔刀斋) 的帖子
短时储存,不超过10min 问题不大。标准件铜居多,可拆卸
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warmonkey
12年6个月前 IP:未同步
343409
1, 315遥控模块极易受到干扰。都用了单片机了,直接上无线串口模块,发送超长密码(大于512字节)启动点火,大大改善安全性。
2,氯糖也是危险物,不应该使用。
3,温度传感器的安装不当,以及本身的延迟,会造成极大的误差,非常要命。所以得先做好传热计算。

当然,第一位还是场地设施问题
掩体质量合格,爆炸不伤人,才有进行下去的可能
+1
科创币
jrcsh
2011-12-14
高质量发帖
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ehco
12年6个月前 IP:未同步
343411
这么多年,一直坚决使用线控,内阻什么的,三个空间正交的继电器就解决了。
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
343454
按照从简单到复杂的顺序,先解决试车场地选址和防护问题
水泥基座的试车台难以移动,不便于城市爱好者到远离居民区的郊外进行试验。
直接在郊外现场浇注水泥修建平台,由于没有相应地块的使用权,同样不合适。

为了方便运输,全套试车设备的体积和重量最好能装进一辆出租车的后备箱,并且到达目的地后能迅速组装。
同时,试车台仍需保持承受推力的能力,这是一对矛盾,如何解决?

让发动机喷管向上、推力向下可以方便固定,但对液机容易积液爆轰、固机会把燃料重量算进测得的推力里。
目前对于固机已经采取的一种方法:在现场找一块大石头抵住试车台。不知道这种方法是否适合所有地区。
+1
科创币
jrcsh
2011-12-14
快装结构
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
343481
回 6楼(leeqingyang) 的帖子
前面漏掉了一个问题:20~32mm的PVC/PPR发动机,在操场等一般空旷场地试车没有问题。
但发射所需的场地远远大得多,20mm的火箭发射飞偏已经能飞出一个标准足球场之外。

对于金属发动机,主要的安全隐患在于爆炸产生的破片。
试车场地选址和防护要符合什么样的条件才能避免破片伤害试车人员和周围可能出现的其他人员?

有地形掩蔽或者非常空旷的荒野最好,但在平原不一定能做到。
沙袋掩体可以保护试车人员,但只有放一圈围住发动机才能保护其他人员。
用沙袋或大石头压住平放的发动机能挡住破片,但影响推力测量,喷管方向上的防护也差了些。

ehco、老汉各位可以介绍一下经验。
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
343562
回 4楼(ehco) 的帖子
好吧,我个人比较喜欢遥控点火。。
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
343565
回 3楼(warmonkey) 的帖子
315MHZ 写码组在郊外几乎不受干扰,相比单片机而言,更为广泛适用。
氯糖点火药只在使用电热打火时才用,氯糖现用现配,危险程度远低于其他氯酸盐组分。而且,使用ZVS可避免使用点火药。
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
343566
关于掩体我们可以临时挖筑一个单兵战壕。或者站在足够远的地方,背朝测试中心,蹲下或卧倒,可减小被弹片击中的概率
+1
科创币
jrcsh
2011-12-14
挖筑一个单兵战壕~~~~~相当可怕加友爱
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
343581
引用第10楼leeqingyang于2011-12-11 16:49发表的  :
关于掩体我们可以临时挖筑一个单兵战壕。或者站在足够远的地方,背朝测试中心,蹲下或卧倒,可减小被弹片击中的概率


如果是固体发动机,挖坑埋发动机也行,有人埋过。
不过埋推力测试台需要进行小型化。
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
343666
回 10楼(拔刀斋) 的帖子
我就埋过……这种方法相对保险.底下埋一个电子称.不用测试平台就行,倒是推力观察就较为费劲了.推力传感器是不错的选择
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
343718
Re:回 10楼(拔刀斋) 的帖子
引用第11楼leeqingyang于2011-12-12 00:01发表的 回 10楼(拔刀斋) 的帖子 :
我就埋过……这种方法相对保险.底下埋一个电子称.不用测试平台就行,倒是推力观察就较为费劲了.推力传感器是不错的选择


