Rakete ponazarjajo tretji Newtonov zakon gibanja: "Za vsako akcijsko silo bo vedno obstajala reakcijska sila, ki je po velikosti enaka, vendar v smeri nasprotna." Prva raketa je bila morda parni leseni golob, ki ga je izumil Archytas iz Tarentuma v četrtem stoletju pr. Para je nato utirala pot kitajskim cevi s smodnikom, nato raketam na tekoče gorivo, ki jih je zasnoval Konstanin Tsiolkovsky in izvedel Robert Goddard. Ta članek opisuje pet načinov za izdelavo lastne rakete, od preprostih do bolj zapletenih; z dodatnim razdelkom na koncu članka, ki pojasnjuje nekatera načela, ki delujejo pri izdelavi raket.
Korak
Metoda 1 od 5: Balonska raketa
Korak 1. Vežite en konec vrvice ali ribiške vrvice na oporo
Naslonjalo stola ali kljuko lahko uporabite kot oporo.
Korak 2. Prečrtajte črto skozi slamico
Nit in slama bosta služila kot vodilni sistem za nadzor poti rakete z balonom.
Modeli raketnih naprav običajno uporabljajo slamice podobne dolžine, ki so pritrjene na telo rakete. Te slamice so navožene skozi kovinske palice na izstrelitveni ploščici za podporo rakete pred izstrelitvijo
Korak 3. Drugi konec privežite na drugo oporo
Preden jih zavežete, se prepričajte, da je nit/vrvica tesna.
Korak 4. Razstreli balon
Stisnite konec balona, da zrak ne uhaja. Uporabite lahko prste, sponke za papir ali zatiče za oblačila.
Korak 5. Balon prilepite na slamo s trakom
Korak 6. Odstranite zrak iz balona
Vaša raketa bo letela vzdolž črte, od enega konca do drugega.
- Lahko poskusite narediti balonske rakete z okroglimi baloni namesto dolgih, pa tudi različne slamice različnih dolžin, da ugotovite, kako učinkovite so te slamice pri vodenju poti balonske rakete. Prav tako lahko povečate kot letenja balonske rakete, da vidite, kako vpliva na doseg rakete.
- Sorodno orodje, ki ga lahko izdelate tudi, je reaktivni čoln: škatlo za mleko prerežite na pol. Na dnu naredite luknjo in skozi luknjo vtaknite balon. Napihnite balon, nato čoln postavite v kad, napolnjeno z malo vode, in izpihnite zrak iz balona.
Metoda 2 od 5: Raketa, ki jo je izstrelil Straw
Korak 1. Izrežite kvadrat papirja
Širina tega kosa mora biti približno trikratna: priporočena velikost je 11,43 cm x 3,81 cm.
Korak 2. Ta kos tesno ovijte okoli svinčnika ali nohta
Zavijte ga blizu koncev namesto na sredini. Odrezan del naj visi čez konico svinčnika ali nohta.
Uporabite svinčnik ali žebelj, ki je nekoliko debelejši od slame, vendar ne predebel
Korak 3. Lepite odrezane robove papirja, da preprečite njihovo odlepljanje
Uporabite trak po dolžini, vzdolž traku papirja.
Korak 4. Zložljive konce prepognite navzven, da oblikujete konico ali stožec
Za pritrditev oblike uporabite trak na tem delu stožca.
Korak 5. Odstranite svinčnik ali žebelj
Korak 6. Preverite puščanje zraka
Nežno pihajte z izpostavljenega dela papirnate rakete. Poslušajte zvok zraka, ki uhaja s strani ali koncev stožca, in občutite šive na straneh in koncih za pretok zraka. Zatesnite puščanje s trakom in poskusite znova, dokler ne zaznate puščanja.
Korak 7. Dodajte repno plavuti na izpostavljeni del papirnate rakete
Ker so papirnate rakete ozke, boste morda lahko lopute, ki ste jih naredili ločeno, pritrdili na konce rakete. To bo lažje narediti kot narediti tri ali štiri različne plavuti neposredno na izpostavljenem delu rakete.
Korak 8. V odprti del rakete vstavite slamico
Prepričajte se, da je slama iz rakete dovolj dolga, da jo lahko primete s prsti.
Korak 9. Močno izdihnite skozi slamico
Raketa bo letela v zrak, ko jo bo spodbudila sila vašega diha.
- Slamo in raketo vedno usmerite navzgor, ne na nekoga, ko ga zaženete.
- Spremenite način gradnje rakete, da vidite, kako spremembe vplivajo na njen let. Spremenite tudi, kako težko dihate skozi slamo, da vidite, kako to vpliva na razdaljo, na katero lahko leti vaša raketa.
- Ta papirnata raketna igrača je sestavljena iz palice s plastičnim stožcem, pritrjenim na enem koncu, in plastičnim padalom, pritrjenim na drugem. Padlo se zloži nad palico, ki se nato vstavi v kartonsko pihalno cev. Ko piha, bo plastični stožec ujel zrak in sprožil palico. Ko doseže največjo višino, bo palica padla in aktivirala padalo.
Metoda 3 od 5: Rocket Film Roll
Korak 1. Odločite se, kako dolgo/visoko raketo želite zgraditi
Dobra dolžina/višina rakete je 15 cm, vendar jo lahko po želji podaljšate ali skrajšate.
Dober premer je 3,75 cm, dejanski premer pa bo določen s premerom zgorevalne komore rakete
Korak 2. Pripravite zvitek/zvitek filma
Ta valj bo zgorevalna komora za vašo raketo. Zvitke filma lahko dobite v foto studiih, ki še vedno uporabljajo film.
- Poiščite zvitek filma s pokrovom, ki je videti kot zamašek, ki gre v ustje valja, namesto da bi bil zataknjen na zunanji strani.
- Če ne najdete zvitka filma, lahko uporabite prazno stekleničko z zdravili na recept s pokrovom. Če je ne najdete, lahko uporabite plutovinasti zamašek, ki se lepo prilega ustju steklenice.
Korak 3. Sestavite raketo
Najlažji način za izdelavo telesa rakete je, da trak papirja ovijete okoli zvitka filma, na enak način, kot bi ovili svinčnik ali žebelj pri izdelavi rakete s slamo. Ker bodo valji izstrelili rakete, boste morda želeli papir pritrditi na valje s trakom ali lepilom - preden jih ovijete okoli posode.
- Ko pritrdite ohišje rakete, se prepričajte, da so ustja valja ali steklenice s tabletami obrnjena navzven. Usta bodo služila kot raketna šoba.
- Namesto, da konce raketnega telesa zložite stran od valjev v stožce, lahko ustvarite ločene stožce tako, da izrežete krog papirja od roba do sredine in papir zložite v stožec. Stožce lahko pritrdite s trakom ali lepilom.
- Dodajte plavuti. Ker je premer te rakete debelejši od papirnate rakete, ki jo izstrelite s slamico, prerežite vsako plavut posebej, da jih pritrdite. Poskrbite tudi, da namesto štirih uporabite tri plavuti.
Korak 4. Določite mesto izstrelitve rakete
Odprta, zunanja lokacija je tista, ki jo priporočamo, saj lahko raketa ob izstrelitvi na to lokacijo doseže precej dobro višino.
Korak 5. Napolnite valjček z vodo do 1/3
Če vodni vir ni blizu vaše izstrelitvene ploščadi, boste raketo morda morali nositi na glavo ali vodo prenašati ločeno in napolniti valje na izstrelitveni ploščadi.
Korak 6. Šumečo tableto prerežite na pol, drugo polovico pa položite v vodo
Korak 7. Zaprite valje in obrnite raketo tako, da bo pravokotna na izstrelitveno ploščad
Korak 8. Odmaknite se na varno razdaljo
Ko se tableta začne raztapljati, se sprošča ogljikov dioksid. Tlak se bo kopičil, dokler se ne zlomi in sprosti pokrov valjčka, ki omogoča izstrelitev rakete.
Poleg vode lahko valj do polovice napolnite s kisom. Namesto šumečih tablet lahko uporabite 1 čajno žličko (5 g) sode bikarbone. Kis, ki je kislina (ocetna kislina), bo reagiral s sodo bikarbono (ki je osnovna sestavina), da bo proizvedel vodo in ogljikov dioksid. Vendar sta kis in soda bikarbona bolj hlapna kot voda in šumeče tablete, zato boste morali iz rakete priti veliko hitreje - uporaba prevelike količine obeh kemikalij pa lahko uniči valje
Metoda 4 od 5: Raketne tekme
Korak 1. Iz aluminijaste folije izrežite majhne trikotnike
Ta trikotnik mora biti enakokraki, dolžine približno 2,5 cm na dnu in 5 cm od središča osnove do vrha trikotnika.
Korak 2. Vzemite vžigalice iz kopice
Korak 3. Poravnajte ujemanja z ravnimi zatiči
Vžigalico in zatič postavite tako, da se konica glave zatiča dotika glave vžigalice, in sicer v položaju, ki ni višji od najdebelejšega dela glave.
Korak 4. Trikotnik iz folije, začenši na zgornji točki, ovijemo okoli glave tekme
Zavijte ga čim tesneje, ne da bi pri tem motili položaj zatiča. Ko končate, mora zavoj segati približno 6,25 mm pod glavo vžigalice.
Korak 5. Z nohti palca prepognite folijo okoli glave čepa
S tem boste ovoj pritisnili bližje glavi vžigalice in pod ovojem ustvarili boljši kanal pin.
Korak 6. Previdno odstranite zatič iz ovoja
Pri tem pazite, da folije ne raztrgate.
Korak 7. Upognite zaponko v izstrelitveno ploščico
- Upognite zunanjo stran pod kotom 60 stopinj. To bo osnova izstrelitvene ploščice.
- Notranji utor upognite navzgor, nato ga zavrtite tako, da tvori odprt trikotnik. Tu boste položili vžigalice, zavite v folijo.
Korak 8. Postavite izstrelitveno ploščico na izstrelitveno mesto
Še enkrat, odprta lokacija na prostem je zelo priporočljiva, saj lahko rakete za tekme potujejo na velike razdalje. Izogibajte se zelo suhim mestom, saj lahko rakete iz vžigalic povzročijo požar.
Preden izstrelite raketo, se prepričajte, da je območje okoli vas
Korak 9. Raketo za vžigalice položite na izstrelitveno ploščo z glavo navzgor
Raketo je treba postaviti vsaj pod kotom 60 stopinj. Če je nižja, boste morda morali upogniti zaponko, dokler ne doseže tega položaja.
Korak 10. Zaženite raketo
Prižgite vžigalico tik pod njegovo ovito glavo. Ko se fosfor v zaviti glavi vžigalice vžge, bo tekmovalna raketa odletela.
- Pripravite vedro vode, ki je uporabno za namakanje rabljenih vžigalic, da se prepričate, da so te vžigalice popolnoma ugasnjene.
- Če raketa vžigalice pristane na vas, se nehajte premikati, spustite se na tla in se valjajte, dokler vsi plameni ne ugasnejo.
5. metoda od 5: vodna raketa
Korak 1. Pripravite prazno 2 -litrsko steklenico sode
Ta steklenica bo služila kot tlačna komora na raketi. Ker se za izdelavo teh raket uporabljajo steklenice, jih včasih imenujemo tudi rakete iz steklenic. Ne zamenjajte ga za ognjemet, imenovan tudi rakete iz steklenic, ki so tako poimenovani, ker se pogosto izstrelijo iz steklenice. Takšne rakete iz steklenic je nezakonito izstreliti na številnih področjih; medtem ko so vodne rakete na večini področij zakonite.
- Nalepko steklenice odstranite tako, da jo razrežete tam, kjer ni prilepljena na steklenico. Pri tem pazite, da ne porežete ali preluknjate površine steklenice, saj praske ali ureznine oslabijo steklenico.
- Steklenico okrepite tako, da jo ovijete z lepilnim trakom. Nove steklenice lahko prenesejo pritisk do 100 funtov na kvadratni palec (689,48 kilopaskalov), vendar bodo večkratni izstrelki zmanjšali toleranco tlaka, ki jo steklenice prenesejo brez razpok. Okoli sredine steklenice lahko ovijete več plasti maskirnega traku ali pa zavijete sredino in nadaljujete do polovice steklenice proti vsakemu koncu. Vsak paket mora dvakrat obiti steklenico.
- Z markerjem označite mesta, kjer boste plavuti pritrdili na telo rakete. Če nameravate uporabiti štiri plavuti, potegnite črte pod kotom 90 stopinj narazen. Če nameravate narediti tri plavuti, potegnite črte 120 stopinj narazen. Morda boste želeli obkrožiti kos papirja okoli steklenice in jo najprej označiti, preden te oznake prenesete na steklenico.
Korak 2. Naredite plavuti
Ker je telo raketne plastike precej močno, tudi če ga morate znova okrepiti, morajo biti tudi vaše plavuti trpežne. Uporabite lahko trdi karton, boljši material pa je plastika, ki se uporablja v žepni mapi ali vezju s tremi obročki.
- Najprej morate oblikovati plavuti in narediti vzorec papirja kot vodilo za rezanje. Kakorkoli že oblikujete plavuti, jih morate narediti tako, da bodo prave plavuti ponovno zložene (podvojene), da dobite dodatno moč in dosežete točko stiskanja steklenic.
- Odrežite vzorec in ga uporabite kot vodilo za rezanje materiala plavuti.
- Plavuti zložite v obliko in jih s trakom pritrdite na telo rakete.
- Odvisno od zasnove vašega lansirnika vam morda ne bo treba zgraditi plavuti, ki gre skozi šobo rakete.
Korak 3. Ustvarite nosni stožec in tovorni del
Za to potrebujete drugo 2 -litrsko steklenico.
- Odrežite dno steklenice.
- Tovor položite na vrh razrezane steklenice. Ta kos je lahko modelna glina ali kup gumijastih trakov. Odrezano dno steklenice postavite na vrh, tako da je dno obrnjeno proti vrhu steklenice. Nalepite ga s trakom, nato spremenjeno steklenico pritrdite na dno steklenice, ki deluje kot tlačna komora.
- Vaš nosni stožec je lahko izdelan iz kar koli, od 2 -litrskega pokrova steklenice do PVC cevi katere koli dolžine, do pravega plastičnega stožca. Ko ga definirate in ustvarite, mora biti ta stožec trajno pritrjen na vrh razrezane steklenice.
Korak 4. Preizkusite ravnotežje vaše domače rakete
Raketo uravnotežite na kazalcu. Raketo je treba uravnotežiti na točki nad tlačno komoro (dno prve steklenice). Če ne, odstranite obremenitveni del in prilagodite težo.
Ko odkrijete središče mase, stehtajte raketo. Teža naj bo v razponu od 200 do 240 gramov
Korak 5. Ustvarite zaganjalnik/zamašek
Za izstrelitev svoje vodne rakete lahko uporabite več kosov opreme. Najenostavnejši je ventil in zamašek, ki ga je mogoče vstaviti v odprtino steklenice, ki deluje kot tlačna komora.
- Poiščite zamašek, ki se prilega naravnost v usta steklenice. Morda boste morali rahlo strgati robove.
- Pridobite sistem ventilov, ki se običajno uporablja v avtomobilskih pnevmatikah ali notranjih ceveh za kolesa. Izmerite premer.
- V sredini ventila izvrtajte luknjo z istim premerom kot ventil.
- Očistite steblo ventila in nalepite trak na navojni del in odprtino.
- Vstavite ventil skozi luknjo v pluti in ga pritrdite s silikonskim ali uretanskim tesnilom. Pustite, da se ta snov temeljito posuši, preden odstranite trak.
- Preverite ventil in se prepričajte, da zrak lahko prosto prehaja skozi njega.
- Preizkusite zaustavitev tako, da v tlačno komoro rakete postavite majhno količino vode, nato postavite zamašek v položaj in raketo postavite navpično. Če pride do puščanja, ponovno zaprite ventil in ponovno preizkusite. Ko ne pride do puščanja, ponovno preizkusite, da ugotovite tlak, ki sili zrak, da iztisne zamašek iz steklenice.
- Za navodila o ustvarjanju naprednejšega sistema za zagon glejte
Korak 6. Izberite mesto izstrelitve rakete
Tako kot pri raketah in vžigalnikih s filmskimi zvitki je tudi odprta lokacija na prostem zelo priporočljiva. Ker so vodne rakete večje od drugih raket, boste potrebovali večjo, bolj ravno površino kot druge rakete.
Dvignjene površine, kot so mize za piknik, so dobra ideja, ko so prisotni majhni otroci
Korak 7. Zaženite raketo
- Tlačno komoro 1/3-1/2 napolnite z vodo (vodi boste morda lahko dodali barvilo za živila, da bo ob izstrelitvi rakete dobila bolj barvito "gorivo"). Raketo lahko izstrelite tudi brez uporabe vode v tlačni komori, čeprav je lahko ciljni tlak drugačen kot takrat, ko je bila v komori voda.
- Zaganjalnik/zaporo vstavite v ustje tlačne komore.
- Cev črpalke za kolo priključite na sprostitveni ventil.
- Raketo postavite pokonci.
- Črpajte zrak, dokler ne dosežete tlaka, ki bo ventil izrinil ven. Preden se to zgodi in raketa lahko traja nekaj časa.
Raketni deli in kako delujejo
1. Z gorivom dvignite raketo in jo prenesite po zraku. Rakete letijo z usmerjanjem hlapov goriva navzdol skozi enega ali več izpušnih plinov, ki ga potisnejo navzgor (dvignejo) in premaknejo naprej (skozi) zrak. Raketni motorji delujejo z mešanjem dejanskega goriva z virom kisika (oksidantom), kar raketi omogoča delo v vesolju, ki ni zemeljsko ozračje.
- Prve rakete so bile rakete na trda goriva. Te rakete vključujejo ognjemete, kitajske vojne rakete in dva tanka ojačevalca, ki jih uporabljajo vesoljska plovila. Večina takšnih raket ima v sredini luknjo, ki se uporablja kot prostor za srečanje in izgorevanje goriva in oksidanta. Raketni motorji, ki se uporabljajo pri modelih raket, uporabljajo trdno gorivo in tudi skupino tokov za izstreljevanje raketnega padala, ko zmanjka goriva.
- Rakete na tekoče gorivo vključujejo ločene rezervoarje pod tlakom, ki vsebujejo tekoče gorivo, kot sta bencin ali hidrazin, in tekoči kisik. Te tekočine se črpajo v zgorevalno komoro na dnu rakete; Izpušni plini se odvajajo skozi stožčast gobec. Glavni potisniki vesoljskega plovila so rakete na tekoče gorivo, podprte z zunanjimi rezervoarji za gorivo, ki jih nosijo pod plovilom ob izstrelitvi. Rakete Saturn V na misijah Apollo so tudi rakete na tekoče gorivo.
- Številna letala na raketni pogon uporabljajo tudi majhne rakete na straneh za pomoč pri usmerjanju letala, ko je na nebu. Te rakete imenujemo manevrski potisniki. Servisni modul na ukaznem modulu Apollo ima te propelerje, nahrbtnike z enoto za manevriranje s posadko, ki jih uporabljajo astronavti vesoljskih plovil, uporabljajo tudi ti potisniki.
2. S stožčastim nosom odrežite zavrtenje zraka. Zrak ima maso in bolj gosto je (še bolj ko je bližje zemeljski površini), bolj se bo boril proti predmetom, ki poskušajo priti skozi njega. Rakete morajo biti oblikovane tako, da so poenostavljene (z dolgimi eliptičnimi oblikami), da se čim bolj zmanjša njihov vpliv pri prehodu skozi zrak, zato imajo rakete stožčasto konico nosu.
- Rakete, ki nosijo koristne obremenitve (astronavti, sateliti ali jedrski eksplozivi), običajno nosijo te nosilnosti v nosu rakete ali blizu nje. Ukazni modul Apollo je na primer stožčaste oblike.
- Ta stožčasti nos nosi tudi vse krmilne sisteme rakete, ki jo neovirano usmerjajo do cilja. Nadzorni sistemi lahko vključujejo računalnike v kabini, senzorje, radarje in radijske postaje za zagotavljanje informacij in nadzor poti leta rakete (rakete Goddard uporabljajo sistem za upravljanje z žiroskopom).
3. Uravnoteženje kroga okoli središča mase. Celotna teža rakete mora biti uravnotežena okoli določene točke rakete, da se zagotovi, da raketa neovirano leti. To točko lahko imenujemo ravnotežna točka, težišče ali težišče.
- Središče mase vsake rakete se spreminja. Na splošno bo ravnotežna točka nad komoro za gorivo ali tlačno komoro.
- Medtem ko koristna obremenitev pomaga dvigniti središče mase rakete izven tlačne komore, bo presežna nosilnost raketo otežila na vrhu, kar otežuje zadrževanje med izstrelitvijo in nadzorom med letom. Zaradi tega so bila integrirana vezja združena z računalniki vesoljskih plovil za zmanjšanje teže (to je privedlo do uporabe podobnih integriranih vezij ali čipov v kalkulatorjih, digitalnih urah, osebnih računalnikih, v zadnjem času pa tudi tabličnih računalnikov in pametnih telefonov).
4. Uravnoteženje letenja rakete z repnimi plavuti. Ta plavuti pomagajo zagotoviti, da bo raketa letela naravnost, saj zagotavljajo zračni upor pri spremembah smeri. Nekatere plavuti so zasnovane tako, da prehajajo skozi dno raketne šobe, pa tudi da raketo držijo pokonci pred izstrelitvijo.
V 19. stoletju je Anglež William Hale odkril drug način uporabe raketnih plavuti za stabilizacijo raketnega leta. Naredil je odtok tik ob plavutih, ki so spominjali na propeler. To povzroči, da odpadni plini stisnejo plavuti in vrtijo raketo, da ne pride v vrsto. Ta proces se imenuje rotacijska stabilizacija
Nasveti
- Če uživate v izdelavi zgornjih raket, vendar se želite spopasti s težjim izzivom, lahko delate na hobi modelu rakete. Modeli raket so v komercialni prodaji od poznih petdesetih let prejšnjega stoletja v obliki prepletene opreme, ki bi jo lahko izstrelili s črnimi motorji smodnika, do višine 100-500 m.
- Če je raketo pretežko izstreliti navzgor, lahko naredite, da nekatera drsi vodoravno (pravzaprav so balonske rakete oblika tega horizontalnega drsenja). Raketo s filmsko rolo lahko pritrdite na igračko ali vodno raketo na rolko. Še vedno bi morali najti odprto območje z dovolj velikim začetnim prostorom.
Opozorilo
- Starševski nadzor je zelo priporočljiv pri delu s katero koli raketo, ki je izstreljena z uporabo česar koli močnejšega od diha osebe, ki jo je izstrelila.
- Pri izstrelitvi katere koli od treh vrst letečih raket (razen raket z balonom) vedno nosite zaščito za oči. Pri večjih prostoletečih raketah, kot so vodne rakete, je priporočljiva tudi zaščitna čelada za zaščito glave, če raketa udari vanj.
- Ne streljajte na prosto leteče rakete katere koli vrste.
