Hur man bygger en raket

Raketerna är en demonstration av Newtons tredje lag om dynamik: "Till varje åtgärd motsvarar en lika och motsatt reaktion". Den första raketen kan ha varit en ångdriven wood pigeon uppfanns av Archytas av Tarentum i det fjärde århundradet ånga acyl har möjliggjort utvecklingen av slangar pulver från de kinesiska och skjuter raketer användning av flytande bränslen, föreställt av Konstanin Tsiolkovsky och utformad av Robert Goddard. Den här artikeln beskriver fem sätt att skapa en raket, från det enklaste till det mest komplexa. I slutet förklarar en sektion några av de ledande principerna för byggande och drift.

Metod 1

Ballongraketen

Tie ena änden av en sträng eller en fiskelinje till ett stöd. Det kan vara baksidan av en stol eller handtaget på en dörr.

Passera strängen genom ett halm. Wire and Straw kommer att fungera som ett styrsystem för att styra raketballons väg.

Modellbyggsatser innehåller ofta bitar av halm som är fästa vid raketkroppen. En metallstång fäst vid lanseringsplattan sätts in i halmen för att hålla raketen i upprätt läge innan den lanseras.

Tie den andra änden av strängen till ett annat stöd. Se till att tråden är väl stram före bindning.

Blås upp ballongen. Stäng änden för att förhindra att den avblåses. Du kan använda dina fingrar, ett pappersband eller en klädnyp.

Använda tejp, fäst ballongen mot halmen.

Öppna ballongens ände för att luft ska kunna gå ut. Raketten kommer att resa från ena änden av körsystemet till den andra.

Du kan försöka göra raketen med en rund ballong i stället för en oval och strån av olika längder för att se hur rörelsen av ballongraket förändras. Du kan också öka lanseringsvinkeln för att se hur detta påverkar intervallet från raketen.

En liknande enhet som du kan göra är jetbåten. Skär en kartong med mjölk i halv längd. Öva ett hål i underdelen och sätt in ballongens mun i hålet. Blås upp ballongen, sätt båten i en tank delvis fylld med vatten och lämna ballongen för att släppa ut luften.

Metod 2

Straw Shoots Rockets

Skär en remsa av rektangulärt papper. Remsan ska vara tre gånger bredden: de föreslagna dimensionerna är 12x4 cm.

Vika remsan säkert runt en penna eller en pinne. Börja rulla pappersremsan på spetsen eller slutet, snarare än från mitten. En del av remsan ska sticka fritt ovanför pennans spets eller stiftets ände.

Se till att du använder en penna eller en pinne något bredare än ett strå, men inte för mycket.

Fixera pappersremsens kant med tejp för att förhindra att den lossnar. Lägg bandet i längdriktningen längs hela längden på remsan.

Vik den utsträckta änden av remsan för att bilda ett spets eller en kon. Säkra med tejp för att hålla formen.

Ta bort blyertspenna eller pennan.

Kontrollera att det inte finns några luftläckor. Det blåser försiktigt i den öppna delen av pappersraket. Se till att luften inte släpper från sidan, passerar ett finger över hela längden av raketen. Stäng eventuella läckor med tejp och försök igen tills du är säker på att du har löst problemet.

Lägg till ailerons i raketens öppna ände. Eftersom raketen är ganska smal, är det lämpligt att skära parar som kommer att vara lättare att attackera än tre eller fyra individuella ailerons.

Sätt in halmen i den öppna delen av raketen. Se till att halmen sticker ut tillräckligt för att hålla den med fingrarna.

Det blåser hårt i halmen. Raketten kommer att flyga i luften, drivs av din andas styrka.

Syfta alltid högt, inte mot någon.

Bygg raketen annorlunda för att se hur förändringarna påverkar ditt flyg. Dessutom varierar intensiteten som du blåser in i halmen beroende på hur avståndet som nås av raketen ändras.

En leksak som liknar en papperraket består av en pinne med en plastkegel fäst i ena änden och en fallskärm fästad på den andra. Fallskärmen viks på pinnen, vilken sätts in i ett kartongrör. Genom att blåsa in i röret samlar plastkonen luften och kastar pinnen. När detta når maximal höjd börjar den falla genom att öppna fallskärmen.

