业余火箭安全标准（草案）

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业余火箭安全标准（草案）

leeqingyang2012/12/01喷气推进 IP:辽宁

业余火箭安全标准（草案）
科创航天局 KCSA
部分内容参考、参照美国标准
一、火箭分类方法
1、按燃料危险等级分类
Ⅰ类：属于高危险性燃料，主要包括在固体燃料成分中含有强氧化剂（AP、KP等高氯酸盐，氯酸盐、高锰酸盐、硝酸铵等易于分解的氧化剂）或强还原剂（镁粉、碱金属、硫、磷等易燃品）或高能量密度材料（RDX、NC等）；在固液/液体燃料成分中含有强氧化剂（≥50%过氧化氢，液态氧，液态氮氧化物，硝酸，高氯酸等）等，在实验过程中容易产生过压工作，爆轰，爆裂等严重不良后果的燃料。
Ⅱ类：属于不可测性燃料，主要包括在燃料成分中，虽然未含有Ⅰ类高危险性燃料成分，但是在制造过程中引入了将导致不可测性结果的成分。例如：烈性催化剂（过渡金属高价态氧化物及有机络合物），制造工艺自身设计缺陷（制造KNDX，KNSU过程中，难以控制温度所带来的影响），工艺苛刻难以保证一致性（BP系燃料，在制造过程中，难以控制压药力度，颗粒大小所带来的影响）等，不能通过设计预估到后果的燃料
Ⅲ类：属于低危险性燃料，主要包括具有成熟工艺或在制造过程中不受外界环境干扰或受干扰后对其产品影响很小，存在大量实验数据及文献佐证其安全性，稳定性的燃料，目前只限定常规配方的RNX
2、按发动机材质分类
Ⅰ类：金属火箭发动机，主要部件由金属（包括各种牌号的钢及铝合金）构成，在实验中若发生不正常工作（过压工作，爆轰，爆裂）时，将可能产生尖锐碎片飞射出的发动机
Ⅱ类：非金属发动机，主要部件由非金属（如：碳纤维，玻璃钢，PVC，PPR，石膏，水泥等）构成，在实验中若发生不正常工作（过压工作，爆轰，爆裂）时，将可能产生碎片飞射，但碎片硬度低（PVC塑料对应帕式硬度≥30P），密度低（≤3g/cm3）的发动机
3、按设计总冲范围分类

等级	总冲	冲量
A	1.26-2.50N·s	0.29-0.56lbf·s
B	2.51-5.00N·s	0.57-1.12lbf·s
C	5.01-10.00N·s	1.13-2.24lbf·s
D	10.01-20.00N·s	2.25-4.48lbf·s
E	20.01-40.00N·s	4.49-8.96lbf·s
F	40.01-80.00N·s	8.97-17.92lbf·s
G	80.01-160.00N·s	17.93-35.96lbf·s
H	160.01-320.00N·s	35.97-71.92lbf·s
I	320.01-640.00N·s	71.93-143.83lbf·s
J	640.01-1280.00N·s	143.84-287.65lbf·s
K	1,280.01-2,560.00N·s	287.66-575.30lbf·s
L	2,560.01-5,120.00N·s	575.31-1150.60lbf·s
M	5,120.01-10,240.00N·s	1150.61-2301.20lbf·s
N	10,240.01-20,480.00N·s	2301.21-4602.40lbf·s
O	20,480.01-40,960.00N·s	4602.41-9204.80lbf·s
P	40,960.01-81,920.00N·s	9204.81-19409.60lbf·s
Q	81,920.01-163,840.00N·s	19409.61-38819.20lbf·s
R	163,840.01-327,680.00N·s	38819.21-77638.40lbf·s
S	327,680.01-655,360.00N·s	77638.41-155276.80lbf·s
T	655,360.01-1,310,720.00N·s	310553.81-621107.2lbf·s
U	1,310,720.01-2,621,440.00N·s	621107.21-1242214.40lbf·s
V	2,621,440.01-5,242,880.00N·s	1242214.41-2484428.80lbf·s
W	5,242,880.01-10,485,760.00N·s	2484428.81-4968857.60lbf·s
X	10,485,760.01-20,971,520.00N·s	4968857.60-9937715.2lbf·s

