Воздушно-гидравлическая ракета

ВОЗДУШНО-ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РАКЕТА

Данная разработка предназначена для педагогов дополнительного образования, учителей технологии (мальчики), учителей физики.

Воздушно-гидравлическая модель ракеты относится к типу простейших в ракетомоделировании. Ее характеризует простота конструкции и эксплуатации. Эта модель дает возможность проводить множество различных опытов и, что самое главное, позволяет наглядно познакомиться с действием реактивного двигателя.

Продолжая идею полета ракеты и принципа реактивного движения с применением воды и сжатого воздуха, при конструировании данной модели использовать пластиковые бутылки из-под газированных напитков.

Просмотр содержимого документа
«ВОЗДУШНО-ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РАКЕТА »

Глубокое ауданы әкімдігіның «Глубокое кенті жас техниктер станциясы»

коммуналдық мемлекеттік қазыналық кәсіпорны

Коммунальное Государственное Казенное Предприятие

«Станция юных техников п.Глубокое» Акимата Глубоковского района

Әуеде ұшатын гидравликалық ракета

Аудан Ш.К.О., Глубокое ауданы

Район ВКО, Глубоковский район

Мекеме аты «Глубокое кентіндегі жас техниктер станциясы» кмқк

Название организации КГКП «СЮТ п.Глубокое»

Автордың Аты-жөні Нагулин Ю.А.

Міндеті Қосымша білім беру мұғалімі

Должность Педагог дополнительного образования

Воздушно-гидравлическая модель ракеты относится к типу простейших в ракетомоделировании. Ее характеризует простота конструкции и эксплуатации. Эта модель дает возможность проводить множество различных опытов и, что самое главное, позволяет наглядно познакомиться с действием реактивного двигателя. Воздушно-гидравлическую ракету можно построить самому.

В середине прошлого века – в 60-70 х годах – промышленность выпускала игрушку – ракету, которая пользовалась большим успехом среди детей.

Размеры воздушно – гидравлической ракеты: длина 260мм., диаметр 40мм. Материал – пластмасса толщиной 1,5 мм. В комплект входил насос, наподобие велосипедного с катапультой.

Спрос на такую игрушку был большой, поэтому конструктор Моралевич Д. разработал конструкцию и технологию изготовления ракеты в школьном кружке. Обе ракеты развивали скорость полета около 12м /с и достигали высоты 30-50метров.

Продолжая идею полета ракеты и принципа реактивного движения с применением воды и сжатого воздуха, мы решили использовать пластиковые бутылки из-под газированных напитков. Опыты показали, что лучшее сочетание – две бутылки по 0,5 и 2 литра. Обе бутылки соединяются резьбовой втулкой с использованием штатной крышки. В крышке малой емкости сверлится отверстие и устанавливается сопло двигателя, аналогичное соплу ракетного двигателя, выточенное из пластмассы ( эбонит, оргстекло и т.п.). Нижняя бутылка, 0,5литра, заполняется водой, верхняя – 2 литра – служит в роли ресивера. Корпус пластиковой бутылки выдерживает давление большой величины (2,5 – 3 бар). Даже в случае разрыва корпуса опасность получения травмы у участника проведения опыта отсутствует, потому что используется длинный шланг воздушного насоса и дистанционный запуск.

Полет ракеты состоит из трех этапов:

1й этап: взлет и разгон. Воздух выталкивает воду через сопло с большой скоростью -взлет. С каждым мгновением ракета становится легче – разгон.

2й этап: «включение второй ступени» – заканчивается вода и оставшийся воздух под давлением выходит с еще большей скоростью. Ракета разгоняется дополнительно.

3й этап: свободный полет засчет инерции корпуса с замедлением.

Данная конструкция ракеты с минимальными трудозатратами позволяет поставить массу опытов, начиная от изменения объемов пластиковых бутылок, заканчивая подбором диаметров и формы сопел двигателя.

Корпус ракеты балансируем по уже известной методике:

1-е – находим центр тяжести ракеты без «топлива»;

2-е – находим центр давления. Центр давления должен быть ниже центра тяжести на расстоянии, равном диаметру корпуса. Дисбаланс устраняется добавлением груза в головной части ракеты. Для этого можно использовать воду, пластилин и др.

Запуск ракеты осуществляется со стартового устройства. Конструкция может быть различной. Главное условие: плотное соединение сопла со штуцером автомобильного насоса и устойчивость всей ракеты перед запуском в вертикальном положении.