Metod 3

Raketten gjord med en portaroller

Bestäm hur länge raketen ska vara. En bra storlek är ca 15 cm, men du kan göra det ännu längre eller kortare.

En god diameter är mellan 3,5 och 4 cm, men rakets reella diameter bestäms av förbränningskammarens storlek.

Få en rullehållare. Du behöver den som en rakettförbränningskammare. Du hittar den på en fotostudio som fortfarande använder filmer.

Kontrollera att kåpan på rullhållaren stänger behållaren genom ett utsprång i behållarens mun och inte genom en yttre kant.

Om du inte hittar en behållare för fotovalsar kan du använda ett tomt medicinrör med ett snäpplock. Om du inte kan hitta en med denna typ av lock, kan du enkelt klippa locket från korken, så att det passar perfekt till röret.

Montera raketen. Det enklaste sättet att bygga rakets kropp är att sätta ihop en remsa av papper runt rullehållaren, som du gjorde för halmskottens raketer. Eftersom rullhållaren kommer att starta raketen kan du fästa papperet i behållaren med tejp eller lim innan du sätter i den runt den.

Se till att du har den öppna delen av bäraren eller röret som pekar utåt när du monterar raketramen. Öppningen fungerar som ett munstycke.

Istället för att lägga den framåtriktade delen av pappersremsan för att bilda en kon, kan du förbereda toppen av raketen genom att klippa en cirkel papper och böja den för att bilda en kon. Du kan hålla spetsen med tejp eller lim.

Lägg till aileronsna. Eftersom raketen är tjockare än den som var beredd att kastas med ett halm, kunde man klippa enskilda aileroner. Du kan också attackera endast tre ailerons istället för fyra.

Bestäm var du vill starta raketen från. Det är bättre att vara ute i ett öppet utrymme, eftersom det kan nå stora höjder.

Fyll 1/3 av vattenhållaren med vatten. Om vattenkällan är nära till språngbräda, kan du behöva ta raketen upp och ner eller bära lite `av vatten och fyll behållaren nära webbplatsens lansering.

Bryt en brusande tablett i hälften och släpp en av bitarna i vattnet.

Stoppa behållaren, vrid raket och placera den på startplattan.

Flytta till ett säkert avstånd. När det smälter, producerar tabletten koldioxid. Trycket ökar tills du öppnar locket på behållaren och startar raketen.

I stället för vatten kan du använda ättika för att fylla ungefär hälften av porthållaren. Istället för den brusande tabletten kan du använda en tesked bakpulver. Vinäger, en syra (som kallas egen ättiksyra) reagerar med natriumbikarbonat, en bas, för att producera vatten och koldioxid. Men vinäger och bakpulver är mer instabilt vatten i kombination med brustablett som man måste komma bort från släppområdet ganska snabbt. Vidare kan en stor dos av de två komponenterna bryta behållaren.

Metod 4

Match Rocket

Klipp ut en liten triangel av tinfoil. Den ska vara en likriktad triangel med en bas av 2,5 cm och en höjd av 5 cm.

Ta en match från lådan.

Bredvid matchen, en stift. Se till att stiftets spets inte överskrider den tjockaste delen av matchhuvudet.

Wrap huvudet av matchen med tapplan, från början. Vik aluminiumet så smalt som möjligt, utan att flytta tappen. När du är klar bör buntet vara upp till ca 6 mm under matchens huvud.

Krossa folieförpackningen runt spetsen med hjälp av tummarna. Detta kommer att bidra till att folien håller sig bättre i matchen och kommer att forma den lilla kanalen som skapas av stiftet under höljet.

Ta försiktigt bort stiftet från förpackningen. Var försiktig så att du inte bryter folien.

Vik ett pappersklämma för att skapa en startplatta.

Vik ytterdelen enligt en vinkel på 60 °. På så sätt kommer du att bilda basen av lanseringsplattan.

Vik den inre delen uppåt och sedan något utåt för att bilda en öppen triangel. Här placerar du matchen i folie.

