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.
На природе, предлагаем хорошую идею для развлечения: водяная ракета
, а уж дети точно будут в восторге. Идея, честно говоря, не новая, на западе водяные ракеты популярны, есть даже чемпионаты по запуску таких ракет. Водяные ракеты можно купить или сделать самому.
Принцип работы такой ракеты очень прост.
Для того чтоб сделать водяную ракету вам понадобиться:
- пластиковая бутылка, наполненная водой на одну треть
- автомобильный или велосипедный насос
- ниппель
- площадка (пусковая установка), на которой водяная ракета фиксируется.
Насосом нужно нагнать воздух в наполненную водой бутылку, из-за давления воздуха бутылка высоко летит, разбрызгивая вокруг воду. Вся вода выдавливается в первые секунды после старта, после чего водяная ракета летит по баллистической траектории (потому центр тяжести лучше вынести максимально вперед).
Технические варианты изготовления такой конструкции могут быть самыми разнообразными. Можно создать настоящий шедевр:
Давайте рассмотрим самый простой вариант.
1. Выбираем бутылку для водяной ракеты
Ракета не должна быть очень короткой или длинной, иначе полет будет кривой или вообще неудачный. Оптимально соотношение диаметра к длине — 1 к 7. Объём бутылки в 1,5 литра подойдет для ваших первых экспериментов.
2. Подбираем пробку
Найдите пробку-клапан от моющего средства или лимонада, она будет выполнять роль сопла ракеты.
Нужно чтобы клапан был не изношенный и не пропускал воздух. Проверьте его заранее: закройте бутылку клапаном и крепко сожмите.
3. Приделываем ниппель
Сделайте в днище бутылки отверстие и зафиксируйте в нем ниппель, «носом» наружу. Самое главное - достичь максимальной герметичности: максимально закрутите прижимной винт, можно экспериментировать с пластилином или клеем. Ничто не должно пропускать воздух.
Нужно правильно установить ракету, для того, чтоб она полетела ровно. По поводу стартовой площадки — тут уже на что фантазии хватит. Можно готовить сложные конструкции или же просто зафиксировать ракету на ровной поверхности тем, что есть под рукой.
В принципе, самая простая водяная ракета у вас готова. Осталось только взять насос, побольше воды и ассистента: кто-то из вас будет держать водяную ракету пробкой вниз и удерживать клапан, пока воздух накачивается в бутылку. На полтора литровую бутылку рекомендует закачивать от 3 до 6 атмосфер (пригодиться насос с отображением атмосфер), затем отсоедините шланг и отпустите пробку-клапан. Готово! Водяная ракета запущена! Ракета взлетит эффектно и высоко, весь процесс безопасен. Правда обычно приходится принимать душ из «топлива» 🙂
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-ВОДЯНАЯ РАКЕТА
Ученика 2 класса
муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения «Лицей»
Шевчукова Льва Романовича
Руководитель работы
Губина Марина Николаевна,
учитель начальных классов МБОУ «Лицей»
2016 год
Содержание
Введение3
1.
Давняя мечта человека
3-5
2.
Кто придумал ракету?
5-6
3.
Строение ракеты
6-7
4.
Почему ракета взлетает?
7-9
5.
Изготовление воздушно-водяной ракеты
9-15
6.
Выводы
15
7.
Источники информации
15
Введение
В детстве многие мечтали
В звёздный космос полететь.
Чтоб из этой звёздной дали
Нашу землю осмотреть!
Издавна человека волновала и манила высь неба, усыпанная звёздами. Юрий Гагарин первым из землян осуществил мечту человечества – увидел нашу Землю из космоса.
Меня тоже интересует вопрос - почему ракеты взлетают? Почему именно на ракетах летают в космос?
Цель проекта: создание модели воздушно-водяной ракеты своими руками
Задачи:
1.расширить свои представления о космосе;
2. узнать, какие законы физики действуют при взлёте ракеты;
3. познакомиться с устройством ракеты;
4.создать воздушно-водяную ракету своими руками.
5.создать видео полёта воздушно-водяной ракеты.
Объект проекта: воздушно-водяная ракета
Предмет проекта: процесс создания модели воздушно-водяной ракеты своими руками.
1. Давняя мечта человека
С глубокой древности люди мечтали летать, как птицы. О своих фантазиях наши предки рассказывали в сказках. Сказочные герои отправлялись в полет на ковре-самолете, в ступе и на метле. Многие герои по-своему передвигались по воздуху. Баба Яга в ступе, Маленький Мук в волшебных тапочках, Карлсон на своем моторчике.
