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.
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 !
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.
Лето в разгаре! Для тех, кто уже пресытился шашлыками и лежаками на пляже, предлагаем клёвую идею для развлечений на свежем воздухе: водяную ракету. Дети будут пищать от восторга, девушки - сражены наповал, соседи по даче в бешенстве крайне удивлены. Идея не нова, в забугорье водяные ракеты очень популярны, существуют даже специальные чемпионаты по запуску этих штук. Их можно купить в магазине, а можно сделать самому. Об этом и поговорим.
Принцип действия водяной ракеты предельно прост. Нужна пластиковая бутылка, на треть наполненная водой, велосипедный или автомобильный насос, ниппель и стартовая площадка (пусковая установка), на которой ракета фиксируется. Насос нагнетает воздух - бутылка высоко и далеко летит, разбрызгивая воду вокруг. Всё «топливо» выдавливается в первые мгновения после старта, а дальше ракета летит по баллистической траектории (поэтому центр тяжести выносят максимально вперёд).
Но вот технические вариации изготовления этой конструкции могут быть самыми разными. Некоторые любители создают настоящие шедевры:
Рассмотрим один из самых простых вариантов.
1. Выбираем бутылку
Ракета не должна быть слишком длинной или слишком короткой, иначе полёт выйдет кривой или вообще не состоится. Оптимальное соотношение диаметр/длина 1 к 7. Объём в 1,5 литра вполне подойдёт для первых экспериментов.
2. Подбираем пробку
Вам понадобится пробка-клапан от лимонада или любого другого напитка. Это будет сопло ракеты.
Важно, чтобы клапан был новый, не изношенный, не пропускал воздух. Лучше всего проверить его заранее: закройте пустую бутылку крышкой и крепко сожмите.
3. Приделываем ниппель
В днище бутылки надо сделать отверстие и зафиксировать в нём ниппель, «носом» наружу. Здесь главное - достичь максимально возможной герметичности: закрутите прижимной винт на максимум, можно поэкспериментировать с клеем или пластилином. Бутылка не должна пропускать воздух.
4. Вырезаем стабилизаторы
Чтобы ракета летела ровно, её нужно правильно установить. Самый простой способ - сделать стабилизатор (ножки) из другой пластиковой бутылки. Для этого бутылка разрезается пополам, распрямляется. Затем на этой ровной поверхности начертите контур стабилизатора, предусмотрите задел для крепления к телу ракеты.
Теперь вырезайте стабилизатор по контуру и приклейте его к ракете скотчем.
На рисунке показан также утяжелённый корпус ракеты, этот автор использовал обрезанную часть другой бутылки с грузиком-болтом в крышке. На самом деле, здесь полный простор для фантазии и экспериментов, точно определить оптимальный груз в голове вашей ракеты можно только после нескольких запусков. Форма ножек тоже может быть разная, например, можно использовать верхнюю часть пластиковой бутылки, к ней приладить пластиковые ножки, а внутрь уже поместить саму ракету:
Что касается стартовой площадки, то тут тоже можно покреативить вволю. Кто-то готовит сложные конструкции с направляющей осью, кто-то вырезает из дерева специальные устройства, а кто-то просто фиксирует ракету на ровной поверхности подручными средствами.
В принципе, простейшая водяная ракета после описанных действий у вас уже готова. Надо только взять с собой побольше воды, насос и ассистента: он будет держать ракету пробкой вниз и прижимать клапан руками, пока вы будете накачивать воздух насосом. На бутылку 1,5л рекомендуется закачать 3-6 атмосфер (в этом смысле автомобильный насос удобнее), затем отсоединяем шланг и на счёт «три-четыре» отпускаем пробку. Ракета запущена! Летает она достаточно высоко и эффектно, а главное - весь процесс не опасен для жизни. Правда ассистенту обычно приходится принять вынужденный душ из «топлива»:)
Если вам понравилась эта затея и хочется экспериментировать дальше, рекомендуем почитать, например, тут есть ракеты посложнее, с настоящими пусковыми установками. картинка с пошаговой инструкцией, правда на английском, но вполне доступно всё нарисовано. Ну, а если вам понравилось видео и захотелось повторить что-то подобное, добро пожаловать в клуб ракетного моделирования: серьёзные дяди используют при запуске сразу несколько бутылок со сжатым воздухом, и лишь одна содержит воду.