Ta rampen till den plats som valts för lanseringen. Än en gång bättre ute eftersom matchningsraketen når stora avstånd. Undvik särskilt torra platser eftersom raketen kan orsaka brand.

Se till att det omgivande området är klart innan du startar raketen.

Placera raketten på startbrädan, vänd om. Raketten ska vara lutad ca 60 ° till marken. Om lutningen är lägre måste du böja klammerna lite mer.

Starta raketen. Ljusa en annan match och ta med flammen nära huvudet på matchen i folie. När fosforen i bunten fångar eld, bör raketen börja.

Håll en hink vatten passande för att fördjupa de slitna matchraketerna och se till att de är helt släckta.

Om en matchad raket skulle falla på dig, sluta, kasta dig till marken och rulla tills flammorna är helt släckta.

Metod 5

Vattenraket

Förbered en 2-liters plastflaska som kommer att fungera som en tryckkammare. Eftersom flaskor används, kallas denna typ av raket ofta en raketflaska. Det bör inte förväxlas med den kallade firecracker med samma namn eftersom det ofta kastas inifrån en flaska. På många områden är det olagligt att starta den typen av raketflaska - vattenraket är lagligt i de flesta områden.

Ta bort flaskans etikett, skär den där den inte limmas. Var försiktig så att du inte skär eller skrapa flaskan under denna operation, eftersom du kan försvaga den.
Förstärker flaskan genom att förpacka den med resistent tejp. De nya flaskorna kan tåla tryck upp till nästan 700 kilopascals, men upprepade lanseringar minskar deras motståndskraft. Du kan lägga in flera remsor av tejp runt den centrala delen av flaskan eller täcka både den centrala delen och de två ändarna. Varje remsa ska vända två gånger runt flaskan.
Markera punkterna där du kommer att attackera aileronsna. Om du planerar att använda fyra ailerons, rita linjer 90 grader ifrån varandra. Om du planerar att lägga bara tre, rita linjerna 120 grader från varandra (använd en grader). Det är lämpligt att linda en pappersremsa runt flaskan för att markera punkterna och överföra dem till själva flaskan.

Bygg aileronsna. Eftersom rakettkroppen är relativt stark, även om du måste förstärka den, måste aileronerna vara starka. Kartongen kommer att vara bra en stund, men den ideala lösningen är att använda plast, som den med vilken de styva mapparna eller ringbindarna är gjorda.

Först måste du dra aileronsna och skapa en pappersmodell som ska användas som vägledning för skärning. Oavsett hur du bestämmer dig för att utforma aileronsna måste dessa utformas så att den verkliga aileronen viks (fördubblas) för att öka motståndet och att den når åtminstone den del där flaskan krymper.

Klipp ut modellen och använd den som en guide för att skära den verkliga vinkeln.

Forma aileronsna och fäst dem i raketkroppen med starkt tejp.

Beroende på formen på raketavlastaren kan det vara bättre om aileronerna inte sträcker sig utöver raketens / flaskans mynning.

Skapar spetsen av raketen och lastdelen. Du behöver en annan 2-litersflaska.

Skär bottnen på flaskan.

Placera en vikt ovanpå den skurna flaskan. Det kan vara en bit av gjuten plast eller en handfull gummiband. Dra ihop den övre delen av flaskan i den undre delen, så att flaskans mynning är vänd mot botten av den nedre delen. Fixera den modifierade flaskan med tejp och fäst den med den första flaskan (den som fungerar som tryckkammare), alltid med tejp.

Spetsen kan vara allt från ett 2-liters flasklock till ett stycke PVC-rör till en plastkotte. När du väl har bestämt vad spetsen ska vara och monteras, borde den alltid fästas på toppen av den snittiga flaskan.

Det verifierar om raketen är välbalanserad. Håll raketen balanserad på pekfingret. Det borde vara balanserat och vilar det på fingret mer eller mindre vid höjden av den övre delen av tryckkammaren (dvs. botten på den första flaskan). Om inte, ta bort lastavsnittet och justera vikten.

