Rakety ilustrujú tretí Newtonov pohybový zákon: „Pre každú akčnú silu bude vždy existovať reakčná sila, ktorá má rovnakú veľkosť, ale opačný smer.“Prvou raketou mohol byť holub na drevo poháňaný parou, ktorý vynašiel Archytas z Tarentu vo štvrtom storočí pred n. L. Para potom vydláždila cestu rúrkam čínskeho strelného prachu, potom raketám na kvapalné palivo, ktoré navrhol Konstanin Tsiolkovsky a realizoval Robert Goddard. Tento článok popisuje päť spôsobov, ako postaviť vlastnú raketu, od jednoduchých po zložitejšie; s ďalšou sekciou na konci článku, ktorá vysvetľuje niektoré princípy, ktoré fungujú pri stavbe rakiet.
Krok
Metóda 1 z 5: Balónová raketa
Krok 1. Pripojte jeden koniec šnúrky alebo rybárskej šnúry k podpore
Ako oporu môžete použiť operadlo stoličky alebo kľučku.
Krok 2. Sledujte linku cez slamku
Niť a slama budú slúžiť ako vodiaci systém na ovládanie dráhy balónovej rakety.
Modelové raketové zariadenia zvyčajne používajú slamky podobnej dĺžky, ktoré sú pripevnené k telu rakety. Tieto slamky sú prevlečené kovovými stĺpmi na odpaľovacej podložke, aby podporili raketu pred štartom
Krok 3. Pripojte druhý koniec k inej podpore
Pred viazaním sa presvedčte, či je niť/šnúrka napnutá.
Krok 4. Vyfúknite balónik
Stlačte koniec balónika, aby vzduch neunikol. Môžete použiť prsty, sponky alebo špendlíky.
Krok 5. Prilepte balónik k slamke páskou
Krok 6. Odstráňte vzduch z balónika
Vaša raketa bude lietať pozdĺž čiary, od jedného konca k druhému.
- Môžete skúsiť vyrábať balónové rakety s okrúhlymi balónikmi namiesto dlhých, ako aj rôzne slamky rôznej dĺžky, aby ste zistili, ako účinné sú tieto slamky pri vedení dráhy balónovej rakety. Môžete tiež zväčšiť uhol letu balónovej rakety, aby ste zistili, ako ovplyvňuje dosah rakety.
- Súvisiaci nástroj, ktorý môžete tiež vyrobiť, je prúdový čln: rozrežte kartón na mlieko na polovicu. V spodnej časti urobte dieru a prevlečte cez ňu balónik. Nafúknite balónik, potom vložte čln do vane naplnenej trochou vody a vyfúknite vzduch z balóna.
Metóda 2 z 5: Raketa spustená slamou
Krok 1. Odstrihnite štvorec papiera
Tento kus by mal byť asi trojnásobkom šírky: odporúčaná veľkosť je 11,43 cm x 3,81 cm.
Krok 2. Tento kúsok pevne zabaľte okolo ceruzky alebo klinca
Zabaľte ho blízko koncov, nie do stredu. Rezaná časť by mala visieť nad špičkou ceruzky alebo nechtu.
Uistite sa, že používate ceruzku alebo klinec, ktorý je o niečo hrubší ako slamka, ale nie príliš hrubý
Krok 3. Prilepte okraje narezaného papiera, aby ste zabránili ich odlepeniu
Použite pásku pozdĺž dĺžky, pozdĺž pásu papiera.
Krok 4. Sklopte zavesené konce smerom von a vytvorte bod alebo kužeľ
Na túto časť kužeľa držte pásku, aby držala tvar.
Krok 5. Vyberte ceruzku alebo klinec
Krok 6. Skontrolujte tesnosť vzduchu
Jemne fúkajte z odhalenej časti rakety na papier. Počúvajte zvuk vzduchu unikajúceho zo strán alebo koncov kužeľa a vnímajte švy po stranách a koncoch, ako prúdiť vzduch. Pomocou pásky utesnite všetky netesnosti a skúste to znova, kým nezistíte žiadne netesnosti.
Krok 7. Na odhalenú časť rakety na papier pridajte chvostovú plutvu
Pretože papierové rakety sú úzke, možno budete môcť na konce rakety samostatne pripevniť plutvy, ktoré ste vyrobili. Bude to jednoduchšie, ako vyrobiť tri alebo štyri rôzne plutvy priamo na exponovanú časť rakety.
Krok 8. Vložte slamku do otvorenej časti rakety
Uistite sa, že slamka je z rakety natiahnutá dostatočne dlho, aby ste ju mohli uchopiť prstami.
Krok 9. Silne vydýchnite slamkou
Raketa vyletí do vzduchu, pretože je poháňaná silou vášho dychu.
- Slamku a raketu vždy namierte hore, nie na niekoho, keď ju odpaľujete.
- Zmeňte spôsob, akým raketu zostavujete, aby ste videli, ako úpravy ovplyvňujú jej let. Tiež zmeňte, ako ťažko dýchate slamkou, aby ste zistili, ako to ovplyvňuje vzdialenosť, ktorou môže vaša raketa letieť.
- Táto hračka podobná papierovej rakete sa skladá z palice s plastovým kužeľom pripevneného na jednom konci a plastového padáka pripevneného k druhému. Padák sa preloží cez palicu, ktorá sa potom vloží do lepenkovej dúchacej rúrky. Pri fúkaní plastový kužeľ zachytí vzduch a spustí prútik. Keď dosiahne maximálnu výšku, palica spadne a aktivuje padák.
Metóda 3 z 5: Rocket Film Roll
Krok 1. Rozhodnite sa, ako dlhú/vysokú raketu chcete postaviť
Dobrá dĺžka/výška rakety je 15 cm, ale ak chcete, môžete ju predĺžiť alebo skrátiť.
Dobrý priemer je 3,75 cm, ale skutočný priemer bude určený priemerom spaľovacej komory rakety
Krok 2. Pripravte si kotúč/kotúč filmu
Tento valec bude spaľovacou komorou pre vašu raketu. Rolky filmu môžete získať z fotoštúdií, ktoré stále používajú film.
- Hľadajte zvitok filmu s krytom, ktorý vyzerá ako zátka, ktorá ide do úst valca, a nie zvonku.
- Ak nemôžete nájsť rolku filmu, môžete použiť prázdnu fľašu od lekárskeho predpisu so zacvakávacím viečkom. Ak ho nemôžete nájsť, môžete použiť korkovú zátku, ktorá pekne zapadne do úst fľaše.
Krok 3. Zostavte raketu
Telo rakety najľahšie vyrobíte tak, že omotáte pás papiera okolo zvitku filmu, rovnako ako by ste omotali ceruzku alebo klinec pri výrobe rakety odpálenej slamkou. Pretože valce odpaľujú rakety, možno budete chcieť papier na valce pripevniť pomocou pásky alebo lepidla - pred ich obalením okolo kontajnera.
- Keď pripevníte kryt rakety, uistite sa, že ústa valca alebo fľaše s pilulkou smerujú von. Ústa budú slúžiť ako tryska rakety.
- Namiesto toho, aby ste konce telesa rakety preložili preč z valcov do kužeľov, môžete vytvoriť samostatné kužele tak, že odrežete kruh papiera od okraja do stredu a papier zložíte do kužeľa. Kužele môžete pripevniť páskou alebo lepidlom.
- Pridajte plutvy. Pretože priemer tejto rakety je silnejší ako raketa na papier, ktorú vypúšťate slamkou, odstrihnite každú plutvu jednu po druhej, aby ste ich prichytili. Uistite sa tiež, že použijete tri plutvy namiesto štyroch.
Krok 4. Určte miesto štartu rakety
Odporúčame otvorené, vonkajšie miesto, pretože raketa môže pri štarte na tomto mieste dosiahnuť pomerne dobrú výšku.
Krok 5. Naplňte valček vodou až do 1/3
Ak sa zdroj vody nenachádza v blízkosti štartovacej rampy, možno budete musieť nosiť raketu hore nohami alebo nosiť vodu oddelene a naplniť valce na štartovacej ploche.
Krok 6. Šumivú tabletu prekrojte na polovicu a druhú polovicu dajte do vody
Krok 7. Zatvorte valce a otočte raketu tak, aby bola kolmá na štartovaciu rampu
Krok 8. Odstúpte v bezpečnej vzdialenosti
Keď sa tableta začne rozpúšťať, uvoľňuje oxid uhličitý. Tlak sa bude hromadiť, kým sa nerozbije a neuvoľní kryt valca, aby mohla raketa odštartovať.
Okrem vody môžete do polovice naplniť valček octom. Namiesto šumivých tabliet môžete použiť 1 čajovú lyžičku (5 g) sódy bikarbóny. Ocot, čo je kyselina (kyselina octová), bude reagovať so sódou bikarbónou (ktorá je základnou zložkou), pričom vznikne voda a oxid uhličitý. Ocot a sóda bikarbóna sú však prchavejšie ako voda a šumivé tablety, takže z rakety budete musieť vystúpiť oveľa rýchlejšie - a prílišné množstvo oboch chemikálií môže valce zničiť
Metóda 4 z 5: Raketové zápasy
Krok 1. Vystrihnite malé trojuholníky z hliníkovej fólie
Tento trojuholník by mal byť rovnoramenný s dĺžkou približne 2,5 cm v základni a 5 cm od stredu základne k vrcholu trojuholníka.
Krok 2. Vyberte zápalky zo zväzku
Krok 3. Vyrovnajte zápasy rovnými kolíkmi
Umiestnite zápalku a špendlík tak, aby sa hrot špendlíka dotýkal hlavy zápalky, v polohe, ktorá nie je vyššia ako najhrubšia časť hlavy.
Krok 4. Omotajte trojuholník fólie, začínajúc od horného bodu, okolo hlavy zápasu
Zabaľte ho čo najtesnejšie bez narušenia polohy špendlíka. Po dokončení by mal obal presahovať asi 6,25 mm pod hlavičku zápalky.
Krok 5. Fóliu omotajte okolo špendlíkovej hlavy nechtom palca
To pritlačí obal bližšie k hlave zápasu a vytvorí sa lepší kolíkový kanál pod obalom.
Krok 6. Opatrne vyberte kolík z obalu
Dávajte pozor, aby ste fóliu neroztrhli.
Krok 7. Ohnite kancelársku sponku do štartovacej podložky
- Ohnite vonkajšiu stranu pod uhlom 60 stupňov. To bude tvoriť základňu štartovacej rampy.
- Ohnite vnútornú drážku smerom hore a potom ju otočte tak, aby vytvorila otvorený trojuholník. Tu budete dávať zápalky zabalené vo fólii.
Krok 8. Umiestnite štartovaciu plochu na miesto štartu
Opäť sa odporúča otvorené vonkajšie miesto, pretože zápalné rakety môžu cestovať na veľké vzdialenosti. Vyhnite sa miestam, ktoré sú veľmi suché, pretože zápalné rakety môžu spôsobiť požiar.
Pred spustením rakety sa uistite, že je oblasť okolo vás bezpečná
Krok 9. Položte zápalnú raketu na štartovaciu rampu hlavou nahor
Raketa musí byť umiestnená najmenej pod uhlom 60 stupňov. Ak je nižšia, možno budete musieť kancelársku sponku ohnúť, kým sa nedostane do tejto polohy.
Krok 10. Spustite raketu
Zapáľte zápalku tesne pod jeho zabalenou hlavou. Keď sa fosfor v zabalenej zápalkovej hlave vznieti, zápalná raketa poletí.
- Pripravte si vedro s vodou, ktoré je užitočné na namáčanie použitých zápaliek, aby ste sa presvedčili, že tieto zápalky úplne vyhasli.
- Ak na vás pristane zápalná raketa, prestaňte sa pohybovať, spadnite na zem a kotúľajte sa, kým nezhasnú všetky plamene.
Metóda 5 z 5: Vodná raketa
Krok 1. Pripravte si prázdnu 2 -litrovú fľašu sódy
Táto fľaša bude slúžiť ako tlaková komora na rakete. Pretože na výrobu týchto rakiet sa používajú fľaše, niekedy sa im hovorí aj fľaškové rakety. Nemýľte si to s ohňostrojom, nazývaným aj fľaškové rakety, ktoré sú pomenované tak, pretože sa často strieľa z vnútra fľaše. Rakety na fľaše, ako je táto, sú v mnohých oblastiach nelegálne odpaľované; zatiaľ čo vodné rakety sú vo väčšine oblastí legálne.
- Odstráňte štítok fľaše tak, že ho odrežete tam, kde nie je na fľaši prilepený. Dávajte pozor, aby ste nepoškodili alebo nepoškodili povrch fľaše, pretože škrabance alebo rezy fľašu oslabia.
- Fľašu spevnite obalením lepiacou páskou. Nové fľaše vydržia tlak až 689,48 kilopascalov (100 libier na štvorcový palec), ale opakované spustenie zníži toleranciu tlaku, ktorú fľaše zvládnu bez praskania. Okolo stredu fľaše môžete omotať niekoľko vrstiev krycej pásky, alebo stred omotať a pokračovať do polovice fľaše ku každému koncu. Každé balenie musí dvakrát prejsť okolo fľaše.
- Značkovacím perom označte miesta, kde pripevníte plutvy k telu rakety. Ak plánujete použiť štyri plutvy, nakreslite čiary od seba v 90-stupňovom uhle. Ak máte v pláne urobiť tri plutvy, nakreslite pruhy od seba o 120 stupňov. Pred prenosom týchto označení do fľaše možno budete chcieť krúžiť okolo papiera a označiť ho.
Krok 2. Vytvorte plutvy
Keďže plastové telo rakety je dosť pevné, aj keď ho budete musieť znova posilniť, mali by byť odolné aj vaše plutvy. Môžete použiť tvrdú lepenku, ale lepším materiálom je plast použitý vo vreckovom priečinku alebo spojive s tromi krúžkami.
- Najprv musíte navrhnúť plutvy a urobiť vzorku papiera ako vodítko rezania. Bez ohľadu na to, aké plutvy navrhujete, musíte ich vyrobiť tak, aby sa skutočné plutvy znova zložili (zdvojnásobili), aby získali extra silu a dosiahli bod zúženia fľaše.
- Odrežte vzorku a použite ju ako vodítko pri rezaní materiálu plutiev.
- Zložte plutvy do tvaru a pomocou pásky ich pripevnite k telu rakety.
- V závislosti od konštrukcie vášho odpaľovača možno nebudete musieť stavať plutvu, ktorá prechádza dýzou rakety.
Krok 3. Vytvorte nosový kužeľ a nákladnú časť
Na to budete potrebovať druhú 2 -litrovú fľašu.
- Odrežte dno fľaše.
- Náklad umiestnite na vrch rozrezanej fľaše. Tento kúsok môže byť modelová hlina alebo veľa gumičiek. Odrezané dno fľaše umiestnite do hornej časti, pričom dno smeruje k hornej časti fľaše. Prilepte ho páskou a potom pripevnite upravenú fľašu k spodnej časti fľaše, ktorá funguje ako tlaková komora.
- Váš nosový kužeľ môže byť vyrobený z čohokoľvek od 2 -litrového uzáveru fľaše cez PVC rúrku akejkoľvek dĺžky až po skutočný plastový kužeľ. Keď ste ho definovali a vytvorili, tento kužeľ by mal byť trvale pripevnený k hornej časti rozrezanej fľaše.
Krok 4. Otestujte rovnováhu svojej domácej rakety
Vyvážte raketu na ukazováku. Raketa by mala byť vyvážená v bode nad tlakovou komorou (dno prvej fľaše). Ak nie, odstráňte bremeno a upravte hmotnosť.
Akonáhle nájdete ťažisko, odvážte raketu. Hmotnosť by sa mala pohybovať v rozmedzí 200 až 240 gramov
Krok 5. Vytvorte spúšťač/zátku
Existuje niekoľko zariadení, ktoré môžete použiť na spustenie vodnej rakety. Najjednoduchší je ventil a zarážka, ktoré je možné vložiť do ústia fľaše, ktorá funguje ako tlaková komora.
- Hľadaj korok, ktorý sa zmestí priamo do úst fľaše. Možno budete musieť okraje trochu zoškrabať.
- Zaobstarajte si ventilový systém, ktorý sa bežne používa v automobilových pneumatikách alebo dušiach bicyklov. Zmerajte priemer.
- V strede ventilu vyvŕtajte otvor s rovnakým priemerom ako ventil.
- Vyčistite driek ventilu a na závitovú časť a otvor naneste pásku.
- Vložte ventil cez otvor v korku a potom ho držte na mieste silikónovým alebo uretánovým tesnením. Pred odstránením pásky nechajte túto látku dôkladne vyschnúť.
- Otestujte ventil, aby ste sa presvedčili, že ním môže voľne prechádzať vzduch.
- Otestujte zastávku tak, že do tlakovej komory rakety umiestnite malé množstvo vody, potom umiestnite zátku do polohy a postavíte raketu zvisle. Ak dôjde k netesnosti, ventil znova utesnite a znova vyskúšajte. Akonáhle nedochádza k žiadnym netesnostiam, znova vyskúšajte, aby ste zistili tlak, ktorý núti vzduch vytlačiť zátku z fľaše.
- Pokyny na vytvorenie pokročilejšieho systému spustenia nájdete na stránke
Krok 6. Vyberte svoje miesto spustenia rakety
Rovnako ako pre rakety a zapaľovače s filmovým valcom sa dôrazne odporúča otvorené vonkajšie miesto. Pretože sú vodné rakety väčšie ako ostatné rakety, budete potrebovať väčšiu, plochšiu otvorenú plochu ako ostatné rakety.
Vyvýšené povrchy, ako napríklad piknikové stoly, sú dobrým nápadom, ak sú prítomné malé deti
Krok 7. Spustite svoju raketu
- Tlakovú komoru naplňte 1/3-1/2 vodou (možno budete môcť do vody pridať potravinárske farbivo, aby vám po spustení rakety poskytlo farebnejšie „palivo“). Raketu môžete vypustiť aj bez použitia vody v tlakovej komore, aj keď cieľový tlak môže byť odlišný, ako keď v komore bola voda.
- Vložte odpaľovač/doraz do úst tlakovej komory.
- Pripojte hadicu čerpadla bicykla k uvoľňovaciemu ventilu.
- Postavte raketu vzpriamene.
- Čerpajte vzduch, kým nedosiahnete tlak, ktorý vytlačí ventil von. Kým sa to stane a raketa odštartuje, môže chvíľu počkať.
Časti rakiet a ich fungovanie
1. Pomocou paliva zdvihnite raketu a prelette ju vzduchom. Rakety lietajú tak, že nasmerujú palivové pary nadol cez jeden alebo viac výfukových plynov, ktoré ich vytlačia nahor (zdvihnú) a posunú dopredu (vzduchom). Raketové motory fungujú tak, že zmiešajú skutočné palivo so zdrojom kyslíka (okysličovadlom), čo umožňuje rakete pracovať aj vo vesmíre, okrem atmosféry Zeme.
- Prvé rakety boli rakety na tuhé palivo. Tieto rakety zahŕňajú ohňostroje, čínske vojnové rakety a dva tenké zosilňovače používané kozmickými loďami. Väčšina takýchto rakiet má v strede dieru, ktorá slúži ako miesto na stretnutie a spálenie paliva a okysličovadla. Raketové motory používané v modelových raketách používajú tuhé palivo, ako aj skupinu prúdov na spustenie padáka rakety, keď dôjde palivo.
- Rakety na kvapalné palivo obsahujú samostatné tlakové nádrže obsahujúce kvapalné palivo, ako je benzín alebo hydrazín, a kvapalný kyslík. Tieto tekutiny sú čerpané do spaľovacej komory v spodnej časti rakety; Výfukové plyny sú vypúšťané kužeľovitým nosom. Hlavnými raketovými pohonmi kozmickej lode sú rakety na kvapalné palivo podporované vonkajšími palivovými nádržami, ktoré sú pri štarte nesené pod plavidlom. Rakety Saturn V na misiách Apollo sú tiež rakety na kvapalné palivo.
- Mnoho lietadiel s raketovým pohonom tiež používa malé rakety po stranách, ktoré pomáhajú riadiť lietadlo, keď je na oblohe. Tieto rakety sa nazývajú manévrovacie rakety. Servisný modul na riadiacom module Apollo má tieto trysky, batohy Manned Maneuvering Unit, ktoré používajú astronauti kozmických lodí, ich tiež používajú.
2. Odrežte odmietanie vzduchu kužeľovitým nosom. Vzduch má hmotnosť a čím je hustší (najmä čím bližšie je k zemskému povrchu), tým viac bude bojovať proti predmetom, ktoré sa ním pokúšajú prejsť. Rakety musia byť navrhnuté tak, aby boli aerodynamické (s dlhými eliptickými tvarmi), aby sa minimalizoval dopad pri lete vzduchom, a z tohto dôvodu majú rakety kužeľovitý hrot.
- Rakety, ktoré prenášajú užitočné zaťaženie (astronauti, satelity alebo jadrové výbušniny), tieto nosnosti zvyčajne nesú v nose rakety alebo v jej blízkosti. Kónický tvar má napríklad príkazový modul Apollo.
- Tento kužeľovitý nos tiež nesie všetky riadiace systémy rakety, aby ju mohol nerušene nasmerovať na miesto určenia. Riadiace systémy môžu zahŕňať počítače v kabíne, senzory, radar a rádiá na poskytovanie informácií a riadenie letovej dráhy rakety (rakety Goddard používajú riadiaci systém gyroskopu).
3. Vyváženie kruhu okolo jeho ťažiska. Celková hmotnosť rakety musí byť vyvážená okolo určitého bodu rakety, aby sa zabezpečilo, že raketa bude môcť lietať bez prekážok. Tento bod možno nazvať bodom rovnováhy, ťažiskom alebo ťažiskom.
- Ťažisko každej rakety sa líši. Vo všeobecnosti bude bod vyváženia nad palivovou alebo tlakovou komorou.
- Zatiaľ čo užitočné zaťaženie pomáha zdvihnúť ťažisko rakety za tlakovú komoru, prebytočné užitočné zaťaženie spôsobí, že raketa bude na vrchu ťažká, čo sťaží držanie pri štarte a ovládanie počas letu. Z tohto dôvodu boli integrované obvody kombinované s počítačmi kozmických lodí, aby sa znížila hmotnosť (to viedlo k použitiu podobných integrovaných obvodov alebo čipov v kalkulačkách, digitálnych hodinách, osobných počítačoch a v poslednej dobe aj v tabletových počítačoch a smartfónoch).
4. Vyvažovanie letu rakety chvostovými plutvami. Tieto plutvy pomáhajú zaistiť, aby let rakety bol priamy, tým, že zaisťujú odpor vzduchu voči zmenám smeru. Niektoré rebrá sú navrhnuté tak, aby prechádzali dnom dýzy rakety a aby držali raketu vo vzpriamenej polohe pred štartom.
V 19. storočí objavil Angličan William Hale ďalší spôsob, ako využiť raketové plutvy na stabilizáciu letu rakety. Hneď vedľa plutiev, ktoré pripomínali vrtuľu, urobil odtok. To spôsobuje, že plyny stláčajú plutvy a otáčajú raketu tak, aby zostala mimo radu. Tento proces sa nazýva rotačná stabilizácia
Tipy
- Ak vás baví vyrábať rakety vyššie, ale chcete sa postaviť náročnejšej výzve, môžete pracovať na hobby modeli rakety. Modelové rakety sa komerčne predávajú od konca päťdesiatych rokov minulého storočia vo forme spojovacieho zariadenia, ktoré bolo možné vypustiť pomocou motorov s čiernym strelným prachom, do výšok 100-500 m.
- Ak je príliš ťažké vypustiť raketu vertikálne, môžete časť z nej kĺzať horizontálne (v skutočnosti sú balónové rakety formou tohto horizontálneho kĺzania). Raketu na filmový kotúč môžete pripevniť k autíčku alebo vodnú raketu na skateboard. Stále by ste mali nájsť otvorené priestranstvo s dostatočne veľkým štartovacím priestorom.
Pozor
- Pri práci s akoukoľvek raketou odpálenou pomocou niečoho, čo je silnejšie ako dych osoby, ktorá ju vypúšťa, sa dôrazne odporúča rodičovský dohľad.
- Pri odpaľovaní ktoréhokoľvek z troch typov lietajúcich rakiet (rakety iné ako balónové) vždy noste ochranu očí. Pri väčších voľne lietajúcich raketách, ako sú vodné rakety, sa odporúča tiež ochranná prilba na ochranu hlavy, ak na ňu raketa zasiahne.
- Na nikoho nespúšťajte voľne letiace rakety akéhokoľvek druhu.
