业余火箭试车与发射预案公开标准草案,征求意见
拔刀斋2013/07/11喷气推进 IP:北京
1.前言
在科创论坛业余火箭活动发展的历程当中,技术开源/试验结果和数据公开对安全起了很重要的作用。一位坛友发表的实验结果可以接受整个论坛的评议,相当于学术界的同行评议制度,促进了安全意识的普及,避免了安全隐患的积累。科创论坛的火箭版有着国内(甚至世界)火箭爱好者群体当中相当好的安全记录,与良好的安全管理措施密不可分。但目前论坛上的试车和发射活动大部分都是先试验再发表,经常有安全隐患事后被指出让人后怕的经历。尤其是在KCSA与国内某个不开源的爱好者搞商业竞争的时候,双方大部分试车和发射活动都不公开,期间KCSA发生了数次险情(包括一次算出爆炸隐患后到处打电话紧急叫停当事人的经历)和一次人身伤害事故,对方也在公开报道上出了传为笑谈的严重安全隐患。在目前KCSA的工作重点由提高技术水平转向服务广大爱好者时,试验保密的做法显得尤其不合时宜。另外,专业航天领域和国外业余火箭活动如Coppenhagen Suborbitals SPECTRA在试车前也有相应的流程预案,尤其是液机的检查、加注、增压、点火、关机、清理等时序(见 https://www.kechuang.org/t/58373 ,19~25页)(去年的人身伤害事故原因就出在时序上)。

综上所述,为了数量更多的爱好者的试验活动有更充分的安全保障,同时学习专业领域和国外业余爱好者先进经验,有必要在现有的试验结果和数据公开评议的基础上进一步增加试车与发射预案的公开评议,以做到防患于未然,并进一步提高试验的科学水平。

2.试车预案应包含的内容(可能有遗漏,需要补充)(各位可以参考前面给的链接)
(1)发动机与试车台设计、计算书
(2)试车场地情况与安全措施
(3)准备、试车、清理等操作时序
(4)事故应急预案
……

发射预案应包含的内容
(1)火箭总体方案与地面系统设计、计算书
(2)发射场地情况与安全措施
(3)准备、发射、回收等操作时序
(4)事故应急预案
……

3.执行办法
(1)本标准短期内作为推荐性标准执行,版主将优先对符合条件的预案加分奖励,并鼓励广大坛友多多加分。
(2)本标准长期将作为强制性标准执行,没有公开预案的试车或发射活动将得不到版主加分。
(3)本标准目前状态为征求意见稿,从即日起开始对坛友的优秀预案加分奖励,从成为正式标准之日起正式执行。

4.附录:推荐的仿真工具软件
(1)发动机设计:
固体发动机——Nakka系列软件、burnsim、其他https://www.kechuang.org/t/8786
液体发动机——【重磅软件】液机内弹道设计V2.0 https://www.kechuang.org/t/37754
……

(2)箭体飞行性能设计:OpenRocket、SpaceCAD
……

顺便期待QHarryQ修改OpenRocket发动机数据库使用实测推力曲线的教程。
+100  科创币    leeqingyang    2013/07/11 高质量发帖
+1  科创币    leeqingyang    2013/07/11 刀兄满血复活
+20  科创币    chaozhou    2013/07/11 支持,安全问题应该重视,但我有我的看法,下面回帖。
+200  科创币    game00over    2013/07/11 高质量发帖+10086
+1  科创币    f.子启    2013/07/20 高质量发帖 +10086
来自:航空航天 / 喷气推进
19
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~~空空如也
warmonkey
10年10个月前 IP:未同步
546361
简单处理一下:
试车——评估场地
发射——OpenRocket仿真
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拔刀斋作者
10年10个月前 IP:未同步
546365
回 1楼(warmonkey) 的帖子
支持在目前条件下简单处理,方便学习。
可以参照现有的试验帖格式(发动机和火箭的基本信息)补充评估场地和OpenRocket仿真的结果

另外从正反两方面的经验教训看,液机试车必须有操作时序的预案,否则很难避免安全隐患。
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猎鹰
10年10个月前 IP:未同步
546375
液体发动机
1.储罐提前使用排水法注入惰性气体,防止储罐爆炸。
2.关机后必须使用惰性气体吹除管路,防止再次点火爆炸伤人
3.禁止使用空压机等含氧气体对燃料罐增压。
4.对于低温容器禁止使用碳素钢等低温性能不佳的材料。
5.发动机必须具有紧急关机的能力(比如管道爆开的情况下就必须关机防止推进剂喷洒在空气中发生二次爆炸,以及毒性伤害等)
6.不能预混氧化剂和燃料(有些废话,但是不得不说)
7.储罐必须有泄压阀,而且必须能在使用情况下正常开启(比如液氧的低温)
8.增压气瓶不能离发动机过近,以免发动机爆炸的碎片损伤气瓶造成更大的伤害。
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bh,王者归来
10年10个月前 IP:未同步
546377
大赞,刀版果然有战略眼光。

