1201号地面试验大事故通报[20120610]
2012年5月,某科研组在进行液体火箭发动机地面试验的准备工作时,发生一起大事故,现将事故情况通报如下。

事故概况:

甲、乙、丙三人在开阔地进行液体发动机地面点火试车的准备工作,该发动机采用浓缩过氧化氢-煤油推进剂系统,燃料挤压供应,氧化剂采用催化分解。试验人员依预订程序关闭氧化剂、燃料阀门,对氧化剂储槽加压到7MPa,拟在不送燃料的情况下,进行氧化剂输送系统的带压测试。这种试验理论上危险性很低,因此甲乙丙三人站在发动机一侧,距离约1米的地方,使用遥控操作输送系统开机和调节流量。在甲按下开关的瞬间,发动机发生猛烈爆炸,靠近燃料喷注器侧的钢制发动机机体粉碎,法兰盘炸碎,催化床飞散失踪。靠近喷口一侧的约一半机体向反方向飞出十余米。

事故造成一人轻伤,两人轻微伤,并造成一定财产损失。甲颈部被破片击中,形成两处长约5厘米,深约0.3~0.5厘米狭长创口,缝合8针。乙口腔被一颗稀土陶瓷催化剂颗粒击中,颗粒深入组织内部,经手术取出。丙脚部被破片划伤血管,造成一定量出血。甲左侧耳朵听力受损,尚待听力鉴定。现场地面密布弹坑,附近一15mm钢管被破片切断,试验设备炸毁。

事故性质:自然事故。

事故级别:大事故。

事故原因分析:

事故发动机为采用再生冷却的钢制发动机,机体材质为40Cr,设计工作压强3MPa,耐压大于20MPa。事故发生前两天曾进行过一次小流量地面试车,未发生异常。在小流量试验时,氧化剂先用尽,因此关车后,燃料储槽中还剩大约200ml煤油。在事故发生前,未放尽燃料储槽中的煤油,也没有对发动机进行吹扫或清洗。本来此时发动机内是不存在煤油的,但是在事故发生前,为检查燃料节制阀的状态,在燃料储槽泄压的情况下,手工启闭过几次阀门。此时少量煤油(估计在几毫升到十几毫升量级)依靠重力滴入燃烧室。

在从实验室搬运发动机到试车场地的过程中,发动机发生倾斜,出现喷口高、氧化剂喷嘴低的姿势,使少量煤油逆流进氧化剂催化室。在搬运过程中,丙发现发动机外有少量液滴滴下,告知了其余人员,未引起警惕。发动机安装完毕后,按计划应进行燃料输送系统的试验,确保氧化剂输送系统可靠工作。试验步骤是:为氧化剂储槽加压到规定压力,然后单一开放氧化剂节制阀,使少量氧化剂进入发动机,催化分解产生氧和水;使用电动控制装置调节氧化剂阀门,控制氧化剂流量,观察喷气是否平稳、正常。该实验理论上没有爆炸风险,以前也多次重复进行,均未发生异常。但是该发动机氧化剂输送系统在设计上存在缺陷,即通电瞬间,调节阀操控电机必须短暂复位,而复位点为半开启状态,该过程持续约0.5秒。复位完成后,调节阀回到预设位置,一般预设为关闭位置。

在进行氧化剂输送系统测试之前,因试验理论风险很低,故没有清场。试验开始后,首先对输送系统上电复位,就在这0.5秒之内,大约40ml体积的92%过氧化氢在高压下注入发动机,立即与催化床上的煤油催化反应,形成高压或液相爆轰,导致猛烈爆炸。

本次事故的因素链包括:前次试验未吹扫——前次试验后未放空燃料储槽——事故之前手工检查燃料阀门时未截断燃料供应——倾斜搬运——发现液体异常滴落时未检查原因——氧化剂输送系统缺陷——未清场。

事故教训:

