Ракеты иллюстрируют третий закон движения Ньютона: «На каждое действие есть равное и противоположное противодействие». Первой ракетой, возможно, был деревянный голубь с паровой тягой, изобретенный Архитасом Тарентским в четвертом веке до нашей эры. Пар уступил место пороховым трубам китайцев, а затем ракетам на жидком топливе, задуманным Константином Циолковским и изобретенным Робертом Годдардом. В этой статье описаны пять способов построить свою собственную ракету, от простых до более сложных; в конце - дополнительный раздел, в котором объясняются некоторые принципы построения ракеты.
Шаги
Метод 1 из 5: Ракета на воздушном шаре
Шаг 1. Привяжите один конец веревки или лески к опоре
Возможные опоры включают спинку стула или дверную ручку.
Шаг 2. Проденьте леску через трубочку для питья
Трос и соломка будут служить системой наведения для управления траекторией полета баллонной ракеты.
В модельных ракетных комплектах часто используется соломка аналогичной длины, прикрепленная к корпусу ракеты. Эта соломка продета через металлический стержень на стартовой площадке, чтобы ракета удерживалась в вертикальном положении перед запуском
Шаг 3. Привяжите другой конец лески к другой опоре
Обязательно плотно затяните линию перед тем, как завязать ее.
Шаг 4. Надуйте воздушный шар
Отщипните конец воздушного шара, чтобы воздух не вылетел. Вы можете использовать пальцы, скрепку или прищепку.
Шаг 5. Прикрепите баллон к трубочке для питья
Шаг 6. Выпустите воздух из баллона
Ваша ракета будет двигаться по направляющей от одного конца до другого.
- Вы можете попробовать сделать ракету на воздушном шаре из круглого шара вместо длинного, а также из соломинок разной длины, чтобы увидеть, насколько хорошо они направляют ракету на воздушном шаре. Вы также можете увеличить угол, под которым летит баллон-ракета, чтобы увидеть, как это влияет на расстояние, на которое проходит ракета.
- Вы можете сделать похожее устройство - реактивный катер: разрежьте пакет молока пополам по длине. Сделайте отверстие в нижнем конце и проденьте в него конец шарика. Надуйте воздушный шар, затем поместите лодку в частично наполненную ванну с водой и выпустите воздух.
Метод 2 из 5: Питьевая ракета с соломинкой
Шаг 1. Вырежьте прямоугольную полоску из бумаги
Полоса должна быть примерно в три раза длиннее своей ширины: рекомендуемые размеры: 4,5 дюйма (11,43 см) на 1,5 дюйма (3,81 см).
Шаг 2. Плотно намотайте полоску на карандаш или дюбель
Намотайте полосу ближе к концу или в точке, а не по центру. Часть полоски должна свисать над острием карандаша или концом дюбеля.
Обязательно используйте карандаш или дюбель немного толще соломинки для питья, но не намного толще
Шаг 3. Заклейте край полосы, чтобы предотвратить раскручивание
Лента продольно по всей длине полосы.
Шаг 4. Загните выступающий конец в конус
Заклейте носовой обтекатель изолентой, чтобы он держал форму.
Шаг 5. Удалите карандаш или дюбель
Шаг 6. Проверьте герметичность
Аккуратно подуйте в открытый конец бумажной ракеты. Прислушайтесь к шороху воздуха, выходящего по бокам или носовому конусу, и нащупайте по боковому шву и носу легкий поток воздуха. Заклейте все утечки изолентой и проверьте еще раз, пока вы не перестанете обнаруживать утечки.
Шаг 7. Добавьте хвостовые плавники к открытому концу бумажной ракеты
Поскольку бумажная ракета узкая, вы можете вырезать прикрепленные пары ребер, которые будет легче приклеить к концу ракеты, чем три или четыре отдельных ребра.
Шаг 8. Вставьте соломинку для питья в открытый конец ракеты
Убедитесь, что соломинка выходит из ракеты достаточно далеко, чтобы вы могли ухватиться за нее пальцами.
Шаг 9. Резко выдохните в соломинку
Ваша ракета взлетит в воздух, движимая силой вашего дыхания.
- При запуске всегда направляйте соломинку и ракету вверх, а не на кого-либо.
- Измените способ сборки ракеты, чтобы увидеть, как изменения повлияют на ее полет. Кроме того, варьируйте, насколько резко вы выдыхаете в соломинку, чтобы увидеть, как это влияет на расстояние, на которое летит ваша ракета.
