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.
Наверняка каждый из нас в детстве хоть раз делал и запускал водяную ракету. Такие самоделки хороши тем, что они быстро собираются и не требуют никакого топлива, например пороха, газа и так далее. В качестве энергии для запуска такой ракеты выступает сжатый воздух, который накачивается обыкновенным насосом. В итоге вода выходит из бутылки под давлением, создавая реактивную тягу.
Рассмотренная ниже ракета состоит из трех бутылок, объем каждой составляет 2 литра, то есть это довольно большая и мощная ракета. Помимо этого в ракете имеется простейшая система спасения, что позволяет ракете плавное приземлиться и не разбиться.
Материалы и инструменты для самоделки:
- пластиковая трубка с резьбой;
- бутылки;
- парашют;
- фанера;
- жестяная банка из под консервов;
- маленький моторчик, шестерни и прочие мелочи (для создания системы спасения);
- источник питания (батарейки или аккумулятор от мобильного).
Инструменты для работы: ножницы, ножовка, клей, саморезы и отвертка.
Приступаем к созданию ракеты:
Шаг первый. Конструкция ракеты
Для создания ракеты было использовано три двухлитровых бутылки. Две бутылки в конструкции соединяются горлышко к горлышку, в качестве переходника для соединения был применен цилиндр, сделанный из пустого пластмассового газового баллончика. Детали садятся на клей.
Что касается второй и третей бутылки, то они крепятся донышко к донышку. Для соединения используется трубка с резьбой и двумя гайками. Места крепления хорошо герметизируются с помощью клея. Еще, чтобы сделать ракету более обтекаемой, на места стыков приклеены куски бутылки. В качестве наконечника используется горлышко пластиковой бутылки. В итоге вся конструкция представляет собой единый гладкий цилиндр.
Шаг второй. Стабилизаторы для ракеты
Чтобы ракета взлетала вертикально, для нее понадобится изготовить стабилизаторы. Автор изготавливает их из фанеры.
Шаг третий. Сопло
Сопло делается немного меньше, чем обычно, когда в качестве него используется просто горлышко бутылки. Для изготовления сопла берется крышка от бутылки и в ней вырезается отверстие. В итоге вода выходит не так быстро.
Шаг четвертый. Пусковая площадка
Для изготовления пусковой площадки понадобится лист ДСП, а также два металлических уголка. Для удерживания ракеты применяется металлическая скобка, она держит ракету за горлышко бутылки. При запуске скоба выдергивается с помощью веревки, при этом горлышко освобождается, образуется напор воды и ракета взлетает.
Шаг пятый. Заключительный этап. Устройство парашюта
Система парашюта очень простая, здесь нет никакой электроники, все делает механика на основе примитивного таймера. На фото можно увидеть, как выглядит парашют, когда он сложен.
Парашютный отсек изготавливается из консервной банки. Когда парашюту нужно раскрыться, специальная пружина вытесняет его через дверку в консервной банке. Эта дверка открывается специальным таймером. На фото модно увидеть, как устроен толкатель с пружиной.
Когда парашют сложен и ракета еще не начала падать, дверка парашютного отсека закрыта. Далее в воздухе срабатывает таймер, открывает дверку, парашют вытесняется наружу и раскрывается потоком воздуха.
Что касается устройства парашютного таймера, то он очень примитивен. Таймер представляет собой небольшой редуктор с валом, иначе говоря, это небольшая лебедка на основе электромотрчика. Когда ракета взлетает, на моторчик сразу поступает питание, и он начинает вращаться, при этом на вал наматывается нитка. Когда нитка будет полностью намотана, она начнет тянуть за защелку на дверце и парашютный отсек откроется. Зубчатые колеса на фото были изготовлены вручную при помощи напильника. Но можно использовать уже готовые от игрушек, часов и так далее.
Вот и все, самоделка готова, на видео можно посмотреть, как все работает. Правда, здесь показан запуск без парашюта.
По мнению автора, самоделка получилась не особо производительной, то есть ракета взлетает примерно на такую же высоту, как и обычная бутылка. Но здесь можно поэкспериментировать, например, поднять давление воздуха в ракете.
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.
Это мозгоруководство о том, как построит ь и запустить гидроракету, да не просто, а профессионально, на основе моего многолетнего опыта.
Я не несу ответственности за любой ущерб, за все риски связанные с производством и запуском этой гидроракеты, ответственность вы берете на себя!
Веселого строительства и запуска аэросамоделки !
Шаг 1: Начинаем
Гидроракета приводится в движение с помощью давления сжатого воздуха, переданного в воду, тем самым создавая направленный гидроудар.
Если вы возьмете 1 стандартную двухлитровую пластиковую бутылку, то под давлением 120 пси ракета достигнет высоты около 30 метров. Но, если вы возьмете 2 двухлитровые бутылки, то под давлением 120 пси гидроракета поднимется примерно на 45 метров, так как воздуха в ракете будет больше, следовательно, и тяга больше. Вторая бутылка дает только 15 дополнительных метров потому, что масса самоделки увеличивается.