Но больше всего людям хотелось взмахнуть руками, как крыльями, и полететь над землей подобно птицам. Больше трех тысяч лет тому назад создали греки миф о Дедале и сыне его Икаре. Великий художник, изобретатель и зодчий Дедал сделал две пары крыльев из птичьих перьев, скрепленных нитками и воском. Поднялись в воздух Дедал и Икар, чтобы улететь на родину в Афины с острова Крит, где их держал в плену царь Минос. Дедал наказывал сыну – не приближайся к солнцу, его лучи растопят воск. Но упоенный счастьем полета Икар поднимался все выше, выше… Солнце растопило воск, рухнул Икар с высоты и погиб в морских волнах. А Дедал долетел до земли и благополучно спустился. С тех пор поэтичный образ Икара стал воплощением мечты человека о полете.
Но человечество не оставляло свою мечту о полете. Уже много веков тому назад люди пробовали создать крылья, на которых можно было бы подняться ввысь. Все попытки подражать птицам были неудачны. Летать на машущих крыльях не удавалось. Так, в XVIII веке, появились воздушные шары. Недостатком воздушных шаров было то, что двигались они только в том направлении, куда дул ветер.
Люди думали над вопросом: как сделать воздушный шар управляемым? Были попытки использовать руль и весла, но все безрезультатно. Пока, наконец, не придумали двигатель. Появились дирижабли.
Но и дальше людей не оставляла мысль о крыльях. Однако воздушные шары подняли человека в воздух на полтора века раньше, чем удалось осуществить полет на крыльях. На смену воздухоплаванию приходит авиация, аэроплан. Со временем аэропланы совершенствовались.
Первые опытные самолеты с турбореактивным двигателем были построены в годы Великой Отечественной войны. Винт для самолета стал ненужным. Крылья стали меньше и уже. Современный реактивный самолет способен перевезти сотни пассажиров со скоростью 969 км/ч. Полеты стали настолько привычны, что сегодня каждую минуту где-нибудь в мире заходит на посадку самолет. Сейчас существуют самолеты, которые летают быстрее скорости звука.
Прошли годы, и люди сумели покорить воздушное пространство Земли. Но они всё равно мечтали и о космическом пространстве.
Ученые придумали космический корабль для полета в космос. Прежде они решили проверить безопасность полетов на четвероногих помощниках – собаках. Выбирали собак не породистых, а дворняжек – ведь они и выносливы и неприхотливы. Космический корабль с четвероногими космонавтами – Белкой и Стрелкой облетел вокруг Земли 18 раз.
Чуть позже полетел в космос самый первый космонавт Земли - Юрий Алексеевич Гагарин. Его первый полёт в космос был самым трудным и опасным.
В настоящее время космонавты летают на современных высокоскоростных аппаратах.
2. Кто придумал ракету?
Оказывается, что ракеты человек изобрёл давно. Их придумали в Китае много сотен лет тому назад. Китайцы использовали их для того, чтобы делать фейерверки. Они долго держали в секрете устройство ракет, им нравилось удивлять чужестранцев. Но некоторые из этих удивлённых чужестранцев оказались людьми очень любознательными. Вскоре во многих странах научились делать фейерверки и праздничным салютом отмечать торжественные дни.
Ещё при Петре I была создана и применялась однофунтовая сигнальная ракета "образца 1717 года", остававшаяся на вооружении до конца XIX века. Она поднималась на высоту до одного километра. Некоторые изобретатели предлагали использовать ракету для воздухоплавания. Научившись подниматься на воздушных шарах, люди были беспомощны в воздухе.
Управляемый аппарат тяжелее воздуха - вот о чём мечтал революционер Н.Кибальчич в каземате Петропавловской крепости, осужденный на казнь за покушение на царя. За десять дней до смерти он завершил работу над своим изобретением и передал адвокату не просьбу о помиловании или жалобу, а "Проект воздухоплавательного прибора" (чертежи и математические расчеты ракеты.) Именно ракета, считал он, откроет человеку путь в небо.
Кибальчич размышлял о том, как применить для полета энергию газов, образующихся при воспламенении взрывчатых веществ. В своих рассуждениях он пришел к идее не самолета, а именно звездолета, так как его аппарат мог двигаться и в воздухе, и в безвоздушном пространстве. В своем "Проекте..." он писал: «Я верю в осуществимость моей идеи. Если мои идеи после тщательного обсуждения учеными-специалистами будут признаны осуществимыми, то я буду счастлив …»
3. Строение ракеты
Ракета состоит из 3 одинаковых ступеней, расположенных одна на другой. Каждая ступень ракеты состоит из двигателя и топливных баков. Первой включается и работает самая нижняя ступень. Эта ракета самая мощная, так как ее задача - поднять в воздух всю конструкцию. Когда топливо сгорает, а баки пустеют, нижняя ступень отрывается, и тут начинают работу двигатели второй ступени. В это время ракета набирает скорость и летит все быстрее. Когда горючее кончается, вторая ступень отрывается и включается в работу третья, последняя ступень, которая еще больше разгоняет корабль. Вот тут включается первая космическая скорость и корабль выходит на орбиту, а далее летит один, так как последняя ступень ракеты почти полностью сгорает при отсоединении.