1、提高安全意识。
2、对每个环节的安全风险做充分估计,不放过任何安全隐患,必须改进后再实验,绝不能带病上马。
3、发现任何异常必须高度警惕,反复检查、论证,未查明原因和充分防范后果前,停止进一步试验。
4、凡是有氧化剂进入发动机的试验,必须清场。氧化剂、燃料加压前是否必须清场,另行论证。

事故发动机

爆炸前
1.jpg


爆炸后
2.jpg
  
来自 喷气推进
 
2012-6-11 14:37:22
1楼
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2楼
威力相当恐怖。
89_3525_c227d2fb5f3837e.jpg
+1  科创币    agckl1456789   2012-06-28   亲我在想什么么?我再想想用这种方式来推动弹丸···········
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3楼
我坚决不搞能材,太可怖了!
还是乖乖玩电去。
某一天电推进最终取代化学推进器,希望这天尽早到来。[s:214]
+1  科创币    焓熵`   2012-06-11   這個跟能材無關係……  一個電容,灰飛煙滅
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4楼
相关..            https://www.kechuang.org/t/38495
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5楼
下回剂量再增加就得把防弹钢化玻璃带去遮挡了。
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6楼
涉及到化学燃料的实验真的很危险,弄不好就是自制炸药了[s:225]
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7楼
条理很清晰
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8楼
化学的东西比较恐怖…液机不是要先开启燃料再开启氧化剂吗?
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9楼
我勒个去……
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10楼
这个厚度'''''
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11楼
回 楼主(虎哥) 的帖子
https://www.kechuang.org/t/38495
我记得我发帖说过这些安全问题的警示,但还是发生了这种事~~~~~~~~~[s:225]        [s:309]        [s:278]        




那我给个建议吧~~~~~~~~~~

向流言终结者学习一下,看过很多集他们拍的片子,凡是有
(或者是有碎片飞溅) 剧烈爆炸可能性的实验,他们都是跑到远处的防弹玻璃后进行操作的,实验过程有多台相机记录,或者线控,或者遥控,即使是炸了什么,也伤不着人~~~~~~~~~~

我们的液机实验是否也得考虑下用防弹玻璃和远距离操控、记录?????????[s:289]        [s:269]        


fd.jpg

小型试样,50m足矣,但大点儿的就要更远的距离才安全~~~~~~~
假如爆炸太猛,单层防弹玻璃效果不太行,加多几层,有啥破片还能挡不了???



若不做好防护措施的话,这种事以后也还是会发生的~~~~~~~~~~~~~
即使是最专业的条件,也不可能不会发生意外~~~~~~~~~~~~~[s:290]
+1  科创币    jrcsh   2012-06-11   50M 还不足够
+1  科创币    飞面教徒   2012-06-11   小人好萌,不过对于发动机爆炸防弹玻璃应该没用
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12楼
回 3楼(avalanche) 的帖子
电容炮弹  直接漏电shi
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13楼
这就是高浓度H202体系的液体能材,资料中有过描述。
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14楼
回 楼主(虎哥) 的帖子
虎哥,【在事故发生前,未放尽燃料储槽中的煤油,也没有对发动机进行吹扫或清洗。】,既然是这样,为什么还是【事故性质:自然事故。】[s:253]
+1  科创币    火箭爱好者   2012-06-11   问题不在这里,而在防护措施
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虎哥(作者)
15楼
科学研究中,只要没有违背基本的实验操作规则或设备使用规程(例如把水滴入硫酸中,加热烧瓶不垫石棉网之类),相同的错误没有发生第二次,发生的事故一般判定为自然事故。在工业生产、工程实践和技术试验中,也可能发生一种叫做技术事故的非责任事故。出事的发动机是正在研制的新型号,没有审定的操作规程,也没有通用禁忌与操作抵触,是否卸油及是否需要吹扫,研制小组有权根据设计参数自己决定。就连氧化剂是否允许开机喷几十毫升进去,如果研制小组经过科学论证认为没有妨碍,也是可以的。这种情况倾向于对新研制的发动机的科学规律不可能做到立即全面掌握,所以综合定性为自然事故。但是已经发生过的事故,就必须转变为通用的禁忌。

