Raketter illustrerer Newtons tredje bevægelseslov: "For hver handlingskraft vil der altid være en reaktionskraft, der er lige stor i størrelse, men modsat i retning." Den første raket kan have været en dampdrevet skovdu, opfundet af Archytas of Tarentum, i det fjerde århundrede f. Kr. Dampen banede derefter vejen for krudtrørene fra kineserne, derefter flydende raketter designet af Konstanin Tsiolkovsky og implementeret af Robert Goddard. Denne artikel beskriver fem måder at bygge din egen raket på, fra enkel til mere kompleks; med et ekstra afsnit i slutningen af artiklen, som forklarer nogle af de principper, der fungerer, når man bygger raketter.
Trin
Metode 1 af 5: Ballonraket
Trin 1. Bind den ene ende af snoren eller fiskelinjen til støtten
Du kan bruge bagsiden af en stol eller et dørhåndtag som en støtte.
Trin 2. Spor stregen gennem halmen
Tråden og halmen vil tjene som et styresystem til styring af ballonraketens vej.
Modelraketudstyr bruger normalt sugerør af lignende længde, der er fastgjort til rakettens krop. Disse sugerør er trådet gennem metalstænger på affyringsrampen for at understøtte raketten før opsendelsen
Trin 3. Bind den anden ende til en anden støtte
Sørg for, at tråden/snoren er stram, før du binder den.
Trin 4. Blæs ballonen op
Klem enden af ballonen for at forhindre luften i at slippe ud. Du kan bruge dine fingre, papirclips eller tøjnåle.
Trin 5. Stick ballonen til halmen med tape
Trin 6. Fjern luften fra ballonen
Din raket flyver langs linjen, fra den ene ende til den anden.
- Du kan prøve at lave ballonraketter med runde balloner i stedet for lange, samt forskellige sugerør af forskellige længder for at finde ud af, hvor effektive disse sugerør er til at styre ballonraketens vej. Du kan også øge ballonraketens flyvevinkel for at se, hvordan det påvirker rakettens rækkevidde.
- Et relateret værktøj, du også kan lave, er en jetbåd: skær en mælkekarton i halve. Lav et hul i bunden og træk en ballon gennem hullet. Pust ballonen op, læg derefter båden i et badekar fyldt med lidt vand, og blæs luften ud af ballonen.
Metode 2 af 5: Raket lanceret af halm
Trin 1. Klip en firkant af papir
Dette stykke skal være cirka tre gange bredden: den anbefalede størrelse er 11,43 cm x 3,81 cm.
Trin 2. Wrap dette stykke tæt om en blyant eller søm
Wrap det nær enderne i stedet for i midten. Den udskårne del skal hænge over spidsen af blyanten eller sømmet.
Sørg for at bruge en blyant eller søm, der er lidt tykkere end halmen, men ikke for tyk
Trin 3. Lim de papirskårne kanter for at forhindre dem i at falde af
Brug tape langs længden langs papirstrimlen.
Trin 4. Fold de hængende ender udad for at danne en spids eller kegle
Brug tape på denne del af keglen til at holde formen.
Trin 5. Tag blyanten eller sømmet ud
Trin 6. Kontroller for luftlækager
Blæs forsigtigt fra den eksponerede del af papirraketten. Lyt efter lyden af luft, der slipper ud fra siderne eller enderne af keglen, og mærk sømmene i siderne og enderne for luftstrøm. Brug tape til at forsegle lækager, og prøv igen, indtil du ikke kan opdage lækager.
Trin 7. Tilføj en halefinne på den eksponerede del af papirraketten
Da papirraketter er smalle, kan du muligvis vedhæfte finnerne, du lavede separat, til enderne af raketten. Dette vil være lettere at gøre end at lave tre eller fire forskellige finner direkte på den udsatte del af raketten.
Trin 8. Sæt halmen i den åbne del af raketten
Sørg for, at halmen er strakt ud af raketten længe nok til, at du kan gribe den med fingrene.
Trin 9. Pust hårdt ud gennem et sugerør
Raketten flyver op i luften, når den bliver ansporet af din vejrtrækning.
- Ret altid halmen og raketten op, ikke mod nogen, når du sender den.
- Varier den måde, du bygger raketten på, for at se, hvordan ændringerne påvirker dens flyvning. Varier også, hvor hårdt du trækker vejret gennem halmen for at se, hvordan dette påvirker den afstand, din raket kan flyve.
