Izveidojiet ar ūdeni darbināmu raķeti. Kā no plastmasas pudeles izgatavot ūdens raķeti. Ūdens raķešu modifikācijas
Protams, katrs no mums bērnībā vismaz vienu reizi izgatavoja un palaida ūdens raķeti. Šādi mājās gatavoti izstrādājumi ir labi, jo tie tiek ātri samontēti un tiem nav nepieciešama degviela, piemēram, šaujampulveris, gāze utt. Šādas raķetes palaišanai izmantotā enerģija ir saspiests gaiss, ko sūknē parasts sūknis. Rezultātā no pudeles zem spiediena izplūst ūdens, radot strūklas spēku.
Tālāk aplūkotā raķete sastāv no trim pudelēm, katra ar tilpumu 2 litri, tas ir, tā ir diezgan liela un jaudīga raķete. Turklāt raķetei ir vienkārša atkopšanas sistēma, kas ļauj raķetei vienmērīgi nolaisties un nekrist.
Materiāli un instrumenti mājas darbiem:
- plastmasas caurule ar vītni;
- pudeles;
- izpletnis;
- saplāksnis;
- konservu bundžu;
- neliels motors, zobrati un citi sīkumi (lai izveidotu glābšanas sistēmu);
- barošanas avots (akumulatori vai mobilais akumulators).
Instrumenti darbam:šķēres, metāla zāģis, līme, skrūves un skrūvgriezis.
Sāksim veidot raķeti:
Pirmais solis. Raķešu dizains
Raķetes izveidošanai tika izmantotas trīs divu litru pudeles. Divas konstrukcijas pudeles ir savienotas ar kaklu pret kaklu, kā adapteris tika izmantots balons, kas izgatavots no tukšas plastmasas gāzes kasetnes. Daļas atrodas uz līmes.
Kas attiecas uz otro un trešo pudeli, tās ir piestiprinātas no apakšas uz leju. Savienošanai tiek izmantota caurule ar vītni un divi uzgriežņi. Piestiprināšanas vietas ir labi noslēgtas ar līmi. Tāpat, lai raķete būtu raķetāka, savienojuma vietās tika pielīmēti pudeles gabali. Kakls tiek izmantots kā uzgalis plastmasas pudele. Rezultātā visa struktūra ir viens gluds cilindrs.
Otrais solis. Raķešu stabilizatori
Lai raķete paceltos vertikāli, tai būs jāizgatavo stabilizatori. Autore tos veido no saplākšņa.
Trešais solis. Uzgalis
Uzgalis ir izgatavots nedaudz mazāks nekā parasti, ja tiek izmantots tikai pudeles kakls. Lai izveidotu sprauslu, paņemiet pudeles vāciņu un izgrieziet tajā caurumu. Rezultātā ūdens tik ātri neizplūst.
Ceturtais solis. Palaišanas paliktnis
Lai izgatavotu palaišanas paliktni, jums būs nepieciešama skaidu plātnes loksne, kā arī divi metāla stūri. Raķetes noturēšanai tiek izmantots metāla kronšteins, kas tur raķeti aiz pudeles kakla. Palaižot, kronšteins tiek izvilkts, izmantojot virvi, kakls tiek atbrīvots, tiek radīts ūdens spiediens un raķete paceļas.
Piektais solis. Pēdējais posms. Izpletņa ierīce
Izpletņa sistēma ir ļoti vienkārša, šeit nav nekādas elektronikas, visu dara mehāniķi, pamatojoties uz primitīvu taimeri. Fotoattēlā var redzēt, kā izskatās izpletnis, kad tas ir salocīts.
Izpletņa nodalījums ir izgatavots no skārda kārbas. Kad izpletnim ir jāatveras, speciāla atspere to izspiež cauri skārda bundžā esošajām durvīm. Šīs durvis atveras ar īpašu taimeri. Fotoattēlā var redzēt, kā darbojas stūmējs ar atsperi.
Kad izpletnis ir salocīts un raķete vēl nav sākusi krist, izpletņa nodalījuma durvis tiek aizvērtas. Tālāk gaisā nostrādā taimeris, atveras durvis, izpletnis tiek izspiests un atvērts ar gaisa straumi.
Kas attiecas uz izpletņa taimera ierīci, tā ir ļoti primitīva. Taimeris ir maza pārnesumkārba ar vārpstu, citiem vārdiem sakot, tā ir neliela vinča, kuras pamatā ir elektromotors. Kad raķete paceļas, motoram nekavējoties tiek piegādāta jauda, un tas sāk griezties, kamēr ap vārpstu tiek apvilkta vītne. Kad pavediens ir pilnībā uztīts, tas sāks vilkt durvju aizbīdni un atvērsies izpletņa nodalījums. Fotoattēlā redzamie zobrati ir izgatavoti ar rokām, izmantojot failu. Bet jūs varat izmantot gatavus no rotaļlietām, pulksteņiem utt.
Tas arī viss, paštaisīts produkts ir gatavs, video var redzēt, kā viss darbojas. Tiesa, palaišana bez izpletņa ir parādīta šeit.
Pēc autora domām, paštaisītais produkts nebija īpaši produktīvs, proti, raķete paceļas aptuveni tādā pašā augstumā kā parasta pudele. Bet šeit jūs varat eksperimentēt, piemēram, palielinot gaisa spiedienu raķetē.
Gaisa hidrauliskais modelis ir viens no vienkāršākajiem raķešu modelēšanas veidiem. To raksturo dizaina un darbības vienkāršība. Šis modelis ļauj veikt daudzas dažādas pieredzes un, pats galvenais, iepazīties ar reaktīvo dzinēju darbību. Jūs pats varat viegli izveidot gaisa hidraulisko raķeti.
Šādu vienkāršu raķeti var ļoti ātri izgatavot no metāllūžņu materiāliem. Vispirms jums jāizlemj, kāda izmēra būs raķete. Tās korpusa pamats būs vienkārša plastmasas sodas pudele. Atkarībā no pudeles tilpuma mūsu nākotnes raķetes lidojuma īpašības atšķirsies. Piemēram, 0,5 litri, lai gan tas būs mazs izmērs, pacelsies arī ne pārāk augsts, 10-15 metri. Optimālākais izmērs ir pudele ar tilpumu no 1,5 līdz 2 litriem, jūs, protams, varat paņemt arī piecu litru trauku, bet tas mums būs pārāk jaudīgs, lai nelidotu uz Mēnesi. Lai sāktu, jums būs nepieciešams arī pamata instruments - sūknis, labāk, ja tas ir automašīnas sūknis un ar ierīci spiediena mērīšanai - manometrs.
Galvenā raķetes sastāvdaļa būs vārsts, no tā būs atkarīga visas mūsu raķetes efektivitāte. Ar tās palīdzību gaiss tiek iesūknēts pudelē un noturēts. Ņemsim no jebkura velosipēda pārdurtu vai varbūt darba kameru un izgriezīsim “nipeli”, daļu, kurai pievienojam sūkni. Būs vajadzīgs arī parasts aizbāznis no vīna vai šampanieša pudelēm, bet tā kā to ir daudz dažādas formas un izmēriem, tad mums galvenais izvēles kritērijs būs garums vismaz 30 mm un diametrs, lai korķis ietilptu pudeles kakliņā ar interferences ietilpību 2/3 no tās garuma. Tagad atrastajā spraudnī jāizveido tāda diametra caurums, lai "nipelis" tajā ietilptu ar spēku. Labāk ir urbt caurumu divos posmos, vispirms ar plānu urbi un pēc tam ar nepieciešamo urbi. diametrs, un galvenais ir to izdarīt maigi ar nelielu spēku. Pēc tam "nipelis" savienojiet kopā korķi, vispirms iepilinot korķa atverē nedaudz "superlīmes", lai novērstu gaisa noplūdi. Pudele vārstā būs platforma, kas paredzēta vārsta piestiprināšanai pie palaišanas paliktņa. Tam jābūt izgatavotam no izturīga materiāla, piemēram, no 2-3 mm biezas stikla šķiedras un izmēriem 100x20 mm stiprināšanai un sprauslām var pielīmēt spraudni, un izturīgākam savienojumam ir labāk izmantot epoksīda līmi. Galu galā galvenais, lai sprauslas daļa izvirzītu apmēram par 8-11 mm, pretējā gadījumā sūkni nebūs ar ko pieslēgt.
Es sāku ar pašu raķeti. Lai to pagatavotu, būs nepieciešamas divas 1,5 litru pudeles, galda tenisa bumbiņa un krāsaina lente. Vienu pudeli pagaidām vari nolikt malā, un veiksim darbību ar otro. Jums rūpīgi jānogriež pudeles augšdaļa, lai kopējais garums būtu aptuveni 100 mm. Tālāk mēs nozāģējām no šīs daļas vītņoto galvu. Rezultātā mēs saņēmām galvas apšuvumu, bet tas vēl nav viss. Tā kā vidū ir atstāta bedre, tā ir jāaizver, un šajā gadījumā jums būs nepieciešama sagatavota bumbiņa. Ņemam veselu pudeli, apgriežam otrādi, uzliksim virsū bumbiņu un uzliekam galvas apvalku. Kopumā izrādījās, ka bumba nedaudz izvirzās ārpus pudeles apkārtmēra, tā kalpos kā elements, kas mīkstina triecienu pret zemi nolaišanās laikā no orbītas. Tagad raķetes ir nedaudz jādekorē, jo pudeles ir caurspīdīgas, raķete būs grūti saskatāma lidojuma laikā, un šim nolūkam, kur ir gluda cilindriska virsma, mēs to aptinam ar krāsainu lenti. Tātad galu galā mēs ieguvām loloto raķeti, lai gan tā vairāk izskatās pēc ballistikas starpkontinentālā raķete. Var, protams, uztaisīt stabilizatorus, lai tā izskatītos pēc standarta raķetes, taču tie nekādi neietekmēs šī šāviņa lidojumu. Stabilizatorus četru apjomā var viegli izgatavot no kartona no sadzīves tehnikas, sagriežot tos nelielā laukumā. Jūs varat tos pielīmēt pie raķetes korpusa, izmantojot šķidru nagu līmi vai ko līdzīgu.
Tagad sāksim izgatavot palaišanas paliktni. Lai to izdarītu, mums ir nepieciešama plakana saplākšņa loksne, kuras biezums ir 5-7 mm, sagriezta kvadrātos ar 250 mm garām malām. Centrā mēs vispirms nofiksējam iepriekš izgatavoto platformu ar vārstu, patvaļīgi izvēlamies attālumu starp caurumiem, attālumam starp abām platformām jābūt vismaz 60 mm, un šim nolūkam mēs izmantojam skrūves ar diametru 4 vai 5 mm un vismaz 80 mm garumā kā stiprinājums. Tālāk, lai nostiprinātu raķeti uz palaišanas paliktņa, būs jāizgatavo turētājs ar palaišanas ierīci, kas sastāv no diviem stūriem, divām naglām un 4 skrūvēm ar stiprinājumu. Stūrī, vienā pusē, mēs urbjam divus caurumus stiprināšanai pie palaišanas paliktņa, attālumam starp caurumiem gan stūrī, gan galvenajā platformā jābūt vienādam, piemēram, 30 mm. Abiem stūriem otrā pusē ir jāizveido arī divi caurumi ar diametru 5 mm divām lielām tāda paša diametra naglām, bet attālumam starp caurumiem jābūt tādam, lai attālums starp pašiem naglām būtu no 28 līdz 30 mm. Kad viss ir samontēts, jāpielāgo fiksējošo naglu augstums. Lai to izdarītu, mēs ar lielu piepūli uzstādīsim pudeli uz vārsta, tāpat kā kaujas režīmā, un pēc tam mums jāizvēlas stūru augstums tā, lai naglas viegli slīdētu pašos caurumos un starp kaklu kaklu. pudele. Naglas kalpo arī kā atbrīvošanas mehānisms, taču mums būs jāizgatavo arī speciāla plāksne, kas tās savienos un virvei, kuru vilksim, lai palaistu raķeti. Galīgie palaišanas paliktņa elementi būs kājas, kurām jums ir jāizurbj 4 caurumi visos paliktņa stūros un jāpieskrūvē 4 mazas skrūves, kuru garums ir no 30 līdz 50 mm, lai nostiprinātu palaišanas paliktni zemē.
Raķetei jābūt piepildītai ar ūdeni stingri noteiktā daudzumā, tas ir 1/3 no visas pudeles kopējā garuma. Eksperimentāli ir viegli pārbaudīt, vai nevajadzētu ielej pārāk daudz vai pārāk maz ūdens, jo pirmajā gadījumā gaisam ir atlicis pārāk maz vietas, bet otrajā - pārāk daudz. Motora vilce šajos gadījumos būs ļoti vāja, un darbības laiks būs īss. Kad vārsts atveras, saspiestais gaiss sāk izspiest ūdeni caur sprauslu, kā rezultātā rodas vilce, un raķete attīsta atbilstošu ātrumu (apmēram 12 m/s). Jāpatur prātā, ka vilces spēku ietekmē arī sprauslas šķērsgriezuma laukums. Vilces spēks, kas samazinās, izmetot ūdeni, ļaus raķetei sasniegt 30 - 50 m augstumu.
Vairāki testa braucieni zemā vai mērens vējšļauj secināt, ka ar hermētiski noslēgtu savienojumu starp vārstu un pudeli, pareizu piepildīšanu ar ūdeni un ar vertikālu modeļa uzstādīšanu palaišanas brīdī, tas var sasniegt aptuveni 50 m augstumu Uzstādot raķeti leņķī 60° noved pie pacelšanas augstuma samazināšanās, bet palielinās lidojuma diapazons. Ar plakanākām trajektorijām modeļa palaišana būs neveiksmīga, vai arī lidojuma diapazons būs īss. Bez ūdens palaists modelis būs ļoti viegls un pacelsies tikai 2 - 5 m. Gaisa hidrauliskos modeļus vislabāk palaist mierīgā laikā. Testu rezultātā ir viegli pamanīt, ka modelim ir laba stabilitāte un tendence orientēties pret vēju gan vilces klātbūtnē, gan pēc dzinēja darbības pārtraukšanas. Modeļa lidojuma laiks no starta līdz nosēšanās, atkarībā no sasniegtā augstuma, ir 5 - 7 sekundes.
Starp citu, gaisa hidrauliskās raķetes var būt daudzpakāpju, tas ir, tās var sastāvēt no vairākām pudelēm vai pat piecām vai vairāk. Kopumā šādas raķetes lidojuma augstuma rekords ir pat 600 metri, ne katrs standarta raķetes modelis var sasniegt šādu augstumu. Tajā pašā laikā viņi var pacelt ievērojamu slodzi, piemēram, daži testētāji uzstāda kameras vai mini videokameras un veiksmīgi veic aerofotografēšanu.
Tātad, kad viss ir gatavs, jūs varat iziet un veikt pirmos palaišanu. Kopā ar raķeti un ekipējumu jāpaņem arī papildus degviela – vairākas ūdens pudeles. Šādas raķetes var palaist jebkur, skolas pagalmā, meža izcirtumā, galvenais, lai 20 metru rādiusā nebūtu ēku, kas traucētu kaujas lidojumu. Mūsu pārbaudes vietas centrā uzstādiet palaišanas paliktni tā, lai uzstādītā raķete būtu stingri vertikāla. Tālāk mēs pieslēdzam sūkni pie vārsta, piepildām raķeti ar vajadzīgā tilpuma ūdeni un ātri uzstādām uz palaišanas paliktņa, lai vārsts ļoti cieši iegultos pudeles kaklā. Tagad mēs nospiežam sprūda mehānismu, ievietojam divas naglas caurumos, nostiprinot tos. Labāk ir palaist gaisa-hidraulisko raķeti kopā, viens vilks auklu, lai veiktu palaišanu, un otrs iesūknēs gaisu pudelē. Troses garumam jābūt aptuveni 10 - 15 metriem, ar šo attālumu pietiek, lai nesējraķete neapšļakstītos ar ūdens strūklaku no raķetes, bet neapskaudīsi to, kurš strādās ar sūkni, viņam ir ļoti laba iespēja ieiet vēsā dušā nestandarta raķetes lidojuma laikā. Tā kā mūsu raķete sastāv no 1,5 litru pudeles, to vajadzētu uzpūst līdz 4 - 5 atmosfēru spiedienam, var mēģināt vairāk, bet pats vārsts un savienojums ar sūkni neizturēs tik augstu spiedienu, un notiks noplūde . Piepūšot, nav jābaidās, ka ar pudeli kaut kas var notikt, jo pēc tehniskajiem datiem tā var izturēt 30–40 atmosfēras. Gaisa iesmidzināšana ilgst aptuveni 30 sekundes. Kad pudelē ir sasniegts nepieciešamais spiediens, palaišanas iekārtai tiek dota komanda “Sākt”, kurš ar asu kustību pavelk auklu un pēc mirkļa raķete metas debesīs, izpildot kaujas misija. Lai izrotātu lidojumu, varat tonēt ūdeni, piemēram, ar krāsām vai kālija permanganātu, lai varētu precīzi izsekot raķetes strūklas straumei un trajektorijai. Nākamajam startam atliek tikai pieliet degvielu no rezerves un atkal iesūknēt gaisu motortelpā. Šāda raķete var būt labs izklaides avots saulainā vasaras dienā.
Šoreiz tas būs pneimatiski hidrauliskās raķetes darba modelis, kas lido, pateicoties
reaktīvā spēka darbība. Tās lidojums ir balstīts uz to, ka saspiesta gaisa spiedienā no raķetes korpusa tiek izspiesta ūdens straume, liekot raķetei kustēties pretējā virzienā.
Kā raķetes korpuss tika izmantota plastmasas pudele. Kā palaišanas iekārta tiek izmantota plastmasas caurule, kas uzstādīta vertikāli uz koka rāmja. Uz šīs caurules hermētiski novieto pudeli, kas piepildīta ar ūdeni apmēram 1/3. Caurules apakšā ir nipelis no velosipēda iekšējās caurules, pa kuru caur sūkni tiek sūknēts gaiss. Sūknējot gaisu pudelē, tas rada augstspiediena virs ūdens raķetes korpusa augšpusē. Gaiss izspiež ūdeni caur kaklu. Un, kad pudele nokrīt no palaišanas ierīces, ūdens straume turpina šaut lejup, radot strūklas vilci un stumjot raķeti uz augšu. No divu litru pudeles izgatavotas raķetes pacelšanās augstums palaišanas brīdī bija līdz 30 m (virs deviņstāvu ēkas).
Neskatoties uz to, ka raķete ar ūdens strūklas dzinēju ir nekas vairāk kā rotaļlieta un īsta dzīvešādi dzinēji netiek izmantoti, un tas ir pamats kuģu darbībai ar ūdens strūklu. To aktīvi izmanto uz amfībijas bruņumašīnām un maziem kuģiem, kas darbojas seklos ūdeņos.
Mums būs nepieciešams:
2 litru plastmasas pudele, kakls no citas pudeles, gumijas aizbāznis, metāla plastmasas ūdens caurule (garums aptuveni 50 cm), tērauda leņķis, divi klipši cauruļu uzstādīšanai pie sienas, nipelis (riepu veikalā prasīja jau lietotu nipeli no auto loka), dēlis, velosipēda sūknis.
Ražošana:
Caurulītē no viena gala ar epoksīdu ielīmējam nipeli, kuras gumijas daļu vispirms vajadzēs nogriezt. Mēs tam pievienosim sūkni.
Nogriezto pudeles kakliņu ieliekam tūbiņas vidū un arī pielīmējam. Tas ir nepieciešams, lai salabotu spraudni un novērstu tā noņemšanu no caurules.
Pēc tam uz caurules uzliekam aizbāzni no kāda materiāla, piemēram, gumijas. Mēs to sasaldējām mēģenē silikona hermētiķis, kuru Antons izgrieza cilindra formā ar caurumu iekšpusē. Aizbāznis ir nepieciešams, lai nodrošinātu, ka ūdens pudele cieši atrodas uz caurules. Ja nav piemērotas gumijas, varat vienkārši aptīt vairākus elektriskās lentes slāņus.
Mēs izgatavojam balstu, kas noturēs cauruli vertikālā stāvoklī. Lai to izdarītu, mēs uzskrūvējam plastmasas klipus uz metāla stūra, kas iegādāts būvmateriālu veikalā. Tos var izmantot, lai novietotu un noņemtu cauruli no atbalsta.
Stabilitātei pieskrūvējam stūri uz rāmja - dēļa gabalu.
Šādi izskatās gatavais palaidējs.
Un tā mēs uzliksim savu pudeles raķeti. Tieši pirms starta tas būs jāpiepilda ar ūdeni. Šeit ļoti noderēs noņemamie klipi. Caurule var tikt noņemta, ievietota pudelē, nebaidoties no ūdens izliešanas, uzlikt stiprāku korķi un pēc tam ievietot atpakaļ vietā. Jums nav jāpiesprādzējas – viss tik un tā labi turas.
Sāksim:
Lai palaistu raķeti, jums jāiziet tukšā vietā, prom no logiem un automašīnām. (Mēs to darījām skolas stadionā). Raķete lido ļoti augstu, augstāk par kokiem un deviņstāvu ēkām. Un tā lidojuma trajektorija ir gandrīz neparedzama. Lai to labotu, uz pudeles var uzlīmēt stabilizatorus, taču mēs nolēmām ar to neuztraukties. Tādas pašas lidojuma trajektorijas neparedzamības dēļ cilvēkam, kurš tieši palaidīs raķeti, jābūt ģērbtam, ņemot vērā to, ka raķete lidojuma laikā izlej ūdens strūklu, un tā var viņam trāpīt.
Ielejiet ūdeni raķetē. Tam vajadzētu piepildīt pudeli apmēram par vienu trešdaļu - tā ir optimālā ūdens un gaisa attiecība.
Mēs ievietojam cauruli pudelē, cieši piestiprinot to uz korķa.
Pievienojiet velosipēda sūkni.
Mēs piestiprinām cauruli ar tai pievienoto pudeli ar klipiem pie balsta.
Tagad jums ir nepieciešams ātri iesūknēt gaisu pudelē ar sūkni. Un pēc 10-20 sekundēm zem spiediena tas pārtrūks un lidos uz augšu. Lidojums nav ilgs, taču to vienmēr var atkārtot, vienkārši ielejot pudelē jaunu ūdens porciju.
Raķeti var palaist ikviens. Lai to izdarītu, nav nepieciešams īrēt kosmodromu vai tērēt vairāku miljonu dolāru bagātību, jo no parastas plastmasas pudeles var uzbūvēt īstu ūdens raķeti.
Vispirms apskatīsim nepieciešamos materiālus ūdens raķetei.
Mums būs nepieciešama parasta plastmasas pudele, viens stiprinājums (jūs varat izmantot armatūra no kameras veca riepa vai nopirkt tirgū par aptuveni dolāru), līmes pistoli, diega gabalu (vēlams neilona, jo tas ir stiprāks), parasto sūkni un krāna ūdeni.
Vispirms pudeles vāciņā jāizveido neliels caurums, šajā caurumā ieskrūvē armatūra un viss jānoblīvē ar karstu līmi, lai nodrošinātu labāku fiksāciju, izolāciju un hermētiskumu.
Tālāk jums ir jāaudzē viens gredzens abās vāka pusēs. Tas jādara, lai aptinot to ap vāku, vītne neslīdētu nost. Tāpat, veidojot gredzenus, ir jāatceras nofiksēt vienu vītnes malu.
Raķete ir gatava. Paliek jautājums, kā tieši šis dizains darbojas?
Pudelei jāpiepilda nedaudz vairāk par pusi ūdens un pēc tam jāpievelk vāciņš. Nepieskrūvējiet vāciņu pārāk cieši, jo tas notiks galvenā loma- neļaujiet gaisam iziet cauri. Nākamā lieta, kas jums jādara, ir paņemt sūkni un iesūknēt gaisu pudelē. Tālāk atliek tikai paņemt vītni un pieskrūvēt to uz vāka. Lai palaistu raķeti, viss, kas jums jādara, ir viegli turēt pudeli ar kreiso roku un ātri pavelciet diegu ar labo, lai vāciņš ātri noskrūvētos.
Gaisa un ūdens spiediens paceļ raķeti gaisā.
UZMANĪBU!!! Ievērojiet drošības pasākumus. Nekad nepalaidiet raķeti slēgtā stāvoklī.