Rachetele ilustrează a treia lege a mișcării lui Newton: „Pentru fiecare forță de acțiune, va exista întotdeauna o forță de reacție care este egală în mărime, dar opusă în direcție”. Este posibil ca prima rachetă să fi fost un porumbel de lemn alimentat cu abur, inventat de Archytas of Tarentum, în secolul al IV-lea î.e.n. Aburul a deschis apoi calea pentru tuburile de praf de pușcă ale chinezilor, apoi rachete cu combustibil lichid proiectate de Konstanin Tsiolkovsky și implementate de Robert Goddard. Acest articol descrie cinci moduri de a-ți construi propria rachetă, de la simplu la mai complex; cu o secțiune suplimentară la sfârșitul articolului, care explică câteva dintre principiile care funcționează la construirea rachetelor.
Etapa
Metoda 1 din 5: Balloon Rocket
Pasul 1. Legați un capăt al șnurului sau liniei de pescuit de suport
Puteți folosi spătarul scaunului sau al clantei ca suport.
Pasul 2. Traceți linia prin paie
Firul și paiul vor servi drept sistem de ghidare pentru controlul traseului rachetei balonului.
Dispozitivele pentru rachete model folosesc de obicei paie de lungime similară care sunt atașate la corpul rachetei. Aceste paie sunt filetate prin stâlpi metalici pe platforma de lansare pentru a susține racheta înainte de lansare
Pasul 3. Legați celălalt capăt de un alt suport
Asigurați-vă că firul / șirul este strâns înainte de a-l lega.
Pasul 4. Suflați balonul
Ciupiți capătul balonului pentru a împiedica aerul să scape. Puteți folosi degetele, agrafe de hârtie sau ace de îmbrăcăminte.
Pasul 5. Lipiți balonul de paie cu bandă
Pasul 6. Îndepărtați aerul din balon
Racheta dvs. va zbura de-a lungul liniei, de la un capăt la altul.
- Puteți încerca să faceți rachete cu baloane cu baloane rotunde în loc de cele lungi, precum și diverse paie de lungimi diferite pentru a afla cât de eficiente sunt aceste paie în direcționarea traseului rachetei cu baloane. De asemenea, puteți crește unghiul de zbor al rachetei cu balon pentru a vedea cum afectează raza de acțiune a rachetei.
- Un instrument asemănător pe care îl puteți face este, de asemenea, o barcă cu jet: tăiați o cutie de lapte în jumătate. Faceți o gaură în partea inferioară și filetați un balon prin gaură. Umflați balonul, apoi așezați barca într-o cadă plină cu puțină apă și suflați aerul din balon.
Metoda 2 din 5: Racheta lansată de Straw
Pasul 1. Tăiați un pătrat de hârtie
Această piesă ar trebui să aibă aproximativ trei ori lățimea: dimensiunea recomandată este de 11,43 cm x 3,81 cm.
Pasul 2. Înfășurați bine această piesă în jurul unui creion sau cui
Înfășurați-l lângă capete în loc de în mijloc. Partea tăiată ar trebui să atârne peste vârful creionului sau unghiei.
Asigurați-vă că utilizați un creion sau unghie puțin mai groasă decât paiul, dar nu prea groasă
Pasul 3. Lipiți marginile tăiate ale hârtiei pentru a le preveni să se desprindă
Folosiți bandă de-a lungul lungimii, de-a lungul benzii de hârtie.
Pasul 4. Îndoiți capetele suspendate spre exterior pentru a forma un punct sau un con
Utilizați bandă pe această parte a conului pentru a menține forma.
Pasul 5. Scoateți creionul sau unghia
Pasul 6. Verificați dacă există scurgeri de aer
Suflați ușor din partea expusă a rachetei de hârtie. Ascultați sunetul aerului care scapă din părțile laterale sau din capetele conului și simțiți cusăturile din părțile laterale și capetele pentru fluxul de aer. Folosiți bandă pentru a sigila scurgerile și încercați din nou până când nu puteți detecta scurgeri.