我认为火箭试验安全是极为重要的事项,一个可行的通用标准是十分必要的。支持补充固机标准。燃料的数据可以用propep等软件计算,前提是先修改生成焓。
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拔刀斋作者
10年10个月前 IP:未同步
546379
回 3楼(猎鹰) 的帖子
还有管路清洗除油检查和电控阀门防误动作等时序问题,很容易忽视,但工业、航天和业余爱好者都出过著名事故。而且后来还有人发现加工后除油不彻底造成热氧管路短时间烧红(万幸材料性能特别好没有发生金属在氧气里燃烧爆炸)的险情。
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神の左手
10年10个月前 IP:未同步
546446
回 3楼(猎鹰) 的帖子
给你第一点提出建议 !燃料储箱直接加满即可清楚内部闲杂气体、尤其是低温氧化剂储箱是不能接触水的、由于水或水蒸汽遇低温会结冰所以容易导致管路堵塞!
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chaozhou
10年10个月前 IP:未同步
546488
大的发动机尤其是金属壳的发动机、含高氯酸铵的高能燃料的发动机的试验,发射确实很有必要这么做,安全问题应该放在第一位。但那些用硝酸钾系燃料的小发动机,比如用外径小于 2.5厘米的塑料水管做壳的发动机,安全问题并不是很突出,即使燃料不稳定燃烧也只是爆堵头,壳并不会炸裂,只要人不在火箭的轴向处通常是没有危险的。而且规模不会很大,只要试试时远离人群,喷口堵头不要朝人,试验人员远离,按爆堵头的做好防范措施(通常要求比较低,很容易做到)就可以了,没必要发帖事先公示。试验这类小发动机如果太过拘泥反而会造成没必要的麻烦。刀版你觉得呢?
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拔刀斋作者
10年10个月前 IP:未同步
546543
回 7楼(chaozhou) 的帖子
非金属小发动机数量多、危险性小,可以考虑以适当的方式豁免公示以省去不必要的重复,但又不能遮盖隐患。

首先,“基本安全措施是否到位,能不能豁免公示”不能交给试验者自己判断,因为公示就是为了解决试验者自己判断不了的问题。其次,在安全防范程度较低的情况下,很小的发动机照样有危险性,KNSU爆燃炸碎塑料水管外壳或者RNX烧穿外壳向侧面喷射熔渣的情况都出现过,发动机没有固定在点火后倾倒或者直接横放在地上到处乱窜的事也有人干过。另外还有一种最糟糕的事故:使用违禁物质如氯磷,制备过程就炸了(所幸KC没有)。(说到这里,要不要把明火加热KNDX之类固体燃料制备过程中的常见违章操作也算进来?)

同时也可以看出,这些问题都比较简单,一个人弄明白之后就不会再次犯了。

因此可以考虑对于某一规格以下的非金属发动机,新手第一次试验(包括制备燃料)需要公示,之后相同条件的重复试验可以豁免公示。如果试验条件发生变更,仍然需要在变更时公示一次。

新手第一次试验预案公示也有助于系统的学习与理解,目前经常有人失败N次发了N个帖子还说不清楚怎么错的,回帖纠正超级麻烦。如果在试验之前描述清楚怎么做,后面制作的时候能省去很多不必要的弯路。
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jn久
10年10个月前 IP:未同步
546589
请说明新手的定义,谢谢
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chaozhou
10年10个月前 IP:未同步
546613
回 8楼(拔刀斋) 的帖子
非金属小发动机确实不必每次公示,新手第一次公示我觉得是可以的。我觉得 25毫米(或者 32毫米)以下外径的硝酸钾系燃料的发动机就没必要。具体什么规格的由管理人员商议决定,并在整理后的规定中说明。
还有就是关于什么才算新手的问题,是某个级别以下,还是注册时间多久以内,还是有没有发过关于火箭的帖,我特别想问一下,像我这种做过一些试验,但没发过火箭的试验帖(主题帖),又在火箭版发过很多关于燃料制作等问题的回帖的会员算不算新手,需不需要事先公示?
对于使用违规燃料的问题,我觉得凡是使用论坛里大家没用过的新燃料的,都要在试验前公示一下燃料成分,让大家评估。
对于硝糖燃料制作中的一些问题,我这两天会整理一下,发个帖。
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warmonkey
10年10个月前 IP:未同步
546689
回 10楼(chaozhou) 的帖子
固体发动机试车和发射试验,建议以场地公示为主。试验场地做到了本质安全,对发动机或者火箭就相对不那么担心了。
比如说你刚刚发帖说的内容,认为非金属发动机壳体通常不会爆炸,实际上是不成立的。因为PVC之类的碎片杀伤力比较大,如果命中眼睛会导致严重后果。论坛有pvc壳体爆炸的先例,不值得冒这个风险。