- Dette papirraket-lignende legetøj består af en pind med en plastik kegle fastgjort til den ene ende, og en plast faldskærm fastgjort til den anden. Faldskærmen foldes over en pind, som derefter indsættes i et papblæserør. Når den blæses, fanger plastkeglen luften og starter staven. Når den når den maksimale højde, vil pinden falde og aktivere faldskærmen.
Metode 3 af 5: Rocket Film Roll
Trin 1. Beslut, hvor lang/høj raketten du vil bygge
En god længde/højde på raketten er 15 cm, men du kan gøre den længere eller kortere, hvis du ønsker det.
En god diameter er 3,75 cm, men den faktiske diameter bestemmes af diameteren af rakettens forbrændingskammer
Trin 2. Forbered rullen/rullen med film
Denne rulle vil være forbrændingskammeret for din raket. Du kan få filmruller fra fotostudier, der stadig bruger film.
- Kig efter en filmrulle med et dæksel, der ligner en prop, der går ind i valsens mund, frem for at sidde fast på ydersiden.
- Hvis du ikke kan finde en filmrulle, kan du bruge en tom receptpligtig medicinflaske med et snaplåg. Hvis du ikke kan finde den, kan du bruge en prop, som passer godt ind i mundingen på flasken.
Trin 3. Saml raketten
Den nemmeste måde at lave et raketlegeme på er at pakke en strimmel papir rundt om en filmrulle, på samme måde som du ville vikle en blyant eller søm, når du laver en raket, der blev lanceret af et sugerør. Da rullerne vil starte raketterne, kan det være en god idé at vedhæfte papiret til rullerne ved hjælp af tape eller lim - inden du pakker dem rundt om beholderen.
- Sørg for, at valsens eller pilleflaskens munding vender udad, når du fastgør rakethuset. Munden fungerer som raketdyse.
- I stedet for at folde enderne af raketlegemet væk fra rullerne ind i keglerne, kan du oprette separate kegler ved at skære en cirkel af papir, fra kanten til midten og folde papiret til en kegle. Du kan fastgøre keglerne med tape eller lim.
- Tilføj finner. Da denne rakets diameter er tykkere end den papirraket, du sender med et sugerør, skal du skære hver fin af gangen for at fastgøre dem. Sørg også for at bruge tre finner i stedet for fire.
Trin 4. Bestem rakettens lanceringssted
Den åbne, udendørs placering er den, vi anbefaler, da raketten kan nå en temmelig god højde, når den sendes på dette sted.
Trin 5. Fyld rullen med vand op til 1/3 fuld
Hvis vandkilden ikke er i nærheden af din affyringsrampe, skal du muligvis bære raketten på hovedet eller bære vandet separat og fylde rullerne på affyringspladen.
Trin 6. Skær brusetablet i halve og kom den anden halvdel i vandet
Trin 7. Luk rullerne, og drej raketten, så den er vinkelret på affyringsrampen
Trin 8. Flyt væk i sikker afstand
Da tabletten begynder at opløse, frigiver den kuldioxid. Trykket akkumuleres, indtil det går i stykker og frigiver rulledækslet, så raketten kan starte.
Ud over vand kan du fylde valsen med eddike halvvejs op. I stedet for brusetabletter kan du bruge 1 tsk (5 g) bagepulver. Eddike, som er en syre (eddikesyre), reagerer med bagepulver (som er basisingrediensen) for at producere vand og kuldioxid. Eddike og bagepulver er imidlertid mere flygtige end vand og brustabletter, så du bliver nødt til at komme hurtigere ud af raketten - og at bruge for meget af begge kemikalier kan ødelægge rullerne
Metode 4 af 5: Rocket Matches
Trin 1. Skær små trekanter ud af aluminiumsfolie
Denne trekant skal være ensartet, med en længde på cirka 2,5 cm i bunden og 5 cm fra midten af bunden til spidsen af trekanten.
Trin 2. Tag tændstikkerne fra flokken
Trin 3. Juster tændstikkerne med de lige stifter
Placer tændstikken og tappen, så spidsen af nålens hoved rører tændstikhovedet, på en position, der ikke er højere end den tykkeste del af hovedet.