Pasul 7. Adăugați o aripă de coadă pe partea expusă a rachetei de hârtie
Deoarece rachetele de hârtie sunt înguste, este posibil să puteți atașa aripioarele pe care le-ați făcut separat la capetele rachetei. Acest lucru va fi mai ușor de făcut decât să faci trei sau patru aripioare diferite direct pe partea expusă a rachetei.
Pasul 8. Introduceți paiul în partea deschisă a rachetei
Asigurați-vă că paiul este întins din rachetă suficient de mult timp pentru a-l prinde cu degetele.
Pasul 9. Expirați tare printr-un paie
Racheta va zbura în aer pe măsură ce este impulsionată de forța respirației.
- Îndreptați întotdeauna paiul și racheta în sus, nu către cineva când îl lansați.
- Variați modul în care construiți racheta pentru a vedea cum modificările îi afectează zborul. De asemenea, variați cât de greu respirați prin paie pentru a vedea cum aceasta afectează distanța pe care o poate zbura racheta.
- Această jucărie de tip rachetă de hârtie constă dintr-un băț cu un con de plastic atașat la un capăt și o parașută de plastic atașată la celălalt. Parașuta este pliată peste un băț, care este apoi introdus într-un tub de suflare din carton. Când este suflat, conul de plastic va prinde aerul și va lansa bagheta. Când atinge înălțimea maximă, bățul va cădea și va activa parașuta.
Metoda 3 din 5: Rola de film pentru rachete
Pasul 1. Decideți cât de lung / înalt este racheta pe care doriți să o construiți
O lungime / înălțime bună a rachetei este de 15 cm, dar o puteți face mai lungă sau mai scurtă dacă doriți.
Un diametru bun este de 3,75 cm, dar diametrul real va fi determinat de diametrul camerei de ardere a rachetei
Pasul 2. Pregătiți rola / rola de film
Această rolă va fi camera de ardere pentru racheta dvs. Puteți obține role de film de la studiourile foto care încă folosesc filmul.
- Căutați o rolă de film cu un capac care să arate ca un dop care intră în gura rolei, mai degrabă decât să fie blocat în exterior.
- Dacă nu găsiți o rolă de film, puteți folosi o sticlă goală de medicamente eliberate pe bază de rețetă, cu un capac fixabil. Dacă nu îl găsiți, puteți folosi un dop de plută care se va potrivi frumos în gura sticlei.
Pasul 3. Asamblați racheta
Cel mai simplu mod de a face un corp de rachetă este să înfășurați o fâșie de hârtie în jurul unei role de film, în același mod în care ați înfășura un creion sau unghie atunci când faceți o rachetă lansată de o paie. Deoarece rolele vor lansa rachetele, poate doriți să atașați hârtia la role folosind bandă sau lipici - înainte de a le înfășura în jurul containerului.
- Asigurați-vă că gura rolei sau a sticlei pentru pilule este orientată spre exterior atunci când atașați carcasa rachetei. Gura va servi drept duza rachetei.
- În loc să pliați capetele corpului rachetei departe de role în conuri, puteți crea conuri separate prin tăierea unui cerc de hârtie, de la margine până la centru și plierea hârtiei într-un con. Puteți atașa conurile cu bandă sau lipici.
- Adăugați aripioare. Deoarece diametrul acestei rachete este mai gros decât racheta de hârtie pe care o lansați cu o paie, tăiați fiecare aripă una câte una pentru a le atașa. De asemenea, asigurați-vă că utilizați trei aripioare în loc de patru.
Pasul 4. Determinați locația de lansare a rachetei
Locația deschisă, în aer liber, este cea pe care o recomandăm, deoarece racheta poate atinge o înălțime destul de bună atunci când este lansată în această locație.
Pasul 5. Umpleți rola cu apă până la 1/3
Dacă sursa de apă nu se află în apropierea platformei dvs. de lansare, poate fi necesar să purtați racheta cu capul în jos sau să transportați apa separat și să umpleți rolele de pe platforma de lansare.
Pasul 6. Tăiați comprimatul efervescent în jumătate și puneți cealaltă jumătate în apă
Pasul 7. Închideți rolele și rotiți racheta astfel încât să fie perpendiculară pe platforma de lansare
Pasul 8. Îndepărtați-vă la o distanță sigură
Pe măsură ce tableta începe să se dizolve, eliberează dioxid de carbon. Presiunea se va acumula până când se sparge și eliberează capacul rolei, permițând lansarea rachetei.