科研重总结改进。秋后算账谁都会,只要出事故肯定能找出因素链。但是很多事故并没有违反安全常识和安全制度,再聪明的人也预估不了,如果要秋后算账或者舆论谴责,大家就都不敢搞科研了。

说来也很奇怪,中外历史上对于科研中的自然事故,基本上都是赞美科学家有献身精神,然后总结经验教训杜绝再次发生。这不是偶然的,而是一种共识。但是如果违背了基本的安全常识、制度、犯同样错误等等,就要另当别论了。
+1  科创币    火箭爱好者   2012-06-11   操作并没错,但问题就在于人员自身防护措施没做好!!!!
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16楼
真险啊 如果煤油再多一点 那恐怕就就……
PS看谁没来 已经大概知道甲乙丙是谁了
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17楼
回 15楼(虎哥) 的帖子
引用楼主虎哥于2012-06-11 14:33发表的 地面试验大事故通报[20120610] :

......因此甲乙丙三人站在发动机一侧,距离约1米的地方,使用遥控操作输送系统开机和调节流量。......


.......


问题不在液机炸不炸,而是实验人员离试样太近,不做足人身防护。
明知液机此物可能会爆炸,请问一下当时的实验人员有躲在掩体内部或者拿一块东西(比如防弹玻璃之类的)护一下自己了么?请问有走到安全距离以外了么?
如果这些措施做足了,即使液机、燃料罐都炸了,也只会是设施被毁而已,不会有如此严重的人员受伤事故!!!!!!!!!!

这并非是液机或者设计的错,而是没做足实验人员人身防护措施的问题~~~~~~~~~~~

我们可以看看流言终结者拍的实验纪录片,即使是出现失误发生了爆炸,也伤不到自己,这个就是防护工作做好了,任他怎么炸,自己也安安稳稳地站在旁边看着!!!!!!!!!!!


设备毁了总比人毁了的要好!!!!!!!!!!
+1  科创币    hefanghua   2012-06-11   观点相同,支持下。比防弹玻璃便宜便携的就是防暴盾了。
+1  科创币    花落一天   2012-06-12   流言终结者也有被烧眼眉毛的时候...........
+1  科创币    北落师门   2012-06-15   我记得托里有次扯到蛋了....
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18楼
回 12楼(20!不曾存在) 的帖子
自作虐那就不可活了,电容还是得小心用,这个毕竟多数还是化学范畴的
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19楼
回 3楼(avalanche) 的帖子
一条电弧,你就人肉拉弧了~~~~~~~~~ [s:178]
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虎哥(作者)
20楼
比较赞同,个人安全防护要加强啊!发扬有危险不上,没有危险找出危险来也不上的怕死精神
+1  科创币    火箭爱好者   2012-06-11   “艺高人胆小”,更能体现出一种谨慎~~~~~
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21楼
是不是在应该在试车前都进行惰性气体吹扫?所有的锅炉、各种化工反应器都要求开车投料前吹扫。涉及氧化还原反应的还要做爆发试验或者氧含量分析。

化工系统发生过一起真是的案例:
某化工集团化肥厂合成车间压缩工段检修8号压缩机一段和二段,更换缸头和活塞环。操作工在处理时,使一段入口管处于常压状态。检修人员先更换二段缸头和活塞环,然后更换一段。首先把封头和连杆螺母拆除。为了便于顶出活塞,卸下里边最右侧的进气活门,活塞顶出后,再装上进气活门,更换完活塞环后往气缸里装时很费力。这时下班铃声已响过,为迅速完成任务尽快下班,工人们找来一根Φ57mm的钢管,4人一起用钢管捣击活塞,约30次后,“嗵”的一声响,伴随着一团白烟,活塞从缸内崩出,击中3人,造成2人死亡、1人重伤。