- Игрушка, похожая на бумажную ракету, состояла из палки с пластмассовым конусом, прикрепленным к одному концу, и пластмассового парашюта, прикрепленным к другому. Парашют наматывали на палку, которую затем вставляли в картонную надувную трубку. При вдувании пластиковый конус ловил воздух и запускал палку. Когда он достигнет максимальной высоты, палка упадет, раскрывая парашют.
Метод 3 из 5: Ракета-канистра с пленкой
Шаг 1. Решите, какой длины / высоты вы хотите сделать свою ракету
Хорошая длина / высота - 6 дюймов (15 см), но вы можете сделать ракету длиннее или короче, если хотите.
Хороший диаметр - 1,5 дюйма (3,75 см), но фактический диаметр будет определяться диаметром камеры сгорания ракеты
Шаг 2. Достаньте канистру из-под пленки
Канистра будет служить камерой сгорания для вашей ракеты. Вы можете получить его в фотостудии, где до сих пор используется пленка.
- Ищите канистру с пленкой, крышка которой имеет выступ, похожий на пробку, который входит в горловину канистры, а не удерживается на месте выступом на внешней стороне горловины канистры.
- Если вы не можете найти канистру из-под пленки, вы можете использовать пустую бутылку с рецептурными лекарствами с защелкивающейся крышкой. Если вы не можете найти бутылку с защелкивающейся крышкой, вы можете вырезать пробку, которая будет плотно входить в горлышко бутылки.
Шаг 3. Соберите ракету
Самый простой способ сделать корпус ракеты - обернуть полоску бумаги вокруг канистры с пленкой, как карандашом или дюбелем при изготовлении ракеты, запускаемой из соломинок. Поскольку канистра запускает ракету, вы можете приклеить ленту или приклеить бумагу к канистре, прежде чем обернуть ее вокруг контейнера.
- Когда вы прикрепляете к ней раму ракеты, убедитесь, что горлышко канистры или флакона с таблетками было направлено вверх. Рот будет служить соплом ракеты.
- Вместо того, чтобы складывать конец корпуса ракеты в сторону от канистры в носовой обтекатель, вы можете сделать отдельный носовой обтекатель, вырезав бумажный круг, отрезав от края только к центру и свернув вырезанный круг в конус. Закрепить конус можно скотчем или клеем.
- Добавьте плавники. Поскольку эта ракета толще в диаметре, чем бумажная ракета, которую вы запускаете с соломинкой для питья, вы можете вырезать отдельные плавники, чтобы прикрепить их. Вы также можете захотеть иметь три плавника вместо четырех.
Шаг 4. Решите, откуда вы хотите запустить ракету
Рекомендуется открытое расположение на открытом воздухе, поскольку при запуске ракета может достигать значительной высоты.
Шаг 5. Наполните канистру водой на 1/3
Если ваш источник воды не находится рядом со стартовой площадкой, вам, возможно, придется нести ракету вверх дном или нести воду отдельно и заполнять канистру на стартовой площадке.
Шаг 6. Разломайте шипучую таблетку пополам и бросьте половину таблетки в воду
Шаг 7. Закройте канистру крышкой и поверните ракету на стартовой площадке вертикально
Шаг 8. Вернитесь на безопасное расстояние
По мере растворения таблетка выделяет углекислый газ. Давление будет расти, пока крышка контейнера не откроется, и ракета будет запущена.
Вместо воды вы можете наполнить канистру уксусом примерно наполовину. Вместо шипучей таблетки вы можете использовать 1 чайную ложку (0,18 унции или 5 г) пищевой соды. Уксус, кислота (уксусная кислота), реагирует с пищевой содой, основанием, с образованием воды и диоксида углерода. Однако уксус и пищевая сода более летучие, чем вода и шипучие таблетки, поэтому вам нужно убираться с пути ракеты намного быстрее, а использование слишком большого количества любого химического вещества может привести к разрыву баллона
Метод 4 из 5: Ракета из спичек
Шаг 1. Вырежьте из алюминиевой фольги небольшой треугольник
Треугольник должен быть равнобедренным, примерно 2,5 см у основания и 5 см от центра основания до вершины.
Шаг 2. Возьмите спичку из книги спичек
Шаг 3. Совместите спичку с прямой булавкой
Поместите спичку и булавку так, чтобы острие касалось спичечной головки не выше самой толстой части головки.
Шаг 4. Оберните треугольник из фольги вершиной вперед вокруг спичечной головки
Оберните фольгу вокруг спичечной головки как можно плотнее, не повредив булавку. Когда вы закончите, обертка должна выступать примерно на 1/4 дюйма (6,25 мм) ниже спичечной головки.