Водяная ракета. Своими руками
1) Для начало надо выбрать подходящий баллон. Например: возьмём бутылку объёмом 1.5 литра. Для достижения наибольшей высоты полёта отношения диаметра ракеты и длины ракеты должно быть 1:7. Если ракета будет слишком короткой, то она не будет лететь ровно, а если ракета будет слишком длинная то она у вас поломается на две части.
2) Во вторых, нам необходим велосипедный ниппель. На старых отечественных камерах, скорее всего, будет золотниковый, как на машинах. Хотя и такой можно использовать.
3) Пробка от какого-нибудь шампуня или лимонада, которая сделана в виде клапана. Пробка должна быть крепкой и неразболтанной. Тогда она не пропустит воздух. Лучше это сразу проверить - навинтить её на бутылку, закрыть и крепко сжать бутылку. Для лучшего полёта вашей ракеты диаметр сопла должен быть 4-5 мм.
4) Теперь надо просверлить в центре дна бутылки ещё одну дырку, чтобы в неё мог пролезть ниппель. Вставьте его изнутри носом наружу. Это нелегко, но выполнимо. Завинтите на ниппеле прижимной винт, чтобы он очень крепко и плотно прилегал к отверстию. Иными словами, надо добиться герметичности продырявленной бутылки. В закрытом состоянии бутылка не должна пропускать воздух!
5) Ну и напоследок приделываем к бутылке стабилизаторы. Они помогают бутылке лететь ровно.
Вот и всё, ракета готова.
Теперь, давайте сделаем «стартовую площадку» для нашей ракеты. Это несложно сделать: Вам необходим кусок доски, и железный стержень (он будет служить как направляющая). В итоге, у вас должна получится конструкция, как у меня на рисунке.
Как она работает:
Всё готово! Берите ракету, насос, запас воды и на улицу. Желательно прихватить с собой друга, так как вам понадобится его помощь.
Что бы ракета поднялась в воздух, в неё необходимо налить воду, примерно третью часть. Для получения наибольшего импульса тяги в таблице даны пропорции веса воды и объема баллона.
Ракета заправлена. Теперь приступим к пуску.
Один человек держит бутылку пробкой вниз и при этом крепко прижимает пробку руками, чтобы она не открылась от давления, а второй в это время, берёт насос и накачивает бутылку изо всех сил. Накачиваем в бутылку примерно 3-6 атмосфер, отсоединяем насос. Один из участников запуска продолжает держать ракету, а второй отходит на небольшое расстояние. Когда все готовы, можно отпускать. После старта, вода под давлением вытекает из баллона и тем самым создается импульс тяги. Что касается объяснения тому, что ракета полетела, то тут всё просто. Полная аналогия с настоящими ракетами с горючим топливом. Только у них происходит выброс лёгких продуктов сгорания с огромной скоростью, а в водяной ракете - выброс довольно тяжелой воды, хотя и с меньшей скоростью. Масса воды компенсирует её маленькую скорость. Ура ваша ракета полетела. Единственный минус - запускающий оказывается под дождём "топлива", и по этому запуски лучше производить в тёплое время года. Возможен и другой вариант. Ракета может только слегка подпрыгнуть и упасть, поливая всех струёй воды. Это, скорее всего означает, что слишком мала дырка в пробке. Ищите другую.
Пробуйте сами! Поверьте нам - это интересно. Всё равно всех тонкостей нельзя понять из текста. Всё приходит с практикой!