Как уже отмечалось выше, опасных факторов во время запуска нет. Единственное неудобство – «поражение» водяной струей . Скорость полета ракеты невелика, поэтому во время приземления можно легко уберечь себя от удара падающей ракеты.

Конструкция ракеты

Узлы профессиональной гидроракеты

Это мозгоруководство о том, как построить 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!

Воздушно-гидравлическая ракета

А. ГОЛОВИЙ Рисунки автора.

Расскажем как изготовить сетку на примере гамака. Для него понадобится сетчатое полотно, которое растягивают между двумя поперечинами и двумя продольными стропами. Нужно, чтобы ячейки сетки походили на ромбы. У такой сетки при ее натяжении нагрузку воспримут поперечины и продольные стропы лишь немного переместятся к центру. Сетка же с квадратными ячейками под нагрузкой будет походить на тонкую резину – провиснет только там, где находится груз, потому что ячейки, натянувшись, увлекут сильно к центру продольные стропы. В такой “эластичной яме” будет неудобно лежать, отдыхать, спать.

Для надежности сделайте толще 3-4 центральные “диагонали” в обоих направлениях. Чтобы шнуры меньше врезались в тело, предусмотрите не слишком крупные ячейки. Правда, для сетки с мелкими ячейками понадобится больше шнура, а вес и объем гамака возрастут, что неудобно для похода. Лучше всего принять длину одной стороны ячейки примерно 7 см. У самой сетки по размеру односпальной кровати длина может быть около 200, а ширина 90 см.

При стороне ячейки в 7 см между ее ближайшими вершинами окажется примерно 4,5 см, а между дальними вершинами – 13,2 см. Разделив ширину сетки 90 см на 4,5 см, получим количество петель в ряду – 20, а делением длины 200 см на 6,6 см узнаем число самих рядов – 30. 200 умножаем на 30, получаем количество ячеек – 600. Столько же потребуется завязать узлов. Всего полминуты уйдет на один узел, а вся работа займет 5-6 часов.

Для сетки понадобится прочный и долговечный шнур не менее 3-4 мм в диаметре. Испытайте шнур на прочность: привяжите к перекладине турника, толстой ветке 1-1,5 м шнура и прикрепите ведро с водой. Поднимите его вверх на 10-15 см и отпустите. Натяжение при резкой остановке не должно порвать шнур. Если он изготовлен из хлопка, льна, конопли, джута, кенафа, намочите шнур и испытайте снова, поскольку у мокрых волокон гораздо меньше сцепление.

Читайте также:  Кукла Большеножка

Перемножьте длину одной ячейки на их количество, добавьте 5-10 м – на соединение сетки с поперечинами, на узлы при связывании отрезков и получите общую длину шнура. Она для нашего случая около 110-120 м – при вязании сетки одинарным узлом и 150-160 м – при вязании двойным узлом, который нужен, если шнур скользкий и упругий, например из капрона с оплеткой.

Для вязания сетки изготовьте по рисунку челнок и два шаблона разной ширины. Ширина челнока равна примерно 3/5 длины ячейки, в нашем случае – около 40 мм, толщина зависит от материала: для стали и дюралюминия – 2-3 мм, для дерева и пластика – 5-6 мм.

Понадобятся основной шаблон шириной 70 мм по длине стороны ячейки и дополнительный шаблон шириной 120 мм для вязания последнего ряда. Толщина продольных кромок шаблона равна толщине шнура. Точно выдержите ширину шаблона и зачистите его поверхность наждачной шкуркой.

Размеры на рисунках неконкретны и даны, чтобы их определять при любой стороне ячейки и любой толщине шнура.

Заведите шнур на челнок. Шнур хорошенько натяните, но в разумных пределах, чтобы не сломать штырь челнока. Если на нем уместите больше шнура, на сетке окажется меньше узлов. Шнур наматывайте до тех пор, пока до верхушки штыря останется 5-7 мм. Измерьте поперечный периметр челнока с витками и, если он окажется больше, чем 1,7-1,8 стороны ячейки, – в нашем случае 120-125 мм – сбросьте лишние витки. Затем, отступив от челнока около 4 метров, обрежьте шнур.

Приступая к вязанию, первый ряд петель выполните без челнока и шаблонов. Отступите от конца шнура около 2,5 метра, сделайте 21 петлю – на одну больше, чем нужно для сетки. Постарайтесь, чтобы длина петель была одинаковой. Для стационарного гамака это примерно половина толщины поперечины – около 15 мм. При походном варианте в петлю должна легко входить поперечина (трубка).