竖直测量会计入燃料的重力,但比例只有推力的1%左右,为了安全可以容忍。
下面只剩把推力传感器固定架小型化埋进地里的问题了。
可以用一根比发动机略粗的钢管作为试车台,埋地之后把发动机插进去。
如果计算燃料爆炸威力后使用足够高耐压的厚壁无缝管,可以在地面直接试车。
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火星居士
12年6个月前 IP:未同步
343924
这让一直用激光点火的我感到高不可攀那!
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warmonkey
12年6个月前 IP:未同步
343932
野外挖坑,打下槽钢,试车台顶在槽钢上。喷口朝向30度斜坡
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wall哥
12年6个月前 IP:未同步
343952
回 13楼(火星居士) 的帖子
你怎么激光点火的?我在弄激光遥控。激光作为能量源点火已经被我否决掉了,光缆太贵,太麻烦,甚至比线控还麻烦
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
343965
回 15楼(quentinchan) 的帖子
不要听他yy了.激光确实可以点燃.不过他视力的超级好.更何况喷口那么小.你的激光几瓦的?激光遥控板倒是可行
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
343966
作为试车的测试机可以适当增加壁厚.以保障安全
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
343967
槽钢也不便运输啊.对于土质较软的地方也不适用
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火星居士
12年6个月前 IP:未同步
344016
回 16楼(leeqingyang) 的帖子
10000W的激光。用反射镜。
-5
科创币
jrcsh
2011-12-14
整个测试台已经"被" 点穿透了
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wall哥
12年6个月前 IP:未同步
344019
Re:回 15楼(quentinchan) 的帖子
引用第16楼leeqingyang于2011-12-13 06:22发表的 回 15楼(quentinchan) 的帖子 :
不要听他yy了.激光确实可以点燃.不过他视力的超级好.更何况喷口那么小.你的激光几瓦的?激光遥控板倒是可行  

1w的蓝光,0.25w的红光
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wall哥
12年6个月前 IP:未同步
344020
Re:回 16楼(leeqingyang) 的帖子
引用第19楼火星居士于2011-12-13 12:26发表的 回 16楼(leeqingyang) 的帖子 :
10000W的激光。用反射镜。  

你来自TMD研究系统的么?10000w你想拦截导弹么?难道是闪光灯+YAG?
+1
科创币
leeqingyang
2011-12-17
要淡定,10000瓦的激光啊,小心哦
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
344149
回 19楼(火星居士) 的帖子
美国国防部太空武器研究中心欢迎你.你不适合在科创混.屈材了
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
344150
回 21楼(quentinchan) 的帖子
呃貌似是瓦数少了点.我的是2瓦的.点黑锅药不成问题,那种人不要理她.要淡定……10000……
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
344165
商品发动机无论大小,目前推荐的点火方式全都是有线电点火。

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXml
High Power Rocket Safety Code
美国火箭协会大功率火箭安全规定

4.Ignition System. I will launch my rockets with an electrical launch system, and with electrical motor igniters that are installed in the motor only after my rocket is at the launch pad or in a designated prepping area. My launch system will have a safety interlock that is in series with the launch switch that is not installed until my rocket is ready for launch, and will use a launch switch that returns to the "off" position when released. If my rocket has onboard ignition systems for motors or recovery devices, these will have safety interlocks that interrupt the current path until the rocket is at the launch pad.

使用有线电点火。
火箭在发射台到位后再插入点火头。
点火系统应有安全连锁装置与点火开关串联,直到准备点火前安装。
使用松开后回到OFF状态的按钮开关作为点火开关。
箭载点火系统的点火回路里要有安全连锁装置断开电路,直到火箭在发射台到位。

5.Misfires. If my rocket does not launch when I press the button of my electrical launch system, I will remove the launcher's safety interlock or disconnect its battery, and will wait 60 seconds after the last launch attempt before allowing anyone to approach the rocket.

如果点火失败,去掉点火系统的安全连锁装置或电池
在最后一次点火尝试后等待60秒再接近火箭

XXXXunch Safety. I will use a 5-second countdown before launch. I will ensure that no person is closer to the launch pad than allowed by the accompanying Minimum Distance Table, and that a means is available to warn participants and spectators in the event of a problem. I will check the stability of my rocket before flight and will not fly it if it cannot be determined to be stable.