Шаг 5. Согните фольгу вокруг головки булавки своими миниатюрами
Это подтолкнет обертку ближе к спичечной головке, а также лучше определит канал, образованный штифтом под оберткой.
Шаг 6. Осторожно извлеките шпильку из упаковки
Будьте осторожны, чтобы при этом не порвать фольгу.
Шаг 7. Согните скрепку в стартовую площадку
- Согните внешний изгиб под углом 60 градусов. Это сформирует основу стартовой площадки.
- Согните внутренний изгиб вверх, а затем по кругу, чтобы получился треугольник с открытым концом. Здесь вы положите обернутую фольгой спичечную головку.
Шаг 8. Поместите стартовую площадку на стартовую площадку
Опять же, настоятельно рекомендуется открытое место на открытом воздухе, так как ракета-спичка может лететь на значительное расстояние. Избегайте исключительно сухих мест, так как от спичечной ракеты может начаться возгорание.
Перед запуском ракеты убедитесь, что вокруг ничего нет
Шаг 9. Поместите ракету-спичку в стартовую площадку, наклонив вверх
Ракета должна располагаться как минимум под углом 60 градусов. Если он упирается ниже, возможно, вам придется согнуть скрепку до упора.
Шаг 10. Запускаем ракету
Зажгите спичку и поместите ее пламя прямо под обернутую спичку. Когда фосфор в обернутой спичечной головке воспламеняется, ракета должна взлететь.
- Имейте под рукой ведро с водой, чтобы окунуть в нее отработанные ракетные спички, чтобы убедиться, что они полностью погашены.
- Если на вас должна приземлиться спичечная ракета, остановитесь, упадите на землю и катитесь, пока не погаснет пламя.
Метод 5 из 5: водная ракета
Шаг 1. Подготовьте пустую 2-литровую бутылку из-под соды, которая будет служить напорной камерой ракеты
Поскольку для изготовления этой ракеты используются бутылки, ее иногда называют баллонной ракетой. Его не следует путать с петардой, известной как баллонная ракета, названной так потому, что в нее часто стреляют изнутри бутылки. Такая форма баллонной ракеты является незаконной для запуска во многих областях; водная ракета разрешена в большинстве областей.
- Снимите этикетку с бутылки, отрезав место, где она не приклеена к бутылке. Будьте осторожны, не поцарапайте и не проткните поверхность бутылки при этом, так как царапина или порез ослабят ее.
- Укрепите бутылку, обмотав ее лентой. Новые баллоны могут выдерживать давление до 100 фунтов на квадратный дюйм (689,48 килопаскалей), но повторный запуск приведет к снижению давления, с которым баллон может справиться без разрыва. Вы можете обернуть несколько лент вокруг центра бутылки или обернуть бутылку вокруг ее центра и на полпути от него к любому концу. Каждая полоса должна дважды обойти бутылку.
- Отметьте маркером места, где вы хотите прикрепить плавники к туловищу. Если вы планируете иметь четыре плавника, проведите линии под углом 90 градусов. Если вы планируете иметь три плавника, проведите линии под углом 120 градусов. Вы можете обернуть бутылку полоской бумаги и сначала сделать на ней отметки, а затем перенести отметки на бутылку.
Шаг 2. Собираем плавники
Поскольку пластиковый корпус ракеты относительно прочен, даже несмотря на то, что вам пришлось его укрепить, вам понадобятся плавники не менее долговечны. Жесткий картон может работать какое-то время, но лучший материал - пластик, который используется в карманных папках или папках с тремя кольцами.
- Во-первых, вам нужно спроектировать плавники и создать бумажный шаблон, который будет служить руководством для резки. Как бы вы ни создавали свои ласты, они должны быть сконструированы таким образом, чтобы реальный плавник складывался (складывался вдвое) для дополнительной прочности и доходил, по крайней мере, до точки сужения бутылки.
- Вырежьте шаблон и используйте его в качестве ориентира для разрезания материала ребер.
- Сложите плавники в форму и прикрепите их к корпусу ракеты стяжной лентой.
- В зависимости от конструкции вашей пусковой установки, вы можете не захотеть, чтобы плавники выступали ниже горловины бутылки / сопла ракеты.
Шаг 3. Создайте носовой обтекатель и секцию полезной нагрузки
Для этого вам понадобится вторая 2-литровая бутылка.
- Вырежьте из бутылки дно.
- Поместите полезный груз в верхнюю часть разрезанной бутылки. Это может быть кусок пластилина или пыж из резинок. Поместите нижнюю часть разрезанной бутылки внутрь верхней части так, чтобы дно было направлено к горловине верхней части. Приклейте его на место, а затем прикрепите модифицированную бутылку к дну бутылки, служащей камерой давления.