Pe lângă apă, puteți umple rola cu oțet la jumătatea drumului. În loc de comprimate efervescente, puteți folosi 1 linguriță (5 g) de bicarbonat de sodiu. Oțetul, care este un acid (acid acetic), va reacționa cu bicarbonat de sodiu (care este ingredientul de bază), pentru a produce apă și dioxid de carbon. Cu toate acestea, oțetul și bicarbonatul de sodiu sunt mai volatile decât apa și comprimatele efervescente, așa că va trebui să ieșiți din rachetă mult mai repede - iar utilizarea prea multă a ambelor substanțe chimice poate distruge rolele
Metoda 4 din 5: meciuri de rachete
Pasul 1. Tăiați triunghiuri mici din folie de aluminiu
Acest triunghi ar trebui să fie isoscel, cu o lungime de aproximativ 2,5 cm la bază și 5 cm de la centrul bazei până la vârful triunghiului.
Pasul 2. Luați chibriturile din grămadă
Pasul 3. Aliniați chibriturile cu știfturile drepte
Așezați chibritul și știftul astfel încât punctul capului știftului să atingă capul chibritului, într-o poziție nu mai mare decât partea cea mai groasă a capului.
Pasul 4. Înfășurați triunghiul foliei, începând din punctul de sus, în jurul capului meciului
Înfășurați-l cât mai bine posibil fără a perturba poziția pinului. La terminare, folia trebuie să se extindă cu aproximativ 6,25 mm sub capul de chibrit.
Pasul 5. Împingeți folia de folie în jurul capului pinului cu unghiile degetului mare
Acest lucru va apăsa învelișul mai aproape de capul de chibrit și va crea un canal de pin mai bun sub ambalaj.
Pasul 6. Scoateți cu grijă știftul din ambalaj
Aveți grijă să nu rupeți folia în timp ce faceți acest lucru.
Pasul 7. Îndoiți agrafa într-un bloc de lansare
- Îndoiți exteriorul la un unghi de 60 de grade. Aceasta va forma baza platformei de lansare.
- Îndoiți canelura interioară în sus, apoi răsuciți-o astfel încât să formeze un triunghi deschis. Aici veți pune chibriturile înfășurate în folie.
Pasul 8. Plasați platforma de lansare pe locația de lansare
Din nou, o locație deschisă în aer liber este foarte recomandată, deoarece rachetele de meciuri pot parcurge distanțe considerabile. Evitați locurile care sunt foarte uscate, deoarece rachetele cu chibrituri pot provoca incendii.
Asigurați-vă că zona din jurul dvs. este în siguranță înainte de a lansa racheta
Pasul 9. Așezați racheta de chibrit pe platforma de lansare, cu capul orientat în sus
Racheta trebuie poziționată cel puțin la un unghi de 60 de grade. Dacă este mai jos, poate fi necesar să îndoiți agrafa până când ajunge în această poziție.
Pasul 10. Lansați racheta
Aprinde un chibrit chiar sub capul său înfășurat. Când fosforul din capul de chibrit înfășurat se aprinde, racheta de chibrit va zbura.
- Pregătiți o găleată de apă utilă pentru înmuierea chibriturilor uzate, pentru a vă asigura că aceste chibrituri sunt complet stinse.
- Dacă racheta de chibrit aterizează pe tine, nu te mai mișca, coboară la pământ și rulează până când toate flăcările se sting.
Metoda 5 din 5: Racheta de apă
Pasul 1. Pregătiți o sticlă goală de sodiu de 2 litri
Această sticlă va servi ca o cameră de presiune pe rachetă. Deoarece sticlele sunt folosite pentru a face aceste rachete, acestea sunt uneori numite rachete sticlă. Nu-l confundați cu focurile de artificii, numite și rachete de sticlă, care sunt numite astfel deoarece sunt deseori trase din interiorul unei sticle. Rachete de tip sticlă ca aceasta sunt ilegale pentru a fi lansate în multe zone; în timp ce rachetele de apă sunt legale în majoritatea zonelor.