二、事故原因分析

1.此次检修是用关阀门的办法隔绝半水煤气,没有采用加载盲板的方式隔绝,也没进行惰性气体吹扫,而阀门内漏,部分半水煤气进入一段缸内,在往内推活塞时半水煤气和空气的混合气受到压缩,捣击活塞时在钢管与活塞间以及活塞环处产生火花,引爆混合气是事故发生的直接原因。

2.安装程序有误,在活塞装入前,不应装上气缸前部曾卸下的进气活门,以使气缸里的气体能从活门处排出。

3.检修工安全及技术素质不高,检修没有使用防爆工具,且违章操作,厂里又没进行针对性的教育。

4.检修没有制定具体安全措施和施工方案,制度、规程在企业基本得不到落实,尤其是安全制度得不到落实。
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22楼
推荐用2层1cm的亚克力,应该能够阻挡的住此次袭击了,防护不到位啊,这事也是正常不过啊,谁会想到这东西会出问题呢
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23楼
注意安全啊,做过某火箭推进剂实验基地,他们都是在山里实验,钢制棺材(推进剂防爆保护的)四周是高强度混凝土墙和各种数据采集探头,图像采集,声音采集,灭火设备,应急药箱等,实验人员在30米外监控,记录数据,实验前警戒等~~
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24楼
先慰问一下甲乙丙。然后看一下二楼的图片,右边那些端面似乎不正常啊,懂行的说说?
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25楼
是试机后发生的,还是试机准备工作后发生的。我没怎么看明白。如果只是燃料漏出混入少量氧气给点着顶多也就是喷出火一下子就没了。我觉的还有这么一种可能,氧化剂与燃料给压在了一个密封的地方。在加压后能量增加反应得以进行。并发生了事故[s:275]
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2012-06-12 00:15:05
26楼
躲过这么多破片,运气不错啊恭喜恭喜
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27楼
有点小意见~ 外行人士~有偏差请指出

未命名.JPG
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28楼
回 27楼(samhrc) 的帖子
密封垫   采用的是紫铜皮    催化床的这个密封圈被炸飞了
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29楼
回 17楼(火箭爱好者) 的帖子
发生这样的杯具   是因为要近距离观察催化床的工作是否正常  
催化床的实验   经过好几次的实验都很正常没发生过什么意外  
那天在搬运过程中不慎把煤油漏进催化床    导致在调试催化床过程中发生爆炸
+1  科创币    火箭爱好者   2012-06-12   人靠近本身就是一个极大的错误,是小白级别的错误。尚且人家玩模型火箭都跑远,而你们呢?
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30楼
回 29楼(拉风) 的帖子
应该是传感器和摄像机代劳,而不是靠人~~~~~~~~~~~~~
设多几组传感器和摄像机,实时收集各方面数据,综合分析,就可知道工作是否正常~~~~~~~~~~
你见那些大型的航天液机推进器试车的时候,有人靠近吗?还不都是靠传感器摄像机监测的。
各国的发动机试车都是人跑得远远的,哪像我们KC~~~~~~~~~~
设备毁了总比人毁了好~~~~~~~~~~~[s:269]  

在生命面前,花多点钱安全一点又何妨呢??????
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31楼
感谢各位建议,确实是防护做得不到位,下一版测试时将上一整套遥控遥测监视系统。确保人员生命安全。
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32楼
[s:241][s:241][s:241][s:241]受伤部位个个致命啊。你们三位该去买彩票去。真的是太幸运了。玩火箭真危险!
+1  科创币    rb-sama   2012-06-15   ZVS也很危险的哦
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33楼
回 30楼(火箭爱好者) 的帖子
现在液机试车已经无人化了,使用传感器和摄像机监控,使用舵机遥控开闭燃料阀门。
如果在试车过程中爆炸不会伤人,这次事故原因还是在人员未撤离的情况下发生未预料的爆炸。
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34楼
回 33楼(拔刀斋) 的帖子
不管怎样,人员先要撤离了才能开始试车~~~~~~~~~~~~~~~
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35楼
回 34楼(火箭爱好者) 的帖子
世界航天史上有多次人员近距离检修带推进剂的发动机或航天器时意外起火或爆炸的伤亡事故。