Шаг 2: Носовой конус
Отрезаем от одной бутылки верхнюю часть, а потом отрезаем от нее горлышко. Берем мяч для пин-понга и половиним его, сажаем половинку мяча на клей с внутренней части отрезанной вершины бутылки. Полученные две детали соединяем клеем или скотчем.
Добавление габаритного носового конуса смещает центр тяжести выше, следовательно, делает траекторию полета поделки более стабильной.
Шаг 3: Стабилизаторы
На мозгокомпьютере чертим шаблоны стабилизаторов, распечатываем их и вырезаем по форме. Затем приклеиваем шаблоны на картон, то есть придаем стабилизаторам нужную жесткость и вырезаем по контуру. Вместо картона можно использовать рифленый пластик.
Стабилизаторы монтируем на тело ракеты с помощью клея и скотча.
Шаг 4: Соединение
Бутылки ступеней могут соединяться днищами. Для этого в середине днищ бутылок сверлятся отверстия диаметром 7-8мм, в эти отверстия изнутри вставляются и герметизируются «папы» 8мм-х сантехнических муфт и соединяются бутылки с двумя «папами» посредством одно «мамы» муфты.
Другое соединение бутылок – крышками. В серединах крышек бутылок так же сверлятся отверстия диаметром 7-8мм, верх одной крышки прикладывается к верху другой крышки, просверленные отверстия в крышках центрируются, и соединяются 8мм-ой сантехнической муфтой. Далее в крышки навинчиваются бутылки гидроракеты .
Шаг 5: Сращивание
Для объединения двух бутылок вместе, как на рисунке, чтобы создать герметичное уплотнение, необходимо три бутылки.
Сначала отрезаются нижние концы двух одинаковых по размеру бутылок. Далее от третьей бутылки отрезаются верх и низ, и полученное кольцо вставляется наполовину в отрезанные края двух бутылок. Соединение герметизируем и укрепляем скотчем.
Шаг 6: Пусковой механизм
В качестве пускового механизма я применяю конструкцию, разработанную в НАСА. Этот механизм позволяет варьировать размер сопла ракеты, то есть выбрать оптимальное пусковое давление в системе.
Доска толщиной 1.5см
2 болта 10мм
сверло по металлу диаметром 10мм
сверло по дереву диаметром 10мм
по 6 гаек и шайб диаметром 10мм
велосипедный клапан (можете взять от старой велокамеры)
резиновая пробка
велосипедный насос
2 колышка для палатки
4 скобки L-формы
гвозди
Пусковая установка может выдерживать любое давление, в зависимости от резиновой пробки. Для этого соединение пробки и горлышка ракеты настраивается регулировочными болтами.
Шаг 7: Двухступенчатая ракета
Для двухступенчатых гидроракет может применяться конструкция с сервоприводом или клапаном давления.
15см трубки диаметром 22мм
фанера или пластиковая панель (как основа для всей конструкции)
встроенный невозвратный клапан (годится клапан от насоса)
первая и вторая ступени гидроракеты
Вставляем 2 см трубы 22мм в первую ступень. Используем эпоксидные или ПВХ мастики, чтобы запечатать вставленную трубку. Вставляем обратный клапан в 22мм трубу и приклеиваем его.
Из пластика вырезаем элементы дополнительного крепления для удержания бутылки в нужном нам положении.
Шарнир крепим на хомут. Когда вы наденьте бутылку (используйте вазелин для герметичности) убедитесь, что зажим на трубке прямо возле горлышка первой ступени. Затем зажмите ваш шарнир на горлышке бутылки так, чтоб было герметично и устойчиво.
Шаг 8: Тройные ракетоносители
Ракетоносители легко сделать, потому что они просто держатся на выталкивающей бутылке.
Размечаем места крепления ракетоносителей на основной ступени. Конструируем три ракетоносителя с одним стабилизатором и крепим их на размеченные места. Собираем пусковой механизм для тройных ракетоносителей и испытываем ракету!
Шаг 9: Парашют
Парашютная система сконструирована по методу простого гравитационного развертывания.
Парашютный конус установлен на ракете слабо, поэтому, когда ракета достигает максимальной высоты, утяжеленный носовой конус первым начнет падать на землю, и развернет парашютную систему.
Делаем конус для парашютного отсека и примеряем его к носовому отсеку, он должен достаточно слабо сидеть на носовом отсеке. Сверлим отверстие в носовом отсеке и парашютном конусе под шнур парашютной системы, продеваем и завязываем этот вытяжной шнур.
Крепим стропы парашюта к вытяжному шнуру, так чтобы при срабатывании системы парашют исправно функционировал и парашютный конус не терялся.
Шаг 10: Грузовой отсек
Грузовой отсек используется для перевозки полезного груза, такого как датчик высоты, акселерометр, или даже ручного слизня, но падение с высоты может убить его.
Отрезаем низ любого размера от бутылки. Из гофрированного пластика вырезаем два диска диаметра бутылки. Из этого же пластика вырезаем полоску шириной диаметра бутылки и длиной чуть меньше грузового отсека. Склеиваем детали, а когда высохнет клей, помещаем в грузовой отсек и заполняем полезным грузом.
Шаг 11: Собираем, запускаем
Теперь, когда вы знаете, как делать все основные узлы гидроракеты, можете приступать к созданию своей собственной самоделки !