- Scoateți eticheta sticlei tăiind-o acolo unde nu este lipită de sticlă. Aveți grijă să nu tăiați sau să nu găuriți suprafața sticlei în timp ce faceți acest lucru, deoarece zgârieturile sau tăieturile vor slăbi sticla.
- Consolidați sticla înfășurând-o cu o bandă adezivă. Noile sticle pot rezista la presiuni de până la 100 de lire pe inch pătrat (689,48 kilopascali), dar lansările repetate vor reduce toleranța la presiune pe care sticlele o pot suporta fără crăpături. Puteți înfășura mai multe straturi de bandă de mascare în jurul sticlei sau înfășurați centrul și continuați la jumătatea sticlei spre fiecare capăt. Fiecare pachet trebuie să înconjoare sticla de două ori.
- Marcați locurile în care veți atașa aripioarele la corpul rachetei, cu un stilou. Dacă intenționați să utilizați patru aripioare, trasați liniile la unghiuri de 90 de grade. Dacă intenționați să faceți trei aripioare, desenați dungile la 120 de grade distanță. Poate doriți să înconjurați o bucată de hârtie în jurul sticlei și să o marcați mai întâi înainte de a transfera aceste marcaje în sticlă.
Pasul 2. Faceți aripioarele
Deoarece corpul rachetei din plastic este destul de puternic, chiar dacă trebuie să-l întăriți din nou, aripioarele dvs. ar trebui să fie, de asemenea, durabile. Puteți folosi carton tare, dar un material mai bun este plasticul folosit într-un dosar de buzunar sau liant cu trei inele.
- Mai întâi trebuie să vă proiectați aripioarele și să faceți o probă de hârtie ca ghid de tăiere. Cu toate că vă proiectați aripioarele, trebuie să le faceți astfel încât aripioarele reale să fie pliate din nou (dublate) pentru a obține o rezistență suplimentară și a ajunge la punctul de constricție a sticlei.
- Tăiați proba și folosiți-o ca ghid pentru tăierea materialului cu aripioare.
- Îndoiți aripioarele în formă și atașați-le la corpul rachetei cu bandă.
- În funcție de designul lansatorului, este posibil să nu fie nevoie să construiți o aripă care trece prin duza rachetei.
Pasul 3. Creați conul nasului și partea de încărcare
Pentru aceasta, veți avea nevoie de o a doua sticlă de 2 litri.
- Tăiați fundul sticlei.
- Așezați încărcătura pe partea superioară a sticlei tăiate. Această piesă poate fi model de lut sau o grămadă de benzi de cauciuc. Așezați fundul tăiat al sticlei în partea superioară, cu partea inferioară îndreptată spre partea superioară a sticlei. Lipiți-l cu bandă, apoi atașați sticla modificată la fundul sticlei, care acționează ca o cameră de presiune.
- Conul nasului poate fi făcut din orice, de la un capac de sticlă de 2 litri la o țeavă din PVC de orice lungime, până la un con de plastic real. După ce l-ați definit și creat, acest con ar trebui să fie atașat permanent la partea superioară a sticlei tăiate.
Pasul 4. Testați echilibrul rachetei de casă
Echilibrați racheta pe degetul arătător. Racheta trebuie echilibrată la un punct deasupra camerei de presiune (partea de jos a primei sticle). Dacă nu, scoateți porțiunea de încărcare și reglați greutatea.
Odată ce i-ai găsit centrul de masă, cântărește racheta. Greutatea trebuie să fie cuprinsă între 200 și 240 de grame
Pasul 5. Creați lansatorul / dopul
Există mai multe echipamente pe care le puteți folosi pentru a lansa racheta de apă. Cea mai simplă este o supapă și un opritor care pot fi introduse în gura sticlei care funcționează ca o cameră de presiune.
- Căutați un dop care să se potrivească chiar în gura sticlei. Poate că va trebui să răzuiești puțin marginile.
- Obțineți un sistem de supape utilizat în mod obișnuit la anvelopele auto sau la tuburile interioare ale bicicletelor. Măsurați diametrul.
- Găuriți o gaură în centrul supapei, cu același diametru ca supapa.