苏联P-16(SS-7),违章带推进剂检修第一级时第二级点火,战略火箭军司令等160人遇难。
(世界航天史上最严重的事故)
http://news.163.com/07/1026/15/3RO6EN6H0001124J.html

戚发轫回忆:风云2号在厂房里爆炸(实际上是固体发动机意外点火),1人遇难。
http://news.sina.com.cn/c/2010-07-15/060420681401.shtml

美国私人公司Scaled Composites太空船2号的固液混合发动机在地面测试中爆炸,3人遇难。
http://news.sina.com.cn/w/2007-07-28/130112287502s.shtml
注意图片,不仅发动机爆炸,整个氧化剂N2O储箱都爆炸了,现场一片焦黑。
事发时,研究人员正在测试一氧化二氮在发动机喷射器中的流动。

太空船2号的事故案例与本次事故类似,也是氧化剂系统冷流测试中意外爆炸。其原因在一些版本中疑似为N2O受到压缩冲击,触发自分解爆炸反应;当然也不排除易燃物沾染的可能性(有多起由于易燃物沾染引发的氧气厂爆炸案例)。高浓度H2O2与N2O具有类似的自分解爆炸性,本次事故没有波及到高浓度H2O2储箱实属万幸。

由于带推进剂操作时人员距离太近,仅靠防护措施很难实现本质安全。
此类操作应尽可能减少,只要有可能就改为遥控操作。
对于必须进行的带推进剂安装调试,从本次事故看,仅凭简单的记忆安全操作常识难以有效覆盖事故链。宜在操作前编写一份作业指导书,列出正常的操作流程和可能的异常情况、危险因素后再进行操作。

固体火箭由于氧化剂和燃料预先混合,带推进剂的操作涵盖了从混合药柱原料到试车的全过程。向发动机内安装药柱和点火药的组装过程较为危险;而对大直径药柱进行机械加工时产生的易燃切屑、扬尘(及其沾染机床遗留的隐患)容易被忽视。
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36楼
回 35楼(拔刀斋) 的帖子
原来有这么多这类的事故,诶。。。。
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37楼
建议找掩体和用防弹玻璃。
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38楼
回 35楼(拔刀斋) 的帖子
最好的方法,就是远程控制机器人操作~~~~~~~~~~~~~
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39楼
回 37楼(kevin) 的帖子
背景情况没说清楚,这个试车场地有掩体,一间很坚固的闲置石头房子。
首次试车的视频即为遥控拍摄:
https://www.kechuang.org/t/38346

装配、检修过程中防弹玻璃或者挡板应该放在哪里既有效又不影响操作可以考虑。
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40楼
回 29楼(拉风) 的帖子
还有一个问题,就是煤油泄漏,这个是导致爆炸的直接原因,这个完全是可以避免的~~~~~~
建议非试车操作中应将燃料、氧化剂供应部分与液机先分离,到要试车操作时再连上,人员完全撤离后再开始试车~~~~~~~~~
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41楼
回 40楼(火箭爱好者) 的帖子
航天飞机主发动机之类可复用的液机每用一次就要拆洗一次。

液机试车操作步骤较多,有必要像大型火箭一样制定详细的推进剂系统安装、检查、加注、启动顺序。
+1  科创币    火箭爱好者   2012-06-12   少一不可,顺序乱了也不行
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42楼
近距离操作还是注意个人防护吧。。
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43楼
野外试车,挖个战壕之类的,比防弹玻璃什么的效果好
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2012-06-15 06:52:08
2012-6-15 06:52:08
44楼
看了下这个帖子 我就觉得见了鬼了