Trin 4. Wrap folietrekanten, der starter ved det øverste punkt, omkring kampens hoved
Pak det så tæt som muligt uden at forstyrre stiftpositionen. Når den er færdig, skal omslaget strække sig omkring 6,25 mm under tændstikhovedet.
Trin 5. Fold foliefolien rundt om nålhovedet med dine tommelfingernegle
Dette presser indpakningen tættere på tændstikhovedet og skaber en bedre stiftkanal under omslaget.
Trin 6. Fjern forsigtigt stiften fra indpakningen
Pas på ikke at rive folien, mens du gør dette.
Trin 7. Bøj papirclipsen til en startpude
- Bøj ydersiden i en vinkel på 60 grader. Dette danner grundlaget for affyringsrampen.
- Bøj den indvendige rille opad, og drej den derefter, så den danner en åben trekant. Det er her, du sætter dine folieindpakkede tændstikker.
Trin 8. Placer din startplade på lanceringsplaceringen
Igen anbefales en åben udendørs placering stærkt, da tændstikraketer kan rejse betydelige afstande. Undgå steder, der er meget tørre, da tændstikraketter kan forårsage brand.
Sørg for, at området omkring dig er sikkert, før du sender raketten op
Trin 9. Læg tændstikraketten på affyringsrampen med hovedet opad
Raketten skal placeres mindst i en 60 graders vinkel. Hvis den er lavere, skal du muligvis bøje papirclipsen, indtil den når denne position.
Trin 10. Start raketten
Tænd en tændstik lige under hans indpakkede hoved. Når fosforet i det indpakkede tændstikhoved antænder, vil tændstikraketten flyve.
- Forbered en spand vand, der er nyttig til iblødsætning af brugte tændstikker, for at sikre, at disse tændstikker er helt slukket.
- Hvis tændstikraketten lander på dig, skal du stoppe med at bevæge dig, falde til jorden og rulle, indtil alle flammerne er slukket.
Metode 5 af 5: Water Rocket
Trin 1. Forbered en tom 2 liters sodavandsflaske
Denne flaske vil tjene som et trykkammer på raketten. Fordi flasker bruges til at lave disse raketter, kaldes de undertiden flaskeraketter. Tag ikke fejl af fyrværkeri, også kaldet flaskeraketter, som er så navngivet, fordi de ofte affyres inde fra en flaske. Flaskeraketter som denne er ulovlige at affyre på mange områder; mens vandraketter er lovlige i de fleste områder.
- Fjern flasketiketten ved at skære den, hvor den ikke er limet til flasken. Vær forsigtig med ikke at skære eller punktere overfladen af flasken, mens du gør dette, da ridser eller snit vil svække flasken.
- Forstærk flasken ved at pakke den ind med et tape. De nye flasker kan modstå tryk på op til 100 pounds per square inch (689,48 kilopascal), men gentagne lanceringer vil reducere tryktolerancen, flaskerne kan klare uden at revne. Du kan vikle flere lag maskeringstape rundt i midten af flasken eller pakke midten og fortsætte halvvejs ned ad flasken mod hver ende. Hver pakke skal gå rundt om flasken to gange.
- Marker de steder, hvor du vil fastgøre finnerne til raketens krop, med en markørpen. Hvis du planlægger at bruge fire finner, skal du trække stregerne i 90 graders vinkler fra hinanden. Hvis du planlægger at lave tre finner, skal du trække striberne 120 grader fra hinanden. Det kan være en god idé at cirkulere et stykke papir rundt om flasken og markere det først, før du overfører disse markeringer til flasken.
Trin 2. Lav finnerne
Da plastikraketlegemet er ret stærkt, selvom du skal styrke det igen, skal dine finner også være holdbare. Du kan bruge hårdt pap, men et bedre materiale er plastik, der bruges i en lommemappe eller et bindemiddel med tre ringe.
- Først skal du designe dine finner og lave en papirprøve som en skærevejledning. Uanset hvordan du designer dine finner, skal du lave dem, så de rigtige finner foldes igen (fordobles) for at få ekstra styrke og nå flaskens indsnævring.
- Skær prøven, og brug den som en vejledning til skæring af finnematerialet.
- Fold finnerne i form, og fastgør dem til raketens krop med tape.
- Afhængigt af designet på din affyringsrampe behøver du muligvis ikke at bygge en finne, der går gennem raketens dyse.
Trin 3. Opret næsekeglen og lastdelen
Du skal bruge en anden 2 liters flaske til dette.