倒数5秒发射
确认没有人进入警戒区域(见安全距离表),并警告参与人员和观众
检查火箭飞行稳定性,如果不能确定稳定则不发射
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
344180
回 24楼(拔刀斋) 的帖子
呃.有线点火不受干扰是优点.但是布线和回收痛苦.况且夜机试车有很多控制线.从价钱来讲也划不来(穷惯了).我们应该鼓励有线.但并不意味无线有重大安全隐患而导致不能使用。
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
344189
Re:回 24楼(拔刀斋) 的帖子
引用第25楼leeqingyang于2011-12-13 22:33发表的 回 24楼(拔刀斋) 的帖子 :
呃.有线点火不受干扰是优点.但是布线和回收痛苦.况且夜机试车有很多控制线.从价钱来讲也划不来(穷惯了).我们应该鼓励有线.但并不意味无线有重大安全隐患而导致不能使用。

无线的失效模式不透明,安全隐患难确定。
模块的价格比买一捆线更贵,而且炸一次就废了。
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
344197
前面说“小口径PPR(20-32火箭)可采用无高层建筑的空旷场地,例如足球场,操场。”
指的是试车还是发射?如果发射,这个距离还不够,以前做的20mm火箭飞出去过。
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
344200
回 26楼(拔刀斋) 的帖子
我在模块上连接了led显示灯阵(5*5)如果未成功启动也就无显示.模块25一个……夜机算上氧化剂燃烧剂驱动气体.要是安全距离算20米.60米电线60块(电阻不计),模块输出线弄远点.弄个石头挡一下.恩有线确实安全.也确实贵啊.像我这样的学生阶级伤不起啊
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guohc
12年6个月前 IP:未同步
344210
请问如何自制推力传感器呢
用弹簧秤+毛笔+匀速的纸带
可以吗
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
344214
引用第29楼guohc于2011-12-14 00:13发表的  :
请问如何自制推力传感器呢
用弹簧秤+毛笔+匀速的纸带
可以吗

电子秤传感器+猴子的采集卡
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jrcsh
12年6个月前 IP:未同步
344218
无线点火与焓熵YY了一个框架,

2边设备都使用MCU 对通信进行加解码的话,干扰问题能得到大大大大大大的解决,
如同猴子提到的使用串口通信,是使用协议通信的最简便方法。

点火端 上电防误触发上,我是打算使用一个吸合电压至少高于 VCC或电池电压2倍以上的机构继电器来防止起动时误触发, 使用升压电路给电容充电,点火时一路送继电器(可能要限一下电流) 一点给点火头,
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wall哥
12年6个月前 IP:未同步
344240
引用第31楼jrcsh于2011-12-14 01:03发表的 :
无线点火与焓熵YY了一个框架,

2边设备都使用MCU 对通信进行加解码的话,干扰问题能得到大大大大大大的解决,
如同猴子提到的使用串口通信,是使用协议通信的最简便方法。

.......  

有考虑用激光作为通信手段么?限于知识水平,我目前在做比较低级的激光遥控,估计下星期成型
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
344268
回 27楼(拔刀斋) 的帖子
综合安全因素考虑.小口径火箭不具有对人的巨大危险性,
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
344269
回 32楼(quentinchan) 的帖子
光敏电阻阵……
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
344430
回 33楼(leeqingyang) 的帖子
操场周围一般建筑物较多,飞偏击中建筑物的风险较大。
本人20mm直径的火箭就差点把附近的楼打了。
无论多小的火箭,发射(不同于试车)以在郊区为宜。
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火星居士
12年6个月前 IP:未同步
344563
回 23楼(leeqingyang) 的帖子
刚发现之前少打了一个M
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火星居士
12年6个月前 IP:未同步
344564
回 35楼(拔刀斋) 的帖子
我的已经把楼打了。
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
344609
回 35楼(拔刀斋) 的帖子
周围50米没有高层建筑就可.ppr火箭确实具有不定向性.这主要是制作工艺所导致,呃周天我发个ppr火箭的标准制法吧.另外我发现了一种廉价的金属固机制作方法.现在正在测试安全性
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
344610
回 36楼(火星居士) 的帖子
10瓦激光市面几乎无售.请上图片和视频验证.否则以灌水处理
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火星居士
12年6个月前 IP:未同步
344757
回 39楼(leeqingyang) 的帖子
我没摄像机,等下星期我爸爸把相机拿回来再说吧。
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火星居士
12年6个月前 IP:未同步
344759
回 39楼(leeqingyang) 的帖子
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虎哥
12年6个月前 IP:未同步
345019
固体火箭发动机的点火是一件很严肃的事情,采用什么样的点火方式,产生多少热点,温度如何,初始点火压有多高等,这些都要考虑,多数种类的燃料点火方式不对就不能正常工作。所以请不要随意创作点火方式,必须经过科学论证。如果对激光有兴趣请去电气武器版讨论[s:275]。