总结一下 一个科创事故贴 总有这么六个人:
一个叹息化学太危险的,一个安全专家讲自己怎么怎么注意安全,两个安慰楼主的,还有一个喷子,加另一个冷嘈热讽的安全专家。
分析一下这种事故,可以很明显可以看出来是不可避免的,属于自然事故。
所以我就奇了怪了,我就想为科创液机事业作出贡献的探路者还得受批评了。
既然这样,我建议科创发明一种“专家体”

“诺贝尔你妹啊!你实验炸药的时候怎么不放块钢板在你弟面前,这样就不会把你弟害死了,还是安全防护没做好啊!”
“斯罗达你妹啊!你实验核能的时候怎么不放块钢板在铀块面前,这样就不会把你给害死了,还是安全防护没做好啊!”
..............
以此类推,科学探究史上为真理作出牺牲的人,都是归咎于防护没做好。
这样就能避免我们的探路者先驱做出错误的选择了 可喜可贺 可喜可贺!

其实安全专家熟不知一个液机实验,不是一两次测试就能得到有参考意义的数据的。
黔分局是在多次安全实验完成之后的一次实验过程中发生突如其来的事故,而且之前也尽力防止事故的出现。
所以这事故定义为自然事故我认为是无可厚非的。

要搞明白一切事故的发生都是突如其来的,安全防护也仅仅是预防事故发生,任何事故都不可能杜绝,这是谁都没办法抗拒的。
所以安全专家在这里很明显扭曲了一个错误的观念:事故的发生是因为没做好安全防护

做好安全防护这是必然的,但是如果安全专家们抓住这一点不放,站在道德制高点像咬住皮肉的水蛭一样不放,对探路者极尽批评之能事。
这无疑不仅仅对于科创液机,甚至于更多其它领域新事物的发展,放下了一只巨大的拦路虎。这是毫无意义的。
+10  科创币    北落师门   2012-06-15   有道理的
+200  科创币    ehco   2012-06-15   感谢理解
+12  科创币    火箭爱好者   2012-06-20   言之有理
+100  科创币    猎鹰   2012-06-21   有道理
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45楼
远程遥控?下次在灌燃料的时候也炸了,你们是不是要说遥控灌燃料?
然后再有车发动机的时候车刀断掉飞出来伤人,也可以说在中间立块防弹玻璃..
明显不合理的撒~
那全机械化操作算了,人啊不用出现,坐在控制室里动动手指就行了
流言终结者里用的聚碳酸酯防弹玻璃,他们自己更正过,因为实际测试中发现不能防御大部分枪械子弹,杰米说防碎片玻璃更合适。像液机爆炸这种大能量碎片,也是挡不住的。真要这么牛那国防部用聚碳酸酯做防弹衣算了

还有,像这种耐压设备是否应该实行一次性制度?我一直认为发动机这种东西,既要承受压力又要耐高温,用过一次以后管材已经退火,管壁可能有轻微的裂纹,虽然设计压力可能超出工作压力很多,但是用久了金属仍然会疲劳,这些都是安全隐患。我不玩火箭的很大一个考虑因素就是这个。
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46楼
回 45楼(北落师门) 的帖子
金属疲劳的问题确实存在
综合考虑疲劳和烧蚀等因素后一台钢质固机的寿命不到10次,铝合金甚至是一次性的。
不过金属疲劳导致爆炸只会发生在运行过程中,正常的防护手段足以保证试车安全。
只要注意一个问题:不要在实际发射时使用过于陈旧的发动机。
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47楼
回 8楼(改装pcp) 的帖子
话说液机内燃烧室压强一般是多少啊?
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48楼
Re:回 8楼(改装pcp) 的帖子
引用第47楼lincel于2012-06-15 12:18发表的 回 8楼(改装pcp) 的帖子 :
话说液机内燃烧室压强一般是多少啊?

没有一般,根据需要来设定,挤压式发动机的内压控制在1.5-10MPa之间。过高的室压会导致气体储罐的自重增加
泵压式的室压在4-40MPa之间选取
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49楼
干嘛不设计单独的'可与燃烧室分离的催化室?
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