När du har hittat tyngdpunkten väger den raketen. Den bör väga mellan 200 och 240 gram.

Förbered ventilen / locket. Det finns flera enheter som du kan använda för att starta raketen. Det enklaste är en ventilkåpa som passar perfekt in i flaskans mynning som fungerar som en tryckkammare.

Få ett korkpropp som passar perfekt in i flaskans mun. Kanten kan behöva vara lite arkiverad.

Skaffa en ventil av den typ som används i däck på en bil eller cykelns inre rör. Mät dess diameter.

Öva ett hål i mitten av korkproppen med samma diameter som ventilen.

Rengör ventilen och sätt en bit tejp på den gängade delen och på öppningen.

Sätt in ventilen i korken och täta komponenterna med silikon. Låt torka helt innan du tar bort tejpen.

Kontrollera att luften passerar genom ventilen utan problem.

Testa locket. Sätt en liten mängd vatten i rakettryckskammaren, sätt på locket och vrid raket upp och ner. Om du märker några läckor, försegla ventilen igen och försök igen. När du har blockerat några läckor, ta ett test för att se vilket tryck flaskan öppnar.

För att bygga ett mer komplext lanseringssystem följer du anvisningarna här http://razziadacqua.altervista.org/sistema_di_sgancio.htm.

Välj startsidan. När det gäller raketen som byggdes med en rullehållare och för matchraketen, är det lämpligt att välja en utomhusplats. Eftersom vattenraket är större än de andra behöver du ett större, plattutrymme.

En upphöjd yta som ett picknickbord är en bra idé för små barn.

Starta raketen.

Fyll ungefär en tredjedel av tryckkammaren med vatten (du kan lägga till lite matfärg för att göra lanseringen mer spektakulär). Det är möjligt att starta raketen ens utan vatten, men i detta fall kan gränsvärdesvärdet ändras.

Sätt in ventilen / kontakten i tryckkammarens mun.

Fäst en pump av den typ som används för att blåsa upp cykelhjulen till ventilen.

Vänd raketen och placera den upprätt.

Luftpump tills det når gränsvärdet som kommer att kroka av flaskan. Det kan finnas en liten fördröjning mellan utgången på locket och lanseringen av raketen.

Delar av raketten och deras verksamhet

1. Använd drivmedlet att lyfta raketen och låt det gå i luften. En raket flyger genom att rikta en avgasstråle nedåt genom en eller flera skruvar. Detta väcker och rör sig framåt i luften. Rakettmotorer arbetar genom att blanda själva bränslet med en syrekälla (oxidant) som gör det möjligt för dem att fungera både i rymden och i jordens atmosfär.

De första raketerna var fast bränsle. Den här typen av raket innehåller brännare, de kinesiska krigsraketerna och de två raketerna som används av rymdfärjan. De flesta raketer av denna typ har ett centralt hål för att blanda och bränna bränsle och oxidator. De raketmotorer som används i modellerna använder fasta bränslen med en rad belastningar för att använda raketens fallskärm när bränslet är klart.
Flytande raketer har separata autoklaver för bränsle, såsom bensin eller hydrazin, och för flytande syre. Dessa två vätskor pumpas in i en förbränningskammare vid basen av raketen. Rymdfärjens främre propellrar var flytande raketer, drivna av den yttre tanken som bäras under skytteln vid lanseringen. Saturn V-raketerna i Apollo-uppdraget var också flytande bränsle.
Många framdrivningsfordon har små fläckar på sina sidor så att de kan orienteras i rymden. Dessa kallas manövrerande reaktorer. Servicemodulen kopplad till Apollo-kontrollmodulen hade denna typ av framdrivare - även ryggsäckarna med manöverutrustning som används av rymdfärds astronauterna tillhandahölls.

2. Fånga luften med spetsen. Luften har en massa och ju mer den är tät (speciellt nära jorden), desto mer behåller de föremålen som försöker flytta inuti den. Raketerna måste optimeras (ger dem långsträckta och elliptiska former) för att minimera friktionen de stöter på när de reser i luften. Det är av den anledningen att de i allmänhet har en spetsig "nosning".

I raketer som bär en last (astronauter, satelliter eller explosiva warheads) placeras det vanligtvis i eller nära toppen. Apollo-kommandomodulen, till exempel, var konformad.
Spetsen innehåller också ett drivsystem som bärs av raketen för att hjälpa den att röra sig i rätt riktning utan att den ska avvika. Körsystem kan innefatta inbyggda datorer, sensorer, radar och radio för att ge information och styra raketens flygväg (Goddards raket använde ett gyrostyrsystem).

3. Balansera raketen kring tyngdpunkten. Den totala vikten av raketen måste balanseras runt en viss punkt inuti raketen för att se till att flygningarna inte faller. Denna punkt kan kallas jämviktspunkten, tyngdpunkten eller tyngdpunkten.

Tyngdpunkten är olika för varje raket. I allmänhet måste jämviktspunkten vara någonstans ovanför toppen av tryckkammaren.
Belastningen hjälper till att placera tyngdpunkten ovanför tryckkammaren, men om det är för tungt riskerar det att obalansera raketen, vilket gör det svårt att hålla det upprätt innan det startas och att styra det under start. Därför har integrerade kretsar integrerats i rymdfordonsdatorer, för att minska deras vikt (detta har lett till användningen av liknande integrerade kretsar eller chips, i miniräknare, digitala klockor, datorer och, mer nyligen, i smartphones. och tabletter).

4. Stabilisera raketflygningen med vridarna. Aileronerna hjälper till att säkerställa att raketens flygning är rak och ger motstånd mot förändringar i riktning. Vissa ailerons är utformade för att sträcka sig bortom raketen för att hålla den upprätt före lanseringen.

Under 1800-talet utarbetade engelsmannen William Hale ett annat sätt att använda aileronsna för att stabilisera raketflygningen. Ideen för lossningshamnarna som placeras bredvid flikar en vinge. Gasen, som kom ut genom dörrarna, tryckte mot vridarna och roterade raketen runt sin axel, förhindrade att den vred. Denna process kallas "spin stabilization".

tips

Om du gillade att skapa raketerna ovan men du vill ha något mer utmanande, kan du komma närmare modellering. Kits för konstruktion av raketmodeller har varit på marknaden sedan slutet av 1950-talet. De har enanvändande motorer som drivs med svart pulver och kan nå höjder mellan 100 och 500 meter.
Om det är för svårt att starta raketerna vertikalt, kan du göra lanseringssläden för att göra horisontella skott (i praktiken är raketballongen en form av raketrutschbana). Du kan attackera raketen som gjordes med bäraren på en leksakbil eller vattenraketen på en skateboard. Du behöver fortfarande hitta ett utrymme som är tillräckligt stort för att starta.

varningar

Använd alltid skyddsglasögon när du kastar en ojämn raket (så alla utom ballongraketen). För större raketer med fri flygning, såsom vattenraketen, är det lämpligt att bära en skyddande hjälm, om raketen träffar dig.
Skjut inte fri-raketerna mot någon.
Vuxenövervakning rekommenderas alltid när du startar eldrivna raketer med något mer kraftfullt än att andas.

Saker du behöver

Skyddsglasögon (för alla fritt flygraket)
Hård hatt (för större fri flygande raketer)

För ballongraketen:

En ballong
En sträng eller fiskelinje (3 till 5 m)
Ett halm
Ett pappersklämma eller klädnyp (eller något annat för att tillfälligt stänga ballongen)
Självhäftande tejp
Stöder för att binda strängen

För halmen skjuter raketer:

Ett halm
Ett pappersark
sax
blyertspenna
Självhäftande tejp

För raketen gjord med en rullehållare:

Ett pappersark
En 35 mm rullhållare (tillgänglig i fotostudier) eller ett tomt medicineringsrör (med snäpplås)
sax
Självhäftande tejp
vatten
En brusande tablett (som Alka-Seltzer eller Efferdent)
Vinäger (istället för vatten)
Natriumvätekarbonat (i stället för brusande tablett)
blyertspenna
lim
Papper näsdukar

För matchraketen: