В этом материале предлагаем узнать, как можно самостоятельно изготовить ракету на водяной тяге.
Нам понадобится:
- 2 1.5-литровые пластиковые бутылки;
- шарик для настольного тенниса;
- клеевой пистолет;
- несколько листов альбомного картона;
- картон;
- быстрый соединитель для садового шланга;
- переходник для соединителя;
- сосок от бескамерной шины;
- ведро;
- деревянная доска;
- электролобзик;
- деревянные планки;
- болты;
- металлические уголки.
С одной из пластиковых бутылок необходимо вырезать верхнюю часть, чтобы получить заготовку, похожую на ту, которая представлена на рисунке ниже.
В маленьком отверстии, оставшимся после вырезания горлышка приклеиваем шарик для настольного тенниса. Шарик в этом случае будет выполнять роль верхнего обтекателя ракеты.
Крепим полученную заготовку к донышку второй бутылки клеевым пистолетом.
Далее берем листы альбомного картона и обматываем их вокруг будущей ракеты.
Делаем надрезы на картоне в верхней части будущей ракеты и сглаживаем их вдоль бутылки с помощью клея.
Следующим шагом необходимо позаботиться о стабилизаторе для ракеты. Для этого берем картон потолще и вырезаем из него заготовки по форме тех, которые можно увидеть на изображении ниже. Таких заготовок нужно три.
Теперь нужно разделить стабилизаторы вдоль в месте крепления при помощи канцелярского ножа.
При помощи клеевого пистолета фиксируем стабилизаторы в нижней части ракеты.
Если закрепить стабилизаторы под небольшим углом, то ракета будет вращаться при полете.
В конце можно покрасить ракету аэрозольной краской.
Теперь можно приступить к изготовлению спускового механизма. Для этого берем быстрый соединитель для садового шланга и переходник.
Отрезаем верхнюю часть переходника.
По словам автора, чтобы предотвратить срывание ракеты при большом давлении, нужно заострить оставшийся на переходнике паз при помощи напильника.
Далее берем сосок от бескамерной шины. Отрезаем верхнюю часть.
Вставляем в соединитель для шланга. Для большей уверенности можно зафиксировать его холодной сваркой.
Далее берем крышку от бутылки и проделываем отверстие по диаметру отверстия в переходнике.
Приклеиваем крышку к переходнику при помощи холодной сварки.
Далее нужно позаботиться о спусковой платформе. Для этого берем ведерко о деревянную доску.
Кладем ведро на доску о обводим дно маркером.
Полученный круг вырезаем электрическим лобзиком.
Проделываем посередине деревянного круга отверстие по диаметру быстрого соединителя.
Также необходимо проделать отверстие в самом ведерке.
Далее крепим уголки у края круглой доски и крепим две деревянные планки при помощи болтов.
Воздушно-гидравлическая модель
относится к типу простейших в ракетомоделизме. Ее характеризует простота конструкции и эксплуатации. Эта модель дает возможность проводить множество различных опытов и, что самое главное, познакомиться с действием реактивного двигателя. Воздушно-гидравлическую ракету можно легко построить самому.
Такую простейшую ракету сделать можно очень быстро из подручных материалов. Для начала надо определиться каких размеров будет ракета. Основа её корпуса будет простая пластмассовая бутылка из-под газировки. В зависимости от объема бутылки будут различаться полетные характеристики нашей будущей ракеты. Например, 0.5 литра хоть и будет маленькая по размерам, но и взлетать тоже будет невысоко метров на 10-15. Самый оптимальный размер это бутылка объемом от 1.5 до 2 литров, можно конечно еще взять и пяти литровый сосуд, но это будет для нас слишком мощно, не на Луну же лететь. Для старта потребуется также основной инструмент - насос, лучше, если он будет автомобильным и с прибором для измерения давления - манометром.
Основной узел в ракете будет клапан, от него будет завесить эффективность всей нашей ракеты. С помощью него в бутылку нагнетается и удерживается воздух. Возьмем проколотую или можно рабочую камеру от любого велосипеда и вырежем их неё “сосок”, часть, к которой мы подсоединяем насос. Еще потребуется обычная пробка от бутылок вина или шампанского, но так как их очень много разных форм и размеров, то главным критерием отбора для нас будет длина не менее 30 мм и диаметром, чтобы пробка входила в горлышко бутылки с натягом на 2/3 своей длины. Теперь в найденной пробке следует сделать отверстие такого диаметра, чтобы “сосок” входил с усилием в неё. Отверстие сверлить лучше в два приема, сначала тонким сверлом, а потом уже сверлом нужного диаметра и главное это делать мягко с небольшим усилием. Далее “сосок” и пробку соединяем вместе, предварительно капнув в отверстие пробки немного “супер клея” для предотвращения просачивания воздуха из бутылки. Последней деталью в клапане будет площадка, которая служит для крепления клапана к стартовой площадке. Её нужно сделать из прочного материала, например металл или стеклотекстолит толщиной 2-3 мм и размерами 100х20 мм. После того как в ней сделали 3 отверстия под крепление и ниппеля, можно приклеивать к ней пробку, при этом лучше использовать эпоксидный клей для более прочного соединения. В итоге главное, чтобы часть ниппеля выступала над площадкой примерно на 8-11 мм, иначе не за что будет подсоединять насос.
Приступил к самой ракете. Она для её изготовления потребуется две бутылки объемом 1.5 литра, шарик от настольного тенниса, цветной скотч. Одну бутылку можно пока отложить в сторону, а со второй выполним операцию. Нужно отрезать аккуратно верхнюю часть бутылки, так чтобы общая длина составила примерно 100 мм. Далее отпиливаем от этой части головку с резьбой. В итоге получился у нас головной обтекатель, но это еще не всё. Так как осталась дырка в середине, то её нужно закрыть и в этом случае понадобится приготовленный шарик. Возьмем целую бутылку, перевернем её горлышком вниз, сверху положим шарик и наденем головной обтекатель. В сумме получилось, что шарик немного выпирает за пределы окружности бутылки, он будет служить как элемент, смягчающий удар об землю при спуске с орбиты. Теперь ракеты нужно украсить немного, так как бутылки прозрачные, то в полете ракету будет плохо видно и для этого, где есть ровная цилиндрическая поверхность, обматываем цветным скотчем. Вот и получилась в итоге заветная ракета, хотя она больше похожа на баллистическую межконтинентальную ракету. Можно конечно сделать стабилизаторы для сходства со стандартной ракетой, но они на полет никак не будут влиять на этом снаряде. Стабилизаторы в количестве четырех штук легко сделать из картона из-под бытовой техники, вырезав их небольшой по площади. Приклеить их к корпусу ракеты можно с помощью клея жидких гвоздей или другого аналогичного.
Теперь начнем изготовление стартовой площадки. Для этого нам потребуется ровный фанерный лист толщиной 5-7 мм выпиленный квадратом со сторонами длиной 250 мм. В центе сначала закрепим сделанную ранее площадку с клапаном, расстояние между отверстиями выбираем произвольно, расстояние между двумя площадками должно быть не менее 60 мм и для этого применяем в качестве крепления болты диаметром 4 или 5 мм и длиной соответственно не меньше 80 мм. Далее, чтобы ракету зафиксировать на стартовой площадке потребуется смастерить держатель с пусковым устройством, который состоит из двух уголков, двух гвоздей и 4 болтов с креплением. У уголка с одной стороны сверлим два отверстия под крепеж к стартовой площадке, расстояние между отверстиями, как и в уголке, так и в основной площадке должны быть одинаковы, например 30 мм. С другой стороны обоих уголков также нужно сделать два отверстия диаметром 5 мм под два больших гвоздя таким же диаметром, но расстояние между отверстиями должно быть такое, чтобы расстояние между самими гвоздями было от 28 до 30 мм. Когда всё собрано, следует отрегулировать высоту положения фиксирующих гвоздей. Для этого установим бутылку на клапан, как в боевом режиме, с большим усилием и после этого нужно так подобрать высоту уголков, чтобы гвозди легко скользили в самих отверстиях и между горлышком бутылки. Гвозди служат также спускающим механизмом, но еще потребуется сделать специальную пластинку соединяющих их и для веревочки, которую мы будет дергать для запуска ракеты. Завершающими элемента в стартовой площадке будут ножки, для которых нужно просверлить 4 отверстия во всех углах площадки и прикрутить 4 небольших болта длиной от 30 до 50 мм, они служат для фиксации стартового стола в земле.
Ракета должна быть наполнена водой в строго указанном количестве, это 1/3 от общей длины всей бутылки. Опытным путем легко убедиться, что заливать слишком много воды, как и слишком мало, не стоит, так как в первом случае для воздуха остается слишком мало места, а во втором - слишком много. Тяга двигателя в этих случаях будет очень слабой, а время работы - непродолжительным. При открытии клапана сжатый воздух начинает выбрасывать воду через сопло, в результате чего возникает тяга, и ракета развивает соответствующую скорость (около 12 м/с). Следует иметь в виду, что на величину тяги влияет также площадь поперечного сечения сопла. Тяга, уменьшающаяся по мере выбрасывания воды, позволит ракете достигнуть высоты 30 - 50 м.
Несколько пробных запусков при слабом или умеренном ветре позволяют сделать вывод, что при герметическом соедине¬нии клапана с бутылкой, правильном наполнении водой и при вертикальной установке модели на старте она может достигнуть высоты около 50 м. Установка ракеты под углом 60° приводит к уменьшению высоты подъема, однако дальность полета увеличивается. При более пологих траекториях либо старты модели будут неудачными, либо дальность полета будет небольшой. Модель, запущенная без воды, будет очень легкой и поднимется только на 2 - 5 м. Запуски воздушно гидравлических моделей лучше всего проводить в безветренную погоду. В резуль¬тате испытаний легко заметить, что модель обладает хорошей устойчивостью и тенденцией ориентироваться против ветра, как при наличии тяги, так и после окончания работы двигателя. Время полета модели от старта до момента приземления в зависимости от достигнутой высоты составляет 5 - 7 секунд.
Кстати, воздушно-гидравлические ракеты могут быть и многоступенчатыми, то есть состоять из несколько бутылок или даже пяти и больше. Вообще рекорд на высоту полета такой ракеты составляет целых 600 метров, не каждая стандартная модель ракеты сможет достигнуть такой высоты. При этом они могут поднимать существенную полезную нагрузку, например некоторые испытатели устанавливают фотоаппараты или мини видеокамеры и проводят успешно аэрофотосъемку.
Итак, когда всё готово можно выйти на улицу и произвести первые запуски. Вместе с ракетой и оборудованием еще нужно взять дополнительное топливо - несколько бутылок с водой. Такие ракеты можно запускать где угодно, на школьном дворе, на лесной полянке, главное чтобы в радиусе 20 метров не было никаких построек затрудняющих боевой полет. В центе нашего полигона установите стартовую площадку так, чтобы установленная ракета была строго вертикально. Далее подключаем насос к клапану, заливаем в ракету воду положенного объема и быстро устанавливаем её на стартовый стол, так, чтобы клапан очень плотно вошел в горлышко бутылки. Теперь взводим спусковой механизм, два гвоздя вставляем в отверстия, фиксируя их. Запускать воздушно-гидравлическую ракету лучше вдвоем, один будет дергать за веревочку - производить старт, а другой накачивать воздух в бутылку. Длина веревочки должна составлять примерно 10 - 15 метров, этого расстояния хватает, чтобы запускающего не обрызгало фонтаном воды из ракеты, но вот тому, кто будет работать насосом, не позавидуешь, у него весьма большие шансы принять прохладный душ при нестандартном полете реактивного снаряда. Так как наша ракета состоит из бутылки объемом 1.5 литра, то накачивать следует до давления 4 - 5 атмосфер, можно попробовать и больше, но не выдержит уже сам клапан и соединение с насосом такого большого давления, и будет происходить утечка. При накачивании можно не бояться, что с бутылкой может что-то произойти, ибо она может выдержать по техническим данным 30 - 40 атмосфер. Закачка воздуха длится примерно 30 секунд. Когда достигнуто нужное давление в бутылке запускающему дается команда “Старт”, который резким движение дергает за веревочку и через мгновение ракета устремляется в небо, выполняя боевую задачу. Чтобы украсить полет можно подкрашивать воду, например красками или марганцовкой, так можно точно проследить реактивную струю и траекторию ракеты. Для следующего запуска остается только залить топливо из запаса и снова накачать воздух в двигательный отсек. Такая ракета может хорошо развлечь в летний солнечный день.
Хотите собрать свою двухметровую ракету? В этой статье я опишу всё, что вам нужно знать по этой теме! Я не просто покажу вам, как сделать ракету из бутылки своими руками, но и объясню конструкцию механизма парашюта и площадки для запуска.
Статья разделена на 5 шагов:
- Шаг 1) Сборка сегментов сосуда с давлением
- Шаг 2) Сборка пусковой установки и сопла
- Шаг 3) Тест давления и сборка сосуда c давлением
- Шаг 4) Сборка механизма парашюта
- Шаг 5) Приготовления, техника безопасности и запуск
- Шаг 6) (дополнительный) Список необходимых материалов
Шаг 1: Сборка сегментов сосуда с давлением
В первой части этой инструкции я расскажу вам о конструкции сегментов сосуда с давлением. Для лучших результатов лучше использовать бутылки одного типа. Я рекомендую вам найти узкие бутылки с ровными стенками. Бутылки, на стенках которых есть текстура и узоры, не очень годятся для данного проекта.
Для простоты сборки мы используем в водяной ракете три коротких сегмента-сосуда с давлением, которые позже соединим друг с другом. Для склейки бутылок нужен клей на основе полиуретана.
Шаг 2: Сборка пусковой установки и сопла
Во второй части руководства вы увидите, как правильно собрать пусковую установку и сопло. Пусковая установка упрощена и состоит из трёх частей: стэнда, системы Gardena и триггера. Стэнд можно с легкостью собрать из деревянных досок. В нём нужно просверлить небольшие отверстия, через которые он будет крепиться к земле.
Если вы хотите, чтобы пусковая установка прослужила долго, то покрасьте её, защитив от воды. Сопло создаётся из переходника для гайки Gardena, в который эпоксидкой вклеивается крышка от пластмассовой бутылки.
Шаг 3: Тест давления и сборка сосуда c давлением
В третьей части руководства я покажу, как провести тест с давлением для сегментов сосуда и собрать его. Для проведения теста нужно практически полностью наполнить сосуд водой, на одну сторону накрутить сопло, а на другую обычную крышку. Тесты всегда должны проводиться на улице и за ограждением, таким образом, при взрыве никто не пострадает. Когда вы подготовите всё к тесту, то при помощи системы шланг вашей пусковой установки начните увеличивать воздушное давление в сосуде. На своих тестах я увеличиваю давление примерно до 8.8 атмосфер.
Если вы дополнительно обзаведетесь регулирующим клапаном Gardena, то после успешных испытаний сможете легко выпускать воздух из баллона. Если все сегменты прошли тест с давлением, то их можно соединить при помощи коннекторов, мы используем Tornado Tubes.
Шаг 4: Сборка механизма парашюта
В четвертой части руководства я покажу, как сконструировать механизм парашюта. Внешняя оболочка системы развертывания парашюта состоит из пластиковой бутылки того же типа, какие используются для сегментов сосуда с давлением. Две круглые пластины делаются из того же материала, что и ребра ракеты и приклеиваются к корпусу с помощью горячего клея. Вал таймера (так называемый Томми-таймер, Tommy Timer) изгибается посередине двумя парами плоскогубцев. После того, как краска высохла, вы можете прикрепить таймер к корпусу с помощью кабельной стяжки.
Шаг 5: Приготовления, техника безопасности и запуск
В пятой и последней части вы увидите процесс запуска и приготовления к нему.