Завязав две пробные петли, определите расстояние от узла до перегиба, чтобы соблюсти нужные размеры. Контролируйте линейкой или картонным шаблоном длину петли. Расстояние между узлами при этом получите автоматически.

Для петель лучше использовать узел восмерка(фламандская пеля).

В готовые петли проденьте конец шнура, свяжите петли вместе, оставшийся шнур сложите пополам и закрепите на гвозде, забитом в 1,8-2 м от пола.

Возьмите в левую руку узкий шаблон, в правую – челнок. Во время вязания придерживайтесь длины шнура между последней петлей и челноком в пределах 60-70 см, “сбрасывая” с челнока витки по мере расходования шнура. Петли располагайте справа от шнура. Держите шаблон так, чтобы его середина находилась под крайней левой петлей. Тогда шнур, идущий к челноку, окажется над шаблоном.

Прижмите шнур к шаблону большим пальцем левой руки. Затем, обойдите шаблон снизу. Введите челнок в крайнюю левую петлю. Просунув челнок до половины длины, перехватите его большим и указательным пальцами и выведите наружу.

Продолжая движение правой рукой, натяните шнур, перемещая челнок вниз, к себе до тех пор, пока шаблон не упрется своим верхним краем в петлю. Во время работы удерживайте шаблон перпендикулярно к шнурам, соединяющим сетку с гвоздем. При этом условии стороны ячеек будут одинаковой длины.

Когда шаблон упрется в петлю, зажмите, не ослабляя натяжения, место переплетения шнуров большим и указательным пальцами левой руки. До того, как завяжете узел, пальцы не разжимайте.

Определите длину шнура между челноком и зажимом. Если она меньше 60-70 см – сбросьте полвитка.

Сделайте челноком движение по часовой стрелке так, чтобы шнур образовал большую, свободно лежащую петлю. Ее центр должен примерно совпасть с местом зажима. Не исключено, что шнур, ослабнув, начнет скручиваться либо будет вести себя непослушно, по-иному. Тогда зафиксируйте шнур левым концом шаблона.

Обхватите челноком петлю снаружи (два шнура). Продолжая движение правой рукой, пройдите сквозь свободно лежащую или зафиксированную большую петлю. Если петлю удерживает конец шаблона, то сразу после прохождения челнока освободите ее, поддев указательным пальцем правой руки. Натягивайте шнур вниз до тех пор, пока свободно лежащая петля, сократившись, не перескочит через ноготь и не скроется между большим пальцем и шаблоном. Если в этот момент ощутите кончиками пальцев небольшой толчок и, возможно, услышите звук, вроде приглушенного щелчка, значит, узел готов. Шнур при образовании узла должен быть достаточно натянут – в нашем случае с усилием 5-6 кг (вес полуведра воды). Убедившись в готовности узла, ослабьте “зажим” и сдвиньте пальцы в сторону.

Этим, по “морской” терминологии, шкотовым узлом вяжут рыболовные сети, и ценят его за то, что узел при небольших габаритах и простоте исполнения дает надежное соединение. Случается, что, продевая первый раз челнок, недостаточно хорошо натягивают шнур, и тогда между верхним краем шаблона и петлей остается просвет, или же в момент затягивания узла “зажим” остается ослабленным. В таком узле два отходящих шнура (“луча”) окажутся не зафиксированными, а соседние ячейки не смогут сохранить свою форму. Распутайте узел шилом с пинцетом и завяжите заново.

Шнур, выбранный для гамака, может оказаться настолько скользким и упругим, что даже правильно завязанный узел станет сам по себе “разбегаться” в стороны, как только натяжение ослабнет. Тогда усильте соединение вторым узлом, как показано на рисунке (брам-шкотовый узел).

Связав правильно первый узел, без труда пройдите весь ряд, поочередно действуя с остальными петлями. Закончив ряд, выньте шаблон, разверните связанный участок так, чтобы петли вновь оказались справа от шнура, и приступайте к следующему ряду. Последний, 29-й, ряд (всего рядов 30, но первый выполнен без челнока) свяжите на широком шаблоне. После этого челнок и шаблоны больше не понадобятся.

Сложите удлиненные петли последнего ряда пополам и завяжите узлы так, чтобы получились маленькие петельки. Проследите, чтобы у ячеек последнего ряда длина сторон была одинаковой.

Как сделать гамак первый вариант.

Теперь рассказ об изготовлении разных вариантов самого гамака.

