航天航空喷气推进
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结合国外的经验谈一谈火箭版的发展
bh,王者归来 2016-4-9 15:37:07
我知道,很多人说和国外比,咱们玩的人群不一样,没有可比性。美国火箭玩的好的没几个是还在上学的学生(大学里组织的除外),我认识的很多是富裕的退休人士,他们可以利用大量空余时间资金进行研究。在内华达和加州的沙漠中还搭建有专门的测试设备和试飞场,在全国火箭协会(NAR, 官网:http://www.nar.org/)的监督与帮助下完成试飞或测试。在大功率发动机的研制时,可根据不同州对燃料的规定进行采购(在个别州,如纽约州,私人拥有AP依然是违法的,美利坚也不是哪儿都是天堂)。也有一部分人确实把大多数精力用于发动机的研制,还有一部分人专门发表演箭(娱乐用,并非用来骗投资),数量不在少数。 同时全世界各项爱好都有老鸟和新手,业余火箭不是网络游戏,可以从一级开始慢慢往上打,打多了就熟练了,其内在的危险性给整个活动带来了一定的风险,故对新手的指导,评价和验证在一个该项爱好发展成熟的国家是做的很好的。从制度上,NAR提供了包括3个水平级的认证,每级由一个60个资深人士组成的全国委员会进行考核与评审,委员们大多是全国各个火箭俱乐部的负责人或是大学里负责相关课程的教授,其姓名、住址和联系方式在NAR官网全部可以查询。使用G级或超过G级发动机的火箭被定义为“大功率火箭“ ,根据联邦法律以及FAA的规定,必须通过NRA高功率火箭认证(High Power Certification)和FAA的批准才可以发射。所有安全条例以及检查项目早已固化为文件在NRA网站上可以随时查阅。同时,一大批爱好者们自发地担任了新手辅导员的职务,义务地为刚刚接触业余火箭的人提供指导。

我的好友,来自加州的Rick Maschek先生,是一名退役的美国空军轰炸机领航员,退役后任职中学科学教师,后来他重返大学,并于1992年在加州大学伯克利分校取得硕士学位。他现在已退休,并同时是5个业余火箭项目组的成员,其中包括了著名的Sugar Shot 2 Space Project(SS2S),这个项目的目标是用硝糖发动机火箭把载荷送入亚轨道(这个项目由硝糖燃料大牛Richard Nakka于2010年创立,神马,你不知道Richard Nakka是谁?!你用的SRM软件【如图】就是他写的,KC的硝糖起步基本上全部基于他的研究成果)。同时,他也担任了如Citrus College等大学的业余火箭社的指导。他也曾经为TK-1A的火箭设计提供了修改意见。

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上图为SS2S项目部分成员合影,右一为Rick Maschek先生,中间便是Richard Nakka本尊。左一手中的100mm KNSU测试箭,在2016年一月的测试中,成功飞抵20000英尺的空中,创造了硝糖火箭有记录的最高纪录。

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图为Rick在为学生们讲解最基础的火箭知识,并指导社团活动。别看他们从诸如机械天平的使用和喷口设计等最基础的东西开始学,最后发展的成果远超现在论坛上的任何火箭。

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图为Rick与SS2S项目组成员,可以一瞥国外高水平项目组的人员构成,几乎没有青年。
这张图是NAR在Mojave Desert的专属试车场。可以看到在人员组成上以及外部支持的环境上,美国的业余火箭发展有着无法比拟的优势。

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这是Rick在CSXT 10 Year Anniversary Launch上,其在右一,摄于2014年7月