Выбор места для запуска:
- пустые поля или луга
- далеко от домов, улиц, деревьев и линий электропередачи
- в некоторых случаях понадобится разрешение от компетентных органов
Учтите погодные условия:
- не запускайте ракету при сильном ветре
- не запускайте ракету в шторм
- пара капель воды с неба не навредят ракете
Думайте о безопасности:
- обязательно оденьте защитные очки
- не подходите к «накачанной» ракете
- следите, чтобы в районе запуска не появились прохожие, дети и животные.
Запустить ракету может каждый. Для этого нет необходимости арендовать космодром, тратить многомиллионное состояние, ведь можно соорудить настоящую водяную ракету из обычной пластиковой бутылки.
Для начала разберемся с необходимыми материалами для водяной ракеты.
Нам понадобится обычная пластиковая бутылка, один штуцер (можно использовать штуцер от камеры старой покрышки или приобрести на рынке примерно за доллар), клеевой пистолет, кусок нити (желательно нейлоновой, поскольку она крепче), обычный насос и вода из-под крана.
В начале необходимо проделать отверстие небольшого размера на пробочке бутылки, вкрутить в это отверстие штуцер и заклеить все термоклеем для большей фиксации и изоляции и герметичности.
Далее необходимо нарастить по одному колечку с обеих сторон крышки. Это необходимо делать, чтобы при наматывании на крышку, нитка не соскальзывала. Также нужно не забыть зафиксировать один край нитки при наращивании колец.
Ракета готова. Остается вопрос, как именно работает эта конструкция?
В бутылку нужно набрать воды чуть больше половины, после чего закрутить пробку. Не нужно закручивать крышку слишком туго, поскольку ее главная роль – не пропускать воздух. Следующим делом нужно взять насос и накачать в бутылку воздух. Далее остается взять нитку и накрутить на крышку. Для запуска ракеты необходимо всего – лишь слегка придерживать бутылку левой рукой, а правой быстро потянуть нить так, чтобы крышка быстра открутилась.
Давление воздуха и воды поднимает ракету в воздух.
ВНИМАНИЕ!!! Сохраняйте правила предосторожности. Ни в коем случае не запускайте ракету в закрытом положении.
Водяная ракета выступает отличной самоделкой для веселого времяпрепровождения. Преимуществом ее создания выступает отсутствие необходимости в применении топлива. Основным энергоресурсом здесь выступает сжатый воздух, что нагнетается в пластиковую бутылку с помощью обычного насоса, а также жидкость, которая высвобождается из емкости под давлением. Давайте же выясним, каким образом может быть сконструирована водяная ракета из пластиковой бутылки с парашютом.
Принцип действия
Водяная ракета из пластиковой бутылки своими руками для детей собирается достаточно просто. Требуется лишь подходящая емкость, заполненная жидкостью, автомобильный либо а также устойчивая стартовая площадка, где будет фиксироваться поделка. После установки ракеты насос нагнетает давление в бутылке. Последняя взмывает в воздух, разбрызгивая воду. Весь «заряд» расходуется за первые секунды после взлета. Дальше водяная ракета продолжает движение по
Инструменты и материалы
Водяная ракета из пластиковой бутылки требует наличия следующих материалов:
- собственно сама емкость из пластика;
- пробка-клапан;
- стабилизаторы;
- парашют;
- стартовая площадка.
В ходе работ по конструированию водяной ракеты могут потребоваться ножницы, клей либо скотч, ножовка, отвертка, всевозможные крепежи.
Бутылка
Пластиковая емкость для создания ракеты не должна быть чересчур короткой либо длинной. В противном случае готовое изделие может оказаться несбалансированным. В результате водяная ракета будет лететь неровно, заваливаться на бок или же вовсе не сможет подняться в воздух. Как показывает практика, оптимальным здесь выступает соотношение диаметра и длины 1 к 7. Для первоначальных экспериментов вполне сгодится бутылка объемом 1,5 литра.
Пробка
Для создания сопла водяной ракеты достаточно использовать пробку-клапан. Отрезать ее можно от бутылки из-под любого напитка. Крайне важно, чтобы клапан не пропускал воздух. Поэтому извлекать его лучше из новой бутылки. Рекомендуется заранее проверить его герметичность, закрыв емкость и крепко сжав ее руками. Пробку-клапан можно приделать к горлышку пластиковой бутылки с помощью клея, герметизировав стыки скотчем.