二、燃料制造安全规定
1.制造固体火箭燃料时，需在操作前复核原料比例及加料顺序，同时在操作过程中严禁烟火，操作设备轻拿轻放，以避免撞击及摩擦产生的危险情况
2.作业时务必佩戴防护手套，防护眼镜，防护口罩以避免在操作过程中接触或吸入原料粉尘
3.在粉碎操作过程中，打开粉碎设备舱盖前，必须经常并保证已经切断电源，并泄放静电。 [/size][/color][/font]
4.在进行强氧化剂粉碎工序时，务必在操作前检查粉碎设备及期间使用到的工具上是否残留还原剂或不明杂质，若有残留，必须在粉碎工作前用清理干净，粉碎工序完成后，应将粉碎设备及工具及时清理干净，以避免腐蚀器具。
5.加工半成品固体燃料棒时，应在加工前检查设备上是否残留高温碎屑（例如：之前高速切削金属）若采用车削加工应当将其转速控制在800转以下，采用手动慢速进刀，并及时退刀排除切屑。若采用铣雕加工应当采用高转速慢走刀的方法，每次入刀深度控制在3mm以内，同时还需要采用高压气嘴及时排屑，避免碎屑摩擦到刀头从而引燃燃料棒
6.运输固体燃料棒时，应在运输前采用难燃材料对燃料棒进行包装，并适当采用缓冲材料进行包裹，避免撞击及高温无触发燃料燃烧。运输过程中，应轻拿轻放，避免热源靠近，同时保持良好的储存环境，以避免燃料棒受潮，或者见光后所产生对燃烧性能不可预知的影响。
7.在制造含催化剂的燃料之前，必须进行添加剂及催化剂的单相兼容性实验。以在传统RNX燃料中添加二茂铁作为催化剂的实验，必须在制造前做好二茂铁与粘合剂，二茂铁与固化剂，二茂铁与添加剂，二茂铁与氧化剂等单相混合实验，期间需要考核混合后物的自身稳定性，高温稳定性等实验以验证在混合后不会导致剧烈的催化分解。
8.燃料制造后，必须在试车前进行诸项稳定性实验（光稳定性，高温稳定性，撞击稳定性等），并进行燃料棒开放点燃实验，通过燃烧速度来评估药柱质地的均一性，对于在开放燃烧实验中出现剧烈燃烧变化的燃料棒，严禁进行发动机装机测试
9.制造BP等压铸型药柱，必须在压铸前仔细检查原料性状（如干燥程度，颗粒大小）必须严格将压药力度控制在文献数据或经验数据上下浮动10%的范围内，避免在压药过程中出现危险情况
10.制造KNDX，KNSU等熔铸型药柱，必须在熔铸前仔细检查原料品质（如：是否含有杂质颗粒），若发现原料不纯净，则必须在进行熔铸实验前对其进行排除。熔铸实验必须在有可控硅等温度自动控制装置下进行，同时在加温过程中，必须有人员时刻监督温度变化，热源在加热时不能直接接触燃料本身，必须通过介质传热时温度均匀，避免出现局部过热的状况。
11.制造燃料产生的废料和工具上粘附的残留物（尤其是对药柱进行机加工产生的切屑）应彻底收集清理后销毁（或再利用），不可抛弃或遗留易燃废弃物。

液体燃料补充安全规定

1.在进行低温液体操作时，需参照低温液体的安全操作，在操作前需使用有机溶剂清洗整套设备的内环境，以避免油脂等还原剂接触氧化剂后产生剧烈的化学反应，并在溶剂彻底挥发完全后使用。在过程中应特别注意储罐及运输线路的密封性及工作压力，以防止在操作过程中产生爆裂等危险情况
2.在使用减压蒸馏装置，浓缩过氧化氢等燃料原料是时，需在操作前检查设备耐压性，密封性，并且清洗油脂避免强氧化剂与其发生剧烈的化学反应，从而造成不可预估的危险后果。在操作过程中应时刻有人员在安全距离外监测设备运行，以避免设备故障导致原料泄漏所产生的不良后果。
3.储存液体火箭燃料时，对于强氧化剂常温液体应采用进行表面氟化的塑料瓶罐或者表面钝化后不与其反应的储罐进行储存，储罐应具有长期的抗腐蚀性及耐氧化性，并且有一定的耐压性及泄压装置，以避免原料分解后产生的大量气体得到及时释放
4.储存液体火箭低温燃料时，应采用特制的耐压储罐进行储存。储罐在使用前必须通过专业机构的质量检测，同时必须在合格期内使用。未按时进行质量检测或超时使用的低温耐压储罐设备，应立即停止使用并送至专业机构进行复审。
三、点火设备及操作安全规定
总冲大于10000Ns的火箭发动机，必须使用经过验证，可靠性高于99%的专用火工品。总冲低于10000Ns的火箭发动机，可使用点火药包和临时点火头。禁止使用PT2262/2272芯片解码，禁止使用再生式接收机，禁止使用固定编码的解码器，禁止使用民用遥控通用频率的点火控制器，使用无线点火应保证周围电磁环境良好。如有遥控失灵情况，应当立即排查原因，并对设备进行功能检查。在无法保障电子点火的可靠性的情况下，需使用非电方式（导火索）延时至少15秒，且非电点火器启动后，必须有发烟警告。使用线控点火应注意连接顺序，点火头连接前应保持短接状态，将点火头插入发动机后方可连接电源。
四、火箭发动机地面测试安全规定
试车平台周围的布置
试车场地应该保证无人员围观，无易燃物品，并在限定范围内设置警示标志，警戒线等，进行液体火箭发动机试车实验火箭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。试车平台的修建试车平台作为测试发动机推力的载体，要求能够承受超过设计范围3倍推力而不出现测试机飞出，试车平台滑动。
测试固体发动机的应该牢固地固定发动机，测量仪器。对于液体发动机而言，严禁以任何形式的手动控制驱动气体。氧化剂、还原剂阀门，测试平台应该保证在30M范围内无人逗留，严禁站在测试平台后手动操作阀门。有条件的，应该构筑掩体。
试车时注意事项
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，应撤离到足够安全的远处。不应在试车架旁边、推力方向、喷气方向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，等待5分钟后再去处理。严禁在居民区进行任何形式的试车，发射。
遇有以下情况必须重新试车：
1、发动机的图纸、材质、工艺等发生改变时（包括不同时期制造的发动机，材质有变化或变更制造工厂）。2、使用新型号的燃料时。3、点火方法发生变动时。4、使用条件发生较大变动时。