应当禁止直视工作中的固体火箭发动机,不论大小。发动机和人之间必须有遮挡物,绝对禁止直接暴露。监视强制使用摄像设备进行,固体发动机工作时间较短,直视目标既看不清楚也没有必要,只会增加意外伤害的风险。
+1
科创币
拔刀斋
2013-07-12
赞同禁止直视,解决很多问题
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企鹅
10年10个月前 IP:未同步
546799
为避免长期情况下人员的懈怠问题,需要制成一套程序,向far学习制表检查,对照打钩,也应配备灭火器等设施。
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虎哥
10年10个月前 IP:未同步
546821
不宜区分“新手”和“老手”,老手疏忽更易出大事,应一视同仁,是否公示只取决于实验的性质。

标准如果是推荐性的,可以规定宽一点。如果是强制性的,必须将范围缩小到能够起到作用的最小程度,以免难以落实。

比如:用燃料总质量来界定是否公示,以及安全距离。这种方法最具有可操作性和普适性。

试验一个10克的发动机都能出安全事故的人,估计也不会理睬哪怕最科学的规范。规范并不需要为这种冒险家考虑。

试验场地大小(图片或尺寸描述)、距离居民区或易燃易爆物的距离、人员荫蔽的条件、待试发动机或火箭的装夹规范,点火线路及检查流程等应该有最低要求的标准。要不大家先动笔写具体内容?

例:
火箭发射实验场地要求

设计垂直上升高度小于100米的火箭,按本质安全准备场地。

其中,设计上升高度与火箭燃料总质量对应下表中的最小场地值,并取二者中最大者。
*场地尺寸是指火箭发射点距离人员和需保护的财产之间的最小距离。
上升高度小于10米 小于 50米小于100米
场地尺寸10米 100米 300米

燃料质量小于100g小于500g小于1kg1kg以上
场地尺寸5米50米150米 200米

设计垂直上升高度大于100米的火箭,按安全概率要求准备场地。场地受限的,按概率准备火箭。

火箭性质概算总密度低于1g/cm3,总质量1kg以内 总密度低于1g/cm3,总质量1kg以上 总密度高于1g/cm3,总质量1kg以内 总密度高于1g/cm3,总质量1kg以上
坠落于安全场地之外的概率万分之一十万分之一万分之一 十万分之一
坠落人员区的概率縀万分之一 二百万分之一 二百万分之一 五百万分之一
坠落于建筑物的概率 十万分之一谀十万分之一 五十万分之一 一百万分之一

上述建议,仅供参考,望刀版斧正
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拔刀斋作者
10年10个月前 IP:未同步
546829
回 13楼(虎哥) 的帖子
看来区分新手和老手不合适,但很小的发动机试车总数较大如果全部公示也有点累赘。改为“同一个人在同一条件下重复试车非金属小发动机,条件不变时可以豁免”较为合适。为避免长期情况下人员的懈怠问题,可以进一步要求在同一条件下每隔一定时间和试车次数公示一次。注意,只要条件改变,再小的发动机第一次试车都要公示,甚至可以包括做过大的之后改做小的。

药量只说明安全问题的规模不说明安全问题的概率和总数。试验10克药的发动机可能出不了大的安全事故,但已有的试车帖子里面经常有险情。一般的当事人也未必是冒险家,仅仅不了解或忽视安全而已。再举一个不很恰当的例子:烟花爆竹的大量事故主要来源于庞大的人口基数下忽视安全的普通人不知不觉出的事故。

如果试车总数不太大,还是全部公示最好。

另外,本标准只针对“哪些信息需要在试车或发射前公开”的问题。“什么样的试车或发射条件合格”的问题属于现有的另一个标准。欢迎各位在讨论相关问题时先参考现有标准,并指出现有标准需要补充的不足之处:

中国业余火箭执行标准  https://www.kechuang.org/t/52685
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拔刀斋作者
10年10个月前 IP:未同步
546837
回 11楼(warmonkey) 的帖子
赞同禁止直视,解决很多问题。
另外对于固体发动机还有一个附带的问题:KNSU的制备几乎和试车一样危险。
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企鹅
10年10个月前 IP:未同步
550087
回 楼主(拔刀斋) 的帖子
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f.子启
10年10个月前 IP:未同步
550101
高质量发帖 +10086
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skeleton
10年10个月前 IP:未同步
550214
回 3楼(猎鹰) 的帖子
很有必要,尤其用氧化剂加压,至少应该用氮气,管路壁厚,手阀,电磁阀的选择都不能含糊,这些都不是闹着玩的,安全第一啊。
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