所以看了这些我想说什么?是说美国的业余火箭比中国高大上多了?还是说美国人有好的环境我们没有所以搞不了好东西?
不,恰恰相反
从Rick的经历上可以看到,一个优秀的火箭爱好者是本着对业余火箭的热爱,奔走于各个火箭项目中,有哪里需要他帮忙他就跑去哪里。反观我们坛子上的一些人,包括以前的我自己,做了一点东西发到论坛上来,这里保密,那里隐瞒,差距在哪里,非常明显。在国外的技术论坛上, 几乎不存在所谓保密的情况,又不是在研究秘密武器,有何必要去独守成果?大多数比较大的项目或是牛人都有自己的网站,在其网站中你可以找到他们做的每一次实验,每一次数据,图片和介绍之详尽令你傻眼。就算有一些内容他们当时忘了写上去,你只要提出疑问,任何人,发一封email,他们会竭尽所能给予回答,因为对他们来讲,看到更多的人投入他们所喜爱的爱好是一件不能更快乐的事情。我在2011年和Nakka也有几次email交流,在邮件中nakka详细阐述了其发明的RNX燃料的安全性,体验非常好。综上所述,一个良心发展的火箭社区应当给予毫无保留的信息公开和强烈的交流热情,在平台上多说一点只有好处,没有坏处。同时同行也要正确对待发帖者的失败与错误,就事论事,远离人身攻击。

Richard Nakka1972年发射了他人生中的第一枚火箭,自1978年就在业余生活中研究硝酸钾系燃料,并为此投入了大量时间和精力,通过了数以千记的实验,获得了完整而准确的内弹道数据,以及为后来者所准备的经过了多次改良的燃料与发动机制备方法。在其个人网站http://www.nakka-rocketry.net上,所有的数据均可随index查阅。然而拥有30多年的火箭研究积的他于2010年和朋友启动100km硝糖火箭SS2S项目时,他并没有大跃进式地一步登天,而是从60mm星孔金属硝糖发动机开始做起,逐步通过设计和工艺的进一步改良,减少发动机爆炸的可能性,并对同一型号的发动机多次上试车台测试,直到性能稳定,获得固定的推理曲线后,再进行试射,再通过试射的数据和计算机模拟计算的数据进行比较,找出差别的原因。60mm,80mm,再到今年一月的100nn,SS2S稳扎稳打,逐步提高口径和射高。迄今为止SS2S的7次试射全部圆满成功,代价是3次在试车时的发动机大爆炸。纵使拥有无与伦比的深厚的火箭经验,也纵使拥有非常良好的场地,他们并没有去搞什么舵机控制,什么碳纤维或者钛合金发动机,什么超高比冲燃料,什么超级视频点火系统。而且立足基础,一步一个脚印提高自己火箭的可靠性和稳定性。这种精神我们不学,反而去搞很多看上去高大上的东西,别说APCP了,连硝糖火箭都会经常炸的。记住,你是在做火箭,不是没有装药的烟花,况且人家烟花做的还比你好。我绝对没有反对探索新技术的行为,论坛应当大力鼓励探索,但是任何新技术的探索应当基于试验的可靠性与可重复性,换句话说,你做的这个新发动机,采用了碳纤维,也许确实降低了成本和重量,或许也减少了加工量,增加了强度,但若是推力都建立不了,或者试车推力数据每次都不一致,甚至是根本没有推力测试,那岂不是舍本逐末么?

国情有差别,不过连Nakka大神都还在玩硝糖,我们又有什么借口呢?所以本坛提出的目标不是要各位去做多么高大上的火箭,而是在理性规则的指导下,用科研精神科学手段,通过提出目标-查阅资料-计算设计-试制-测试改进-记录发帖-获得同行评议-再次改进测试的循环不断完善火箭技术。我知道很多在坛子上的都是学生党,或是即便有工作也不拥有充足的时间和金钱,更别提还有法律、场地和原材料获取的问题,但即便面临这些问题,不代表我们就丢失了一个科创人的基本素养,也不代表我们做什么事情就本着一种我就是玩一玩,能爱好这个就不错了的态度。现在论坛的管理,说实在的,是严格了一点,表面上看来有很多人仅仅因为说了点什么就被封号,然后一大堆人跑过来鸣不平。但是各位有没有想过,科创的唯一标准是科学理性,如果你这点都不具备,那还是去一些别的网站吧,这也是一种双向选择的结果,与你神圣的言论自由无关。也许你会说,我来科创就是来学习来的,你总不能要求幼儿园小孩具有科学理性的逻辑思维吧?确实不能,科创也不是教育机构,我们不负责培养你的任何方面的能力,科创也不是为幼儿园的孩子准备的,而是为那1%的人准备的。任何来到科创的人,都应当是默认拥有基本的科学理性思维的人,只有这样,这个论坛上的交流才能起到应有的作用,为这一点,叉同学正在准备入科创考试。总结来说,我们所做的这一切,都是为了让你发在论坛上内容优秀的帖子接受同行评议的时候,你的同行能优秀些,给你一点有用的建议,给你做出中肯的评价,同时也让你通过论坛结识那1%的优秀人类。