- Skær bunden af flasken.
- Læg lasten oven på den afskårne flaske. Dette stykke kan være model ler eller en flok gummibånd. Placer den afskårne bund af flasken inde i toppen, med bunden pegende mod toppen af flasken. Stick det med tape, og fastgør derefter den modificerede flaske til bunden af flasken, der fungerer som et trykkammer.
- Din næsekegle kan være lavet af alt fra en 2 liters flaskehætte til et PVC -rør af enhver længde til en ægte plastkegle. Når du har defineret og oprettet den, skal denne kegle fastgøres permanent til toppen af den udskårne flaske.
Trin 4. Test balancen i din hjemmelavede raket
Balancer raketten på pegefingeren. Raketten skal være afbalanceret på et tidspunkt over trykkammeret (bunden af den første flaske). Hvis ikke, fjern belastningsdelen og juster vægten.
Når du har fundet dens massecenter, vejer du raketten. Vægten skal være i området 200 til 240 gram
Trin 5. Opret launcher/prop
Der er flere stykker udstyr, som du kan bruge til at affyre din vandraket. Den enkleste er en ventil og et stop, der kan indsættes i flaskens munding, der fungerer som et trykkammer.
- Kig efter en kork, der passer lige ind i mundingen på flasken. Du skal muligvis skrabe lidt i kanterne.
- Få et ventilsystem, der almindeligvis bruges i bildæk eller cykelrør. Mål diameteren.
- Bor et hul i midten af ventilen med samme diameter som ventilen.
- Rengør ventilspindlen og påfør tape over gevinddelen og åbningen.
- Sæt ventilen gennem hullet i proppen, og hold den på plads med en silikone- eller uretanforsegling. Lad dette stof tørre grundigt, inden tapen fjernes.
- Test ventilen for at sikre, at luft frit kan passere igennem den.
- Test stop ved at placere en lille mængde vand i rakettens trykkammer, derefter placere proppen på plads og oprette raketten lodret. Hvis der er en lækage, lukkes ventilen igen og testes igen. Når der ikke er lækager, testes igen for at finde trykket, der tvinger luften til at fjerne proppen fra flasken.
- For instruktioner om oprettelse af et mere avanceret lanceringssystem, se
Trin 6. Vælg dit raketaffyringssted
Som med filmrulleraketter og lightere anbefales en åben udendørs placering stærkt. Da vandraketter er større end andre raketter, skal du bruge et større, fladere åbent område end andre raketter.
Hævede overflader, såsom picnicborde, er en god idé, når små børn er til stede
Trin 7. Start din raket
- Fyld trykkammeret 1/3-1/2 fuld med vand (du kan muligvis tilføje madfarve til vandet for at give det et mere farverigt "brændstof", når raketten starter). Du kan også skyde en raket uden at bruge vand i trykkammeret, selvom måletrykket kan være anderledes end da kammeret havde vand i det.
- Sæt affyringsenheden/stop i trykkammerets munding.
- Tilslut cykelpumpeslangen til udløsningsventilen.
- Stil raketten oprejst.
- Pump luft, indtil du når et tryk, der tvinger ventilen ud. Der kan være lidt ventetid, før dette sker, og raketten starter.
Rakettedele og hvordan de fungerer
1. Brug brændstof til at løfte raketten og flyve den gennem luften. Raketter flyver ved at lede brændstofdamp ned gennem en eller flere udstødninger, som vil skubbe den op (løfte den) og flytte den frem (gennem) luften. Raketmotorer arbejder ved at blande egentligt brændstof med en iltkilde (oxidator), som gør det muligt for raketten at arbejde i det ydre rum end Jordens atmosfære.
- De første raketter var fastbrændselsraketter. Disse raketter omfatter fyrværkeri, kinesiske krigsraketter og de to tynde boostere, der bruges af rumfartøjer. De fleste raketter som denne har et hul i midten, som bruges som et sted, hvor brændstoffet og oxidatoren kan mødes og brænde. De raketmotorer, der bruges i modelraketter, bruger fast brændstof samt en gruppe strømme til at starte rakettens faldskærm, når brændstoffet løber tør.