- Curățați tija supapei și aplicați bandă peste porțiunea filetată și deschidere.
- Introduceți supapa prin orificiul din dop, apoi țineți-o în poziție cu o garnitură de silicon sau uretan. Lăsați această substanță să se usuce bine înainte de a scoate banda.
- Testați supapa pentru a vă asigura că aerul poate trece liber prin ea.
- Testați opritorul plasând o cantitate mică de apă în camera de presiune a rachetei, apoi plasând dopul în poziție și ridicând racheta pe verticală. Dacă există o scurgere, sigilați din nou supapa și testați din nou. Odată ce nu există scurgeri, testați din nou pentru a găsi presiunea care forțează aerul să expulzeze dopul din sticlă.
- Pentru instrucțiuni despre crearea unui sistem de lansare mai avansat, consultați
Pasul 6. Selectați site-ul de lansare a rachetelor
La fel ca în cazul rachetelor de film și al brichetelor, o locație deschisă în aer liber este foarte recomandată. Deoarece rachetele de apă sunt mai mari decât alte rachete, veți avea nevoie de o zonă deschisă mai mare și mai plat decât alte rachete.
Suprafețele ridicate, cum ar fi mesele de picnic, sunt o idee bună atunci când sunt prezenți copii mici
Pasul 7. Lansați racheta
- Umpleți camera de presiune 1 / 3-1 / 2 plină cu apă (este posibil să puteți adăuga coloranți alimentari în apă pentru a da un „combustibil” mai colorat atunci când racheta se lansează). De asemenea, puteți lansa o rachetă fără a utiliza apă în camera de presiune, deși presiunea țintă poate fi diferită de atunci când camera avea apă în ea.
- Introduceți lansatorul / opritorul în gura camerei de presiune.
- Conectați furtunul pompei de bicicletă la supapa de eliberare.
- Stai racheta în poziție verticală.
- Pompați aerul până când ajungeți la o presiune care va forța robinetul să iasă. Poate exista un pic de timp de așteptare înainte ca acest lucru să se întâmple și racheta să se lanseze.
Piese de rachetă și modul în care funcționează
1. Folosind combustibil pentru a ridica racheta și a o zbura prin aer. Rachetele zboară direcționând vaporii de combustibil în jos printr-unul sau mai multe gaze de eșapament care îl vor împinge în sus (ridica) și îl vor deplasa înainte (prin) aer. Motoarele de rachete funcționează amestecând combustibilul real cu o sursă de oxigen (oxidant), care permite rachetei să funcționeze în spațiul cosmic, altul decât atmosfera Pământului.
- Primele rachete au fost rachete cu combustibil solid. Aceste rachete includ artificii, rachete de război chineze și cele două boostere subțiri folosite de nave spațiale. Majoritatea rachetelor de acest fel au o gaură în mijloc, care este folosită ca loc pentru întâlnirea și arderea combustibilului și oxidantului. Motoarele de rachetă utilizate în modelele de rachete folosesc combustibil solid, precum și un grup de curenți pentru a lansa parașuta rachetei când combustibilul se epuizează.
- Rachetele cu combustibil lichid includ rezervoare separate sub presiune care conțin un combustibil lichid, cum ar fi benzina sau hidrazina și oxigenul lichid. Aceste fluide sunt pompate în camera de ardere din partea de jos a rachetei; Gazele de eșapament sunt expulzate printr-un bot conic. Propulsoarele principale ale navei spațiale sunt rachete cu combustibil lichid susținute de rezervoare externe de combustibil, care sunt transportate sub ambarcațiune la lansare. Rachetele Saturn V din misiunile Apollo sunt, de asemenea, rachete cu combustibil lichid.
- Multe avioane cu rachetă folosesc, de asemenea, rachete mici pe laturi pentru a ajuta la direcția avionului în timp ce se află pe cer. Aceste rachete se numesc propulsoare de manevră. Modulul de servicii de pe modulul de comandă Apollo are aceste propulsoare, rucsacurile Unității de manevrare echipate utilizate de astronauții navei spațiale folosesc și ele aceste propulsoare.
2. Tăiați respingerea aerului cu nasul său conic. Aerul are masă și cu cât este mai dens (în special cu cât este mai aproape de suprafața pământului), cu atât va lupta mai mult împotriva obiectelor care încearcă să treacă prin el. Rachetele trebuie să fie proiectate pentru a fi simplificate (cu forme lungi eliptice) pentru a minimiza impactul pe măsură ce trec prin aer și, din acest motiv, rachetele au vârful conic al nasului.
- Rachetele care transportă sarcini utile (astronauți, sateliți sau explozivi nucleari) transportă de obicei aceste sarcini utile în sau aproape de nasul rachetei. Modulul de comandă Apollo, de exemplu, are o formă conică.
- Acest nas conic transportă, de asemenea, toate sistemele de control ale rachetei pentru a ajuta la direcționarea sa către destinație nestingherită. Sistemele de control pot include computere din cabină, senzori, radare și aparate de radio pentru a furniza informații și a controla traiectoria zborului rachetei (rachetele Goddard folosesc un sistem de control al giroscopului).
3. Echilibrarea cercului în jurul centrului său de masă. Greutatea totală a rachetei trebuie să fie echilibrată în jurul unui anumit punct al rachetei, pentru a se asigura că racheta poate zbura nestingherită. Acest punct poate fi numit punctul de echilibru, centrul de masă sau centrul de greutate.
- Centrul de masă pentru fiecare rachetă variază. În general, punctul de echilibru va fi deasupra camerei de combustibil sau de presiune.
- În timp ce sarcina utilă ajută la ridicarea centrului de masă al rachetei dincolo de camera de presiune, sarcina utilă în exces va face racheta grea deasupra, ceea ce face dificilă menținerea în timpul lansării și controlul în timpul zborului. Din acest motiv, circuitele integrate au fost combinate cu computerele navelor spațiale pentru a reduce greutatea (acest lucru a condus la utilizarea unor circuite integrate similare, sau cipuri, în calculatoare, ceasuri digitale, computere personale și, mai recent, acestea, tablete și smartphone-uri).
4. Echilibrarea zborului rachetei cu aripioarele cozii sale. Aceste aripioare contribuie la asigurarea faptului că zborul rachetei este drept, oferind rezistență aerului la schimbările de direcție. Unele dintre aripioare sunt proiectate pentru a trece prin fundul duzei rachetei, precum și pentru a menține racheta în poziție verticală înainte de lansare.
În secolul al XIX-lea, englezul William Hale a descoperit un alt mod de a folosi aripile rachetei pentru a stabiliza zborul rachetei. A făcut o scurgere chiar lângă aripioare care semănau cu o elice. Acest lucru face ca gazele irosite să comprime aripioarele și să rotească racheta pentru ao menține în afara liniei. Acest proces se numește stabilizare rotativă
sfaturi
- Dacă vă place să faceți rachetele de mai sus, dar doriți să faceți o provocare mai grea, puteți lucra la un model de rachetă hobby. Modelele de rachete au fost vândute comercial de la sfârșitul anilor 1950, sub formă de echipamente de interblocare care ar putea fi lansate cu motoare de praf de pușcă neagră, la înălțimi de 100-500 m.
- Dacă este prea dificil să lansați racheta pe verticală, puteți face ca unele dintre ele să alunece orizontal (de fapt, rachetele cu balon sunt o formă a acestei alunecări orizontale). Puteți atașa o rachetă cu rolă de film la o mașină de jucărie sau o rachetă de apă la un skateboard. Ar trebui să găsiți în continuare o zonă deschisă cu un spațiu de lansare suficient de mare.
Avertizare
- Supravegherea părintească este foarte recomandată atunci când lucrați cu orice rachetă lansată folosind ceva mai puternic decât respirația persoanei care o lansează.
- Purtați întotdeauna protecție pentru ochi atunci când lansați oricare dintre cele trei tipuri de rachete zburătoare (rachete, altele decât rachete cu balon). Pentru rachetele mai mari cu zbor liber, cum ar fi rachetele de apă, este recomandată și o cască de protecție pentru a proteja capul dacă racheta lovește.
- Nu trageți rachete cu zbor liber de orice tip asupra nimănui.