引用改编JFK的一句著名的话,不要问你的科创论坛能为你做什么,而问你能为你亲爱的坛友贡献什么

本帖所涉及的全部图片为私人照片,当事人特许在此使用,未经我同意不得进行任何形式的转载。262556

2016-4-9 16:24:50
1楼
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他并没有大跃进式地一步登天,而是从60mm星孔金属硝糖发动机开始做起,逐步通过设计和工艺的进一步改良,减少发动机爆炸的可能性,并对同一型号的发动机多次上试车台测试,直到性能稳定,获得固定的推理曲线后,再进行试射,再通过试射的数据和计算机模拟计算的数据进行比较,找出差别的原因。60mm,80mm,再到今年一月的100nn,SS2S稳扎稳打,逐步提高口径和射高。迄今为止SS2S的7次试射全部圆满成功,代价是3次在试车时的发动机大爆炸。纵使拥有无与伦比的深厚的火箭经验,也纵使拥有非常良好的场地,他们并没有去搞什么舵机控制,什么碳纤维或者钛合金发动机,什么超高比冲燃料,什么超级视频点火系统。而且立足基础,一步一个脚印提高自己火箭的可靠性和稳定性。这种精神我们不学,反而去搞很多看上去高大上的东西,别说APCP了,连硝糖火箭都会经常炸的。
说的非常好。
他们的目标是让火箭工作更可靠、飞得更高。看似再简单明了不过的要求,对于科创的许多网友来说却成了难以理解、不可理喻。
作为科创人,放弃这个基本的追求,就是在开历史的倒车,最终必将自取其辱。
2楼
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SS2S竟然在试车时炸了三次。。。(我还没去看他们的事故报告)
版上要求淘汰硝糖推广RNX的帖子没有下文了?现在网购买环氧树脂应该比以前容易(当然KN买不到又是另一回事了)。
3楼
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引用 侧卫007:
SS2S竟然在试车时炸了三次。。。(我还没去看他们的事故报告)
版上要求淘汰硝糖推广RNX的帖子没有下文了?现在网购买环氧树脂应该比以前容易(当然KN买不到又是另一回事了)。
科创还是有一些不同的,我们是要改变世界的。在坚持科学理性的基础上,如果能有前景更好一些的起点,就应该优选。所以,我并不认为应该继续发展硝糖。我们应该学习国外爱好者科学精神的精髓,切忌模仿表面现象,我想楼主也会同意这个说法。
4楼
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问个问题。应该团结哪一群人呢。中国毕竟不像美国,几十年前星球大战电影就红得发紫了。中国退休人员中有较好的科学素养且对这些东西有兴趣的怕是比较少。中国相关的很多人都是年轻人这一现状怕是难以改变。
5楼
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引用 法式油炸薯条:
问个问题。应该团结哪一群人呢。中国毕竟不像美国,几十年前星球大战电影就红得发紫了。中国退休人员中有较好的科学素养且对这些东西有兴趣的怕是比较少。中国相关的很多人都是年轻人这一现状怕是难以改变。
如果归类的话,在美国,火箭和无线电都是传统科技爱好,这种玩法被归类于“嗜好”(维基百科)。他们的共同特点是:爱好者开会,不是秃顶就是白发。
美国的年轻爱好者到哪里去了呢?就日常关注国外媒体所见,都在更方便改变世界的领域,或者新兴的科技爱好门类。拿火箭来说,航天动力类的创业公司就有大量年轻人。
中国的科技爱好领域,几乎齐集了年轻人,这是有历史背景的。事实上不是没有老人,而是他们中间具备科学理性素养的人太少,江湖科学家太多。
对于互联网时代,以及未来职业和爱好的融合而言,中国的这种状况,是走了大运,看起来是更具前景的。
6楼
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引用 虎哥:
如果归类的话,在美国,火箭和无线电都是传统科技爱好,这种玩法被归类于“嗜好”(维基百科)。他们的共同特点是:爱好者开会,不是秃顶就是白发。
美国的年轻爱好者到哪里去了呢?就日常关注国外媒体所见,都在更方便改变世界的领域,或者新兴的科技爱好门...
这点我很认同。对于创业而言,这是非常好的历史环境。但是我认为未必有利于发展爱好者事业,毕竟创业者是要为自己的将来奋斗的,目的并不是回馈社区。他们要的是改变世界,而不局限于为社区付出
7楼
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引用 法式油炸薯条:
这点我很认同。对于创业而言,这是非常好的历史环境。但是我认为未必有利于发展爱好者事业,毕竟创业者是要为自己的将来奋斗的,目的并不是回馈社区。他们要的是改变世界,而不局限于为社区付出
KC的目的和创业者改变世界的愿景是高度统一的,请阅读《论科创文化》和《交流氛围建设指南》。
8楼
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引用 虎哥:
KC的目的和创业者改变世界的愿景是高度统一的,请阅读《论科创文化》和《交流氛围建设指南》。
如果去追求改变世界,那么就不可能把几十年时间花在研究硝糖上,就应该去做有控,做AP系列和液体的。如果是为了改造世界的话,就别说花几十年慢慢研究硝糖,五年才有一个技术突破都太慢。如果要团结创业者,怎么保证他们都创业了,保证论坛上还有足够多的活跃学术讨论,毕竟商业化的东西开源的只是一部分,很多东西并不开源
bh,王者归来(作者)
9楼
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引用 虎哥:
科创还是有一些不同的,我们是要改变世界的。在坚持科学理性的基础上,如果能有前景更好一些的起点,就应该优选。所以,我并不认为应该继续发展硝糖。我们应该学习国外爱好者科学精神的精髓,切忌模仿表面现象,我想楼主也会同意这个说法。
是的,我只是举个例子,再说模仿也是模仿不来的,原因已详细叙述
bh,王者归来(作者)
10楼
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引用 法式油炸薯条:
如果去追求改变世界,那么就不可能把几十年时间花在研究硝糖上,就应该去做有控,做AP系列和液体的。如果是为了改造世界的话,就别说花几十年慢慢研究硝糖,五年才有一个技术突破都太慢。如果要团结创业者,怎么保证他们都创业了,保证论坛上还有足够多的活...
读了你的回复,我有一种隐隐地,我的帖子白写了的感觉。求指正
11楼
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引用 bh,王者归来:
读了你的回复,我有一种隐隐地,我的帖子白写了的感觉。求指正
我对国外爱好者发展情况不了解,对国内爱好者活动的接触时间也不如诸位前辈长。读了您的帖子,深感自己的无知与无能。考虑到本人对于爱好者活动认识的浅薄,想问一下您愿不愿意代替我当固体火箭板块版主。我认识比较浅,尚不能了解爱好者运动的精髓所在,对于如何拉动爱好者的热情也没有太多头绪。
12楼
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引用 法式油炸薯条:
如果去追求改变世界,那么就不可能把几十年时间花在研究硝糖上,就应该去做有控,做AP系列和液体的。如果是为了改造世界的话,就别说花几十年慢慢研究硝糖,五年才有一个技术突破都太慢。如果要团结创业者,怎么保证他们都创业了,保证论坛上还有足够多的活...
原文大意:做ICBM也要从做题开始,不可以一口吃成胖子。
要团结创业者,唯一的办法是保持自身的绝对(没错,是绝对)先进性。
13楼
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引用 虎哥:
科创还是有一些不同的,我们是要改变世界的。在坚持科学理性的基础上,如果能有前景更好一些的起点,就应该优选。所以,我并不认为应该继续发展硝糖。我们应该学习国外爱好者科学精神的精髓,切忌模仿表面现象,我想楼主也会同意这个说法。
啊,我就是因为看到SS2S炸了3次(说明硝糖可靠性有“先天”缺陷)所以想起来淘汰硝糖那帖,我觉得应该做好规定和引导放到置顶区。我也赞同虎哥的观点。
14楼
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真是大开眼界啊,很是希望LZ能多一点类似帖子,让更多的KCer了解世界。
毕竟天朝现在才达到老美上世纪50年代的生活水平,此类的科技爱好才刚刚起步,正是我们这一代人要奋起的时候,KCers责无旁贷啊。
15楼
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基础根本还跟不上
2016-4-12 15:28:42
16楼
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中国工业基础刚刚起步,又没有经历工业革命,无法一个科学家支起一个国家的高新技术发展,十年文革又刷下了中国早已古稀的几个火箭科学家,为了和谐社会,还把科创与暴恐涉及起来,社会制度使然,美国不是没有发生自制炸弹的恐怖袭击过,但中国政策限制这么多依旧在昆明被拿刀砍死了百多个同胞,只能说,杀人的不是刀或是炸弹,而是人性的扭曲,道德的沦丧。貌似只有中国对自己国人都封锁相关武器信息,我想,我们不是没有监控丑闻,只是瞒的太好罢了,共创和谐社会,导致只有MadeInChina没有CreatInChina 一个自由的国家,不光是信仰,政党,言论自由,技术交流也应当做到自由,中国是摆脱了封建,人权自由,但其他的只能呵呵了,为什么战斗机发动机是软肋,摩托车发动机超过250cc就不准上路,改装车就不说了,各种和谐,导致大家只能纸上谈兵,有谁见过脉冲爆震发动机吗,用在黑鸟上的,原型就是摩托车脉冲发动机,只能说希望国是以民间技术团体企业和各个大学实验室为支柱的,许多军火商多是私企,拿被禁的robot wars 为例,只有中国被禁了,80年代美国小孩就造100多公斤的格斗机器人了,中国央视却下令封杀它在中国传播,因为宣传暴力,港澳台举办过类似比赛,我去当过志愿者,但大陆本土从未有过。
17楼
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我不是一味反对河蟹社会,至少恐怖事件引起的伤亡少了许多,大家一起专心发展经济,但不利于塑造良好科创氛围,毕竟理论做了许多,一实验就被查水表,有木有,上个地铁(上海)就把我带的工具箱收了,原因是管制刀具,不乘回去还不行,照样没收,和他理论被叫到公安办公室谈人生谈理想,最后叫家长来领人(从小学到大学每次都来这招)最后斜口钳,美工刀,螺丝刀凡事化学药品和尖锐物品都被收了,还记录档案,安检被抓不乘都不行,和安检员理论说我思想偏激,有恐怖犯罪嫌疑,现在都是放弃地铁乘五小时公交出行,唉,哪天公交安检就要打的了吗
18楼
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我来说两句...
关于硝糖这个问题......按我后来的工艺没有加热时的气泡(温控没对 需要一个先升温再降温静止的过程) 和变黄问题(硝酸钾确保中性)...但是似乎没人注意我在说什么........那就算了。