- Носовой обтекатель может быть чем угодно: от крышки от двухлитровой бутылки до отрезка трубы из ПВХ и пластикового конуса. После того, как вы выберете носовой обтекатель и соберете его, его следует навсегда прикрепить к верхней части разрезанной бутылки.
Шаг 4. Выполните пробную балансировку собранной ракеты
Балансируйте ракету на указательном пальце. Он должен балансировать где-то над верхом напорной камеры (дном первой бутылки). Если этого не произошло, снимите секцию полезной нагрузки и отрегулируйте вес.
После того, как вы нашли центр масс, взвесьте ракету. Он должен весить от 7 до 8,5 унций (от 200 до 240 г)
Шаг 5. Сделайте пусковую установку / стопор
Есть несколько устройств, которые вы можете сделать для запуска своей водяной ракеты. Самый простой - это клапан и пробка, которые вставляются в горловину баллона с напорной камерой.
- Найдите пробку, которая плотно прилегает к горлышку бутылки. Возможно, вам придется немного сбрить край.
- Приобретите клапанную систему, которая используется в автомобильной шине или камере велосипеда. Измерьте его диаметр.
- Просверлите в центре пробки отверстие диаметром с клапан.
- Очистите шток клапана и обмотайте его резьбовую часть и отверстие лентой.
- Проденьте клапан через отверстие в пробке, затем закройте его силиконовым или уретановым герметиком. Перед снятием ленты дайте герметику полностью высохнуть.
- Проверьте клапан, чтобы убедиться, что воздух свободно проходит через него.
- Проверьте стопор, налив небольшое количество воды в напорную камеру ракеты, затем установите стопор и поставьте ракету в вертикальное положение. Если вы обнаружите какие-либо утечки, закройте клапан и повторите попытку. Убедившись, что утечек нет, повторите попытку, чтобы определить давление, при котором воздух выталкивает пробку из бутылки.
- Инструкции по созданию более сложной системы запуска см. На
Шаг 6. Выберите стартовую площадку для вашей ракеты
Как и в случае с канистрой с пленкой и ракетами из спичек, настоятельно рекомендуется открытое место на открытом воздухе. Поскольку водная ракета больше других ракет, вам понадобится большая открытая площадка, чем при запуске любой из других ракет, и она также должна быть более плоской и горизонтальной, чем у других ракет.
Поднятие поверхности, например, стол для пикника, будет хорошей идеей, когда рядом находятся маленькие дети
Шаг 7. Запускаем ракету
- Наполните напорную камеру на 1/3 - 1/2 водой. (Вы можете добавить в воду пищевой краситель, чтобы получить более красочный «выхлоп» при запуске ракеты.) Также можно запустить ракету, не добавляя воду в напорную камеру, хотя целевое давление может быть другим. чем когда в камере есть вода.
- Вставьте пусковую установку / стопор в горловину напорной камеры.
- Подсоедините шланг велосипедного насоса к клапану пусковой установки.
- Поставьте ракету вертикально.
- Прокачивайте воздух до тех пор, пока не достигнете давления, при котором пробка должна вытолкнуться. Может произойти небольшая задержка перед тем, как пробка будет вытеснена и ракета стартует.
подсказки
- Если запускать ракеты по вертикали слишком сложно, вы можете сделать из них салазки и запускать их по горизонтали. (По сути, баллонная ракета - это форма ракетных санок.) Вы прикрепляете баллонную ракету с пленкой к игрушечной машине или водную ракету к скейтборду. Вам все равно нужно будет найти открытое пространство с достаточным стартовым пространством.
- Если вам нравится делать вышеупомянутые ракеты, но вы ищете более сложные задачи, вы можете заняться модельным ракетостроением. Модельные ракеты производятся в промышленных масштабах с конца 1950-х годов в требуемых для сборки наборах, которые могут запускаться с одноразовыми двигателями на черном порохе на высоту от 300 до 1500 футов (от 100 до 500 м).
- Будьте осторожны с ножницами на шаге 3 по методу водяной ракеты!
Предупреждения
- Всегда надевайте защиту для глаз при запуске любой из свободно летящих ракет (кроме ракет-аэростатов). Для больших свободно летающих ракет, таких как водная ракета, также рекомендуется использовать защитный головной убор, чтобы защитить вас, если ракета поразит вас.
- Настоятельно рекомендуется наблюдение за взрослыми при работе с любой из ракет, приводимых в движение чем-либо более сильным, чем дыхание человека, запускающего их.
- Не стреляйте ни в кого из свободно летящих ракет.