- Væskedrevne raketter omfatter separate trykbeholdere, der indeholder flydende brændstof, såsom benzin eller hydrazin og flydende ilt. Disse væsker pumpes ind i forbrændingskammeret i bunden af raketten; Udstødningsgasser udstødes gennem en konisk snude. Rumfartøjets hovedpropeller er flydende brændstofraketter understøttet af eksterne brændstoftanke, der transporteres under fartøjet ved opsendelsen. Saturn V-raketterne på Apollo-missionerne er også flydende brændstofraketter.
- Mange raketdrevne fly bruger også små raketter på siderne til at hjælpe med at styre flyet, mens det er på himlen. Disse raketter kaldes manøvrepropeller. Servicemodulet på Apollo -kommandomodulet har disse thrustere, den bemannede manøvreringsenheds rygsække, der bruges af rumfartøjs astronauter, bruger også disse thrustere.
2. Skær luftafstødning med sin koniske næse. Luft har masse, og jo tættere den er (især jo tættere den er på jordoverfladen), desto mere vil den kæmpe mod genstande, der forsøger at passere gennem den. Raketter skal være designet til at være strømlinede (med lange elliptiske former) for at minimere påvirkning, når de passerer gennem luften, og derfor har raketter en konisk næsespids.
- Raketter, der bærer nyttelast (astronauter, satellitter eller atomsprængstoffer) bærer normalt disse nyttelaster i eller tæt på raketens næse. Apollo -kommandomodulet er for eksempel kegleformet.
- Denne koniske næse bærer også alle rakettens kontrolsystemer for at hjælpe den med at styre den til sin destination uhindret. Kontrolsystemer kan omfatte computere i førerhuset, sensorer, radar og radioer til at give information og styre rakettens flyvebane (Goddard-raketter bruger et gyroskopstyringssystem).
3. Balancering af cirklen omkring dens massecenter. Rakettens samlede vægt skal være afbalanceret omkring et bestemt punkt på raketten for at sikre, at raketten kan flyve uhindret. Dette punkt kan kaldes balancepunktet, massecentret eller tyngdepunktet.
- Massens centrum for hver raket varierer. Generelt vil balancepunktet være over brændstof- eller trykkammeret.
- Mens nyttelasten hjælper med at hæve rakettens massecenter ud over trykkammeret, vil overskydende nyttelast gøre raketten tung på toppen, hvilket gør det svært at holde op under opsendelse og kontrol under flyvning. Af denne grund blev integrerede kredsløb kombineret med rumfartøjscomputere for at reducere vægten (dette førte til brug af lignende integrerede kredsløb eller chips i lommeregnere, digitale ure, personlige computere og for nylig disse, tabletcomputere og smartphones).
4. Balancering af raketens flugt med halefinnen. Disse finner hjælper med at sikre, at raketens flyvning er lige ved at give luftmodstand mod ændringer i retningen. Nogle af finnerne er designet til at passere gennem bunden af raketens dyse samt holde raketten oprejst før opsendelsen.
I 1800 -tallet opdagede englænderen William Hale en anden måde at bruge raketfinner til at stabilisere raketflyvning. Han lavede et afløb lige ved siden af finnerne, der lignede en propel. Dette får de spildte gasser til at komprimere finnerne og rotere raketten for at holde den ude af linje. Denne proces kaldes roterende stabilisering
Tips
- Hvis du nyder at lave raketterne ovenfor, men vil tage en hårdere udfordring, kan du arbejde på en hobbymodel af en raket. Modelraketter har været til salg kommercielt siden slutningen af 1950'erne i form af sammenlåsningsudstyr, der kunne opsendes med sorte krudtmotorer, i højder på 100-500 m.
- Hvis det er for svært at starte raketten lodret, kan du få noget af det til at glide vandret (faktisk er ballonraketter en form for dette vandrette glid). Du kan vedhæfte en filmrulle -raket til en legetøjsbil eller en vandraket til et skateboard. Du bør stadig finde et åbent område med et stort nok opsendelsesrum.
Advarsel
- Forældrestyring anbefales på det kraftigste, når man arbejder med en raket, der skydes i gang, ved hjælp af noget stærkere end ånden fra den person, der sender den.
- Brug altid øjenbeskyttelse, når du sender en af de tre typer flyvende raketter (andre raketter end ballonraketter). For større fritflyvende raketter, såsom vandraketter, anbefales det også en beskyttelseshjelm for at beskytte hovedet, hvis raketten rammer den.
- Skyd ikke fritflyvende raketter af nogen art mod nogen.