目前绝大多数人遇到的问题 并不是硝糖和APCP哪个好 而是工艺的问题 例如浇筑中出现的气泡 大家似乎都在堆高端材料 而不是改善工艺和设计 这一点其实挺本末倒置的。
从生产的难易程度来说 其实是KNDX>APCP>RNX的(RNX连续浇筑比APCP麻烦多了)但是KN储藏确实麻烦 这点没啥办法。

现在有几个问题。
人员组成和设计水平上,就是学生多,闲着没事退休玩的工程师少,没有大段的时间和经历和基础,做出来的东西比较拼凑,没有人带路,容易陷于瞎碰。
火箭这个爱好在国内东西买起来还是比较麻烦的 但是其实除了燃料 其他东西天朝都特好解决。
基础水平上,CAD和SW和基本的机械设计基础是得学下的,这些东西没有捷径,虽然枯燥,但不学 其实设计的东西 会停留在很低的水平。


我现在是结构工程师 其实很多以前的东西 换现在做 会少走很多弯路 但是毕竟时间有限(钱更有限),恐怕以后也没法纯粹爱好地玩一样东西了。
以前玩火箭的时候 学到的很多东西,现在依然有用。略后悔当年玩的时候 没先补上设计基础,希望后来的人能少走这条弯路吧。
2016-4-14 01:37:57
19楼
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我去过两次这个mojave dessert的这个发射场。。我们advisor就是这个发射场地创始人之一。。也见过几次sugar shot to space的成员, 他们都特热心,经验也都特丰富,经常教我们一些小窍门。 比如如何最高效的做降落伞弹出用的BP包。。还有伞绳如何防烧。
2016-4-16 21:36:58
20楼
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大开眼界,长见识[s::lol]
2016-4-19 23:50:46
21楼
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没办法,都是国情所致,等以后慢慢发展吧
22楼
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引用 zzlzhang:
我来说两句...
关于硝糖这个问题......按我后来的工艺没有加热时的气泡(温控没对 需要一个先升温再降温静止的过程) 和变黄问题(硝酸钾确保中性)...但是似乎没人注意我在说什么........那就算了。