Поперечины для него готовят из двух квадратного сечения (около 30х30 мм) строганных березовых или дубовых брусков длиной чуть больше метра. Поперечины могут быть круглыми, для них подойдут, например, рукоятки от граблей диаметром около 32-35 мм, но в этом случае будет сложнее сверлить отверстия. Подберите древесину без сучков, трещин, сколов, с параллельными волокнами. Чтобы испытать заготовки на прочность, подложите опоры под концы брусков, встаньте в центре на брусок и попрыгайте.

Обработку начните с разметки отверстий. Перед тем как сверлить отверстия, подберите для строп капроновый бельевой шнур диаметром не менее 7-8 мм или другую прочную веревку.

Отверстия сверлите с двух сторон до половины глубины, чтобы избежать сколов древесины при выходе сверла. Крайние отверстия сделайте по толщине строп. В остальные отверстия должен плотно входить сложенный втрое шнур сетки.

Чтобы в древесине сверло не “уехало” в сторону, наметьте центры отверстий лезвием ножа или стамеской. Когда отверстия готовы, снимите на поперечинах длинные фаски рубанком, короткие – ножом и обработайте поверхность наждачной шкуркой, свернув шкурку конусом; сделайте небольшие фаски в отверстиях. Покройте поперечины краской или лаком, пропитав также стенки. Дождитесь, когда краска высохнет, и приступайте к сборке гамака.

От заготовленного для строп шнура отрежьте два куска длиной по 5 метров. Завяжите на каждом отрезке симметрично по два узла через 2 метра. Не затягивайте сразу сильно узлы. Надевайте крайние ячейки сетки на участки строп, расположенные между узлами.

Наденьте на концы строп металлические шайбы. Сквозь шайбы с пазами сразу же проденьте концы шнуров, которыми начинается и заканчивается сетка. После этого проденьте концы строп и шнуров сквозь крайние отверстия поперечин. Концы капроновых строп оплавьте и, пока они не затвердели, придайте заостренную форму. Концы строп из натуральных волокон туго обмотайте нитками и пропитайте клеем ПВА. Поочередно подтяните конец каждого стропа до упора и завяжите еще по одному узлу с противоположной стороны, стараясь расположить его ближе к поперечине.

Закрепите сетчатое полотно на поперечинах. Чтобы продеть шнур сквозь отверстия, воспользуйтесь сложенным вдвое отрезком тонкой проволоки (подобным приспособлением продевают нитку в ушко иглы).

Концы шнуров привяжите к стропам. Сложите концы строп и завяжите петли. Треугольники, образован ные стропами и поперечинами, должны быть одинаковы с обеих сторон гамака.

Затем, взявшись с кем-либо за петли, растяните гамак и оцените натяжение сети. Ложе должно провисать по центру на 5-10 см. Желаемого натяжения добейтесь, перемещая узлы на стропах. Не забудьте проверить параллельность поперечин. Добавьте два четырехметровых отрезка прочной веревки для подвешивания гамака. Можно поступить иначе: использовать для строп не два 5-метровых, а два 12-метровых отрезка – в этом случае петли не будут нужны. Когда свяжете стропы, концы их используйте, чтобы привязать гамак к опорам.

Те, кто захочет получить легкий и компактный походный гамак, могут использовать для поперечин титановые или стекловолокнистые трубки, а также вышедшие из строя лыжные палки. В связанной сетке соедините крайние петли шнуром так, чтобы они расположились на равном расстоянии одна от другой.

Чтобы уменьшить нагрузку на поперечины, добавьте с каждой стороны по два коротких стропа. Туго обмотайте строп и шнур прочной капроновой ниткой. Их концы после завязывания узла оплавьте.

Изготовьте поперечины. Ширину паза сделайте на 0,3-0,5 мм меньше диаметра стропа. Острые кромки в пазу и на торце поперечины скруглите надфилем и зачистите наждачной шкуркой. Расстояние между впадинами примите на 10-15 мм больше расстояния между стропами. При замере шнур, соединяющий петли, хорошенько натяните.

Чтобы придать гамаку рабочее положение, наденьте петли на поперечины и зафиксируйте их на продольных стропах. Чтобы ввести строп в паз, сильно растяните шнур, соединяющий петли. В “походном” состоянии гамак как угодно складывают, помещают в любое удобное место, а поперечины укладывают в чехол.

Как сделать гамак второй вариант.

При избытке шнура можно связать сетку для стационарного гамака, не используя челнок. Для полотна размером 90х200 см нарежьте 40 отрезков шнура длиной по 6