目前无线遥控方式还未见成熟的电路图或者套件,希望电子版的朋友加紧开发。传统的声表面波遥控模块+继电器的方式存在安全隐患,不能直接适用于火箭点火,必须重新制作。作为一种廉价的方式,建议使用FSK的数据传输芯片及收发射机来制作,控制电路上要考虑安全设计。即使用声表+继电器模块,也至少要两只串联。另外必须注意上电扰动,也就是说打开电路电源的时候,因为上电冲击,开关经常会有误动作。必须在点火器上串联机械开关,并有指示装置,当确认点火回路确实无电时才能在最后撤离时合上开关。

遥控点火有基本的要求,那就是不想点火时决不能误触发,想点火时决不能不动作。很多朋友注意了前半部分,而点火后不能不动作这一点就没有引起重视。洽洽是“点火指令发出后无反应”是很大的安全隐患,因为需要查找原因,人员必须接近已经解除了所有保险措施的火箭。

关于继电器构成的点火开关电路的设计,论坛早在2006年就有讨论,原则上至少需要三只继电器正交分布。美军的发爆器采用的是三只双掷继电器,具体参见hambaby的文章。
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
345021
回 42楼(虎哥) 的帖子
FSK模块包括带密码的都不保险了,某人说年底解码偷车的多……

在目前的控制距离范围内,导线电阻还没有达到需要用继电器作为中继放大电流的程度。
只要像矿用发爆器(升压到几百伏用大电容放电)一样加高点火器输出电压即可。
如果点火失败,应该从点火器上拔下遥控导线插头再进行检查。

另外,高压电点火器的电气安全同样值得注意。
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虎哥
12年6个月前 IP:未同步
345023
FSk只是调制方式,如何编码是另一回事,难道偷车贼业余时间偷点火箭什么的?[s:178]
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leeqingyang作者
12年6个月前 IP:未同步
345030
既然发射厂区都在郊外.无线电干扰也大大减小.315写码模块受干扰的可能性极小.对于指示问题.在输出端并联一个led组就可.线控最少要100米.要是夜机更悲剧那就是n100米,我一直用遥控模块.发射,接受天线和地面保持垂直就行.下午上图
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乙醇
12年6个月前 IP:未同步
345032
回 41楼(火星居士) 的帖子
我晕,,,,,你都被骗死了 什么10000mw  什么532    一看就是多打了零的假功率  还有532   532是这个色吗......这个是445 450差不多.......   还有那价格,,,,,,,
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火星居士
12年6个月前 IP:未同步
345033
回 42楼(虎哥) 的帖子
也可一考虑继续敲灯丝
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火星居士
12年6个月前 IP:未同步
345034
回 46楼(乙醇) 的帖子
没办法,吃哑巴亏吧
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拔刀斋
12年6个月前 IP:未同步
345057
引用第44楼虎哥于2011-12-17 03:41发表的  :
FSk只是调制方式,如何编码是另一回事,难道偷车贼业余时间偷点火箭什么的?[s:178]



谁知道偷车贼的解码器在暴力破解车锁密码的时候会尝试哪些编码方式。
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虎哥
12年6个月前 IP:未同步
345082
最安全的系统是不通用的系统,全世界只有一个人或一个论坛用的系统。就算随便用个只有加减法的公式来进行时间加密,偷车贼的解码器都破解不了。
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