Стартовая площадка
Что требуется, чтобы взлетела водяная ракета из пластиковой бутылки? Пусковая площадка играет здесь определяющую роль. Для ее изготовления достаточно использовать лист ДСП. Зафиксировать горлышко бутылки можно металлическими скобами, установленными на деревянной плоскости.
Парашют
Чтобы водяная ракета могла быть использована несколько раз, в целях ее удачной посадки стоит предусмотреть в конструкции самораскрывающийся парашют. Пошить его купол можно из небольшого отрезка плотной ткани. Стропами послужит прочная нить.
Сложенный парашют аккуратно сворачивается и укладывается в консервную банку. Когда ракета взмывает в воздух, крышка емкости остается закрытой. После запуска самодельной ракеты срабатывает механическое устройство, что открывает дверцу банки, и парашют раскрывается под воздействием воздушного потока.
Чтобы осуществить вышеуказанный план, достаточно использовать небольшой редуктор, который можно извлечь из старой либо настенных часов. По сути, сгодится здесь любой электрический моторчик на батарейках. После взлета ракеты валы механизма начинают вращаться, наматывая нитку, соединенную с крышкой вместилища для парашюта. Как только последняя высвободится, купол вылетит наружу, раскроется и ракета плавно спустится вниз.
Стабилизаторы
Чтобы водяная ракета ровно взмывала в воздух, необходимо зафиксировать ее на стартовой площадке. Наиболее простое решение - изготовить стабилизаторы из другой пластиковой бутылки. Работа выполняется в такой последовательности:
- Для начала берется пластиковая бутылка объемом не менее 2 литров. Цилиндрическая часть емкости должна быть ровной, не содержать рифлений и фактурных надписей, поскольку их наличие может негативно сказаться на аэродинамике изделия в ходе запуска.
- Днище и горловина бутылки обрезается. Полученный цилиндр разделяется на три полосы идентичного размера. Каждая из них складывается пополам в форме треугольника. Собственно, сложенные полоски, вырезанные из цилиндрической части бутылки, и будут играть роль стабилизаторов.
- На завершающем этапе от сложенных краев стабилизаторов отрезаются полоски на расстоянии порядка 1-2 см. Образованные выступающие лепестки в центральной части стабилизатора отворачиваются в противоположные стороны.
- В основании будущей ракеты проделываются соответствующие прорези, куда будут вставляться лепестки стабилизаторов.
Альтернативой пластиковым стабилизаторам способны послужить отрезки фанеры в форме треугольника. Кроме того, ракета может обойтись и без них. Однако в таком случае придется предусмотреть решения, которые позволят зафиксировать изделие на стартовой площадке в вертикальном положении.
Носовая часть
Поскольку ракета будет устанавливаться пробкой вниз, необходимо надеть на днище перевернутой бутылки обтекаемую носовую часть. В данных целях можно обрезать верхушку от другой подобной бутылки. Последнюю необходимо надеть на днище перевернутого изделия. Зафиксировать такую носовую часть можно с помощью скотча.
Запуск
После вышеописанных действий водяная ракета, по сути, готова. Необходимо лишь наполнить емкость водой примерно на треть. Далее следует установить ракету на стартовую площадку и закачать в нее воздух с помощью насоса, прижимая сопло к пробке руками.
В бутылку емкостью 1,5 литра следует нагнетать давление порядка 3-6 атмосфер. Достичь показателя удобнее, используя автомобильный насос с компрессором. В завершение достаточно высвободить пробку-клапан, и ракета взлетит в воздух под действием бьющего из нее потока воды.
В заключение
Как видно, сделать водяную ракету из пластиковой бутылки не так и сложно. Все, что требуется для ее изготовления, можно отыскать в доме. Единственное, что может вызвать затруднения, - изготовление механической системы раскрытия парашюта. Поэтому, чтобы облегчить задачу, его купол можно попросту надеть на носовую часть ракеты.