目前绝大多数人遇到...
这个回复最中肯.
2016-4-21 23:59:42
23楼
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基础水平上,CAD和SW和基本的机械设计基础是得学下的,这些东西没有捷径,虽然枯燥,但不学 其实设计的东西 会停留在很低的水平。
我现在学的是机械专业,用sw这个3维建模软件这个软件真的很方便,无论是火箭结构、发射架、推力测试台还是其他结构,事先用sw把3维模型建出来,就能简单判断出有些结构上的不合理性,可以随时修改结构的尺寸,对设计很有利。CAD主要是出工程图的,用来建3维模型比较吃力,sw则很容易建3维模型,而且比较人性化。其实sw入门不难,当你学了之后就知道3维软件的优越性
2016-4-24 12:49:18
24楼
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引用 沙暴:
我现在学的是机械专业,用sw这个3维建模软件这个软件真的很方便,无论是火箭结构、发射架、推力测试台还是其他结构,事先用sw把3维模型建出来,就能简单判断出有些结构上的不合理性,可以随时修改结构的尺寸,对设计很有利。CAD主要是出工程图的,用...
CAD我是拿来画草图和概念的. 三维软件画好修改约束啥的比CAD方便太多 工程图我还是SW出的...直接拖过去有投影 我公司东西..不看投影真不知道是啥
2018-10-3 03:57:31
25楼
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我认为,我们(国家)的条件不利于我们发展业余火箭

1.政策不让我们玩火箭

所以,不敢玩火箭,而火箭材料也难买到

2.为什么技术之类的条件不公开?

因为公开的技术有可能用于非法行为,由于第一条,所以出了这种事情的话,公开(提供)技术的人就麻烦大了

另外国内有打着推广业余火箭爱好而坑蒙爱好者的组织(公司?)据我所知,他们会拿公开出来的技术抄来商业化,并且对顾客(安全上,技术支持上)不负责。而且态度恶劣,拒不承认技术上“借鉴”了其他爱好者。一心只为利润,售价就表明了一切

论坛里历来有些玩的不错的坛友最终选择了放弃,或是选择了沉默,可能就是部分基于这些问题吧。

3.发射场地,测试场地限制,不多解释,想想即懂

4.关于爱好者之间的矛盾,我说不出什么想法,最终可能还是因为缺乏了良好的领导和组织

5.为什么爱好者基础知识不足以完整撑起目前锁做的火箭?

一方面如该贴所说,我们参与这项爱好的爱好者年龄段与国外截然不同,基础理论知识水平也弱。

另一方面,我想这些大部分的爱好者都是把火箭作为一项爱好。
划重点,爱好。
科创论坛是搞创新的,目标是改变世界。而我们讨论的内容,仅仅是作为一个爱好者,我们不是搞科研的。从这个层面想,爱好者并不会那么执着于基础上的透彻,理论上的完备。

参与的人是爱好者的实质和科创论坛对科研者的需求,就是目前火箭板块的最大矛盾。真正想要搞科研改变世界的人,就不会是待在论坛搞研究啰(个人见解)


但是由于上述各个问题,我不认为解决最后一项条件就能解决我们国内业余火箭的局面。甚至不能解决一个论坛板块的局面。像美国那样的组织或是机构那样的支持条件在我们这里并不存在,相反的,政策对我们是一种阻碍的发展条件。


或许,我们的业余火箭就是发展不起来了。


唉,码了好久的字,也不知分析的在不在理

[修改于 3 个月前 - 2018-10-03 03:58:56]

26楼
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@Winter兄弟不要这么悲观

27楼
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引用:Csatom 发表于26 楼的内容:
@Winter兄弟不要这么悲观

我觉得winter说的有道理

你看中国和美国有不同,那你能改变它吗?那肯定不行

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