Еще у ракеты есть стабилизаторы - маленькие крылья внизу. Они нужны для того, что бы ракета летела ровно и прямо. Если у ракеты не будет этих стабилизаторов, то она в полете будет болтаться из стороны в сторону.
Стабилизаторы же меняют всю картину. Когда ракета начинает отклоняться в бок, или заносить в сторону, как заносит машину на скользкой дороге, стабилизаторы подставляются под поток воздуха своей широкой частью и этим потоком их сносит назад. А у больших космических ракет стабилизаторов или нет вообще, или они очень маленькие, потому, что в таких ракетах стоит не один, а сразу много реактивных двигателей. Из них несколько больших, которые и толкают ракету вверх, а есть еще маленькие, которые нужны только для того, что бы подправлять полет ракеты.
Форма ракеты (как веретёнце) связана только с тем, что ей приходится по дороге в космос пролетать через воздух. Воздух мешает лететь быстро. Его молекулы стукаются о корпус и тормозят полёт. Для того, чтобы уменьшить воздушное сопротивление, форму ракеты и делают гладкой и обтекаемой.
4.Почему ракета взлетает?
Взлетом космической ракеты сейчас можно полюбоваться и по телевизору, и в кино. Ракета вертикально стоит на бетонном стартовом столе. По команде из пункта управления включаются двигатели, мы видим загорающееся внизу пламя, мы слышим нарастающий рев. И вот ракета в клубах дыма отрывается от Земли и сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее устремляется вверх. Через минуту она уже на такой высоте, куда не могут подняться самолеты, а еще через минуту – Космосе, в околоземном безвоздушном пространстве.
Двигатели ракеты называются реактивными. Почему? Потому что в таких двигателях сила тяги является силой реакции (противодействия) силе, которая отбрасывает в противоположную сторону струю раскаленных газов, получаемых от сгорания топлива в специальной камере. Как известно, согласно третьему закону Ньютона, сила этого противодействия равна силе действия. То есть, сила, поднимающая ракету в космическое пространство равна силе, которую развивают раскаленные газы, вырывающиеся из сопла ракеты. Если Вам кажется невероятным, что газ, которому положено быть бесплотным, забрасывает на космическую орбиту тяжеленную ракету, вспомните о том, что сжатый в резиновых баллонах воздух успешно поддерживает не только велосипедиста, но и тяжелые самосвалы. Раскаленный добела газ, вырывающийся из сопла ракеты – тоже полон силы и энергии. Настолько, что после каждого старта ракеты стартовый стол ремонтируют, добавляя выбитый огненным вихрем бетон.
Третий закон Ньютона можно сформулировать иначе, как закон сохранения импульса. Импульсом называется произведение массы на скорость.
Если двигатели ракеты мощные, ракета очень быстро набирает скорость, достаточную для того, чтобы вывести космический корабль на околоземную орбиту. Эта скорость называется первой космической скоростью и равна приблизительно 8 километрам в секунду. Мощность двигателя ракеты определяется в первую очередь тем, какое топливо сгорает в двигателях ракеты. Чем выше температура сгорания топлива, тем мощнее двигатель. В самых ранних советских ракетных двигателях топливом был керосин, а окислителем – азотная кислота. Сейчас в ракетах используется более активные (и более ядовитые) смеси. Топливом в современных американских ракетных двигателях является смесь кислорода и водорода. Кислородно-водородная смесь очень взрывоопасна, но при сгорании выделяет огромное количество энергии.
Для того чтобы понять работу реактивного двигателя проведем опыт с воздушным шариком. Надуем воздушный шар и не завязывая отпустим его. Он со смешным звуком быстро начнет метаться из стороны в сторону, пока не сдуется. Шарик полетел потому, что из него выходил воздух. А это и есть реактивное движение. Есть такой закон природы: если от предмета отделяется его часть, то этот предмет начинает двигаться в противоположную сторону.
3.Журавлёва А.П. Начальное техническое моделирование. М.: Просвещение, 1999.
4 Свирин А.Д. До Земли ещё далеко. Книга знаний. М.: Дет. мир, 1992.
5.Синюткин А.А. Космос в метре от Земли. Ижевск, Удмуртия, 1992.