五、高危险性火箭发动机地面测试
高危险性火箭发动机是指无相关指导资料，文献由个人创新发明的发动机，这类发动机通常不具备可控性。由于燃料、结构、材料等不同以往，这类发动机的地面测试充满了危险，在无相关技术储备前，禁止自行创新，改进。
地面测试应本着同含能材料试验相同的原则来对待，不放松警惕，未成功测试的发动机应该按照爆炸品拆除原则处理。验证型的发动机实验，要求列出检查清单，人员经过演练，并且要多次检查是否符合安全标准。
成熟发动机实验需要预先熟悉操作流程，并按爆炸物试验标准对待。

六、低危险性火箭发动机地面测试
低危险性火箭发动机是指规模小于1000Ns，技术成熟，资料丰富，燃料不可能转为爆轰的火箭发动机，这类发动机的地面测试尽管危险系数不大，但也应该在安全的，谨慎的操作下完成，任何微小的操作不当都可能引起严重的后果
地面测试应本着同危险试验一样的态度来对待，未成功测试的发动机应该按照普通危险品拆除原则处理。
七、业余火箭定义
主要利用非政府、非商业资金或条件设计和制造的火箭，其设计、制造、发射等活动服务于科技爱好者及其组织，而非政府、军事或商业用途。“火箭”，是指以飞行、运送载荷或提供推力为主要目地的，依靠喷射工质而获得动力的推进装置。
火箭模型通常不属于火箭，而是某种非火箭物体，它们的目地是模仿外观、结构，而不主要是飞行或运送载荷。
模型火箭，是指为了逼真的重现某种火箭的外观、发射场景等目的，效仿重现对象的形状、结构、外观，以一定的比例尺缩放后制作的具备发射功能的火箭。
火箭模型，是指为了逼真的重现某种火箭的外观、内部结构，效仿重现对象的形状、结构、外观，以一定比例尺缩放后制作的没有发射功能的物体；或因科研等目的，为风洞试验等制作的设计模样。
业余火箭活动、业余火箭制作等，属于科技爱好，是科技爱好者围绕火箭研究及其应用而展开的研究、开发、制造、测试等一系列活动的总称。
模型火箭活动，有时可能属于科技爱好的范畴，但是更多的属于文娱表演、演示的范畴。模型火箭制作，是生产模型火箭的过程。火箭模型通常用于展示或者教育目的。例如，学校里面为学生讲解火箭结构，有时需要用到火箭模型，这种火箭模型内部包含了按一定比例尺缩小的内部结构，如燃烧室、泵、电控部分等的模型。
火箭模型制作，通常是生产火箭模型的过程，也可能是火箭爱好者的一种缩微仿制或缩样设计过程。竞技火箭，是指专为火箭比赛而制作的火箭。一般比赛中，竞技者通过合理设计火箭的结构和外形（不包含发动机及燃料），在相同的发动机条件下，就火箭的飞行高度、载荷质量或特定条件（如采用降落伞）下的滞空时间展开竞技，以飞行高度高或者滞空时间长，载荷重者为胜。竞技火箭活动属于科技爱好，往往也属于业余火箭的范畴。但是，关于仿真或逼真程度的竞赛，不属于科技爱好。
在我国，因为体育运动管理制度系照抄苏联模式，因此，本处定义的竞技火箭由国家体育总局归口管理，属于“三模三电”中的航空航天模型。在我国，“火箭模型”是一项体育运动，有“教练员”、“运动员”和“裁判员”；前苏联或原华约国家基本如此。
论坛的绝大部分讨论，均属于业余火箭的范畴。

八、探空火箭发射规定
结合目前中国空域管理法规，民用航空器法规，中国业余火箭现状，将火箭划分为3个等级区段 A：非金属发动机，箭体为轻质材料起飞总质量小于1500g：请参照模型火箭发射规定发射。B: 金属发动机，或起飞质量达到1.5公斤以上但小于5公斤，且最大飞行高度小于1km：在保证本质安全的前提下试验。C：起飞总质量大于5公斤，或大于1.5公斤且飞行高度大于1km：必须有经过验证的回收装置，发射场阶段保证本质安全，回收阶段应保证发生人身伤害事故的概率低于一千万分之一。

[修改于 5年7个月前 - 2019/05/05 01:25:42]

来自：航空航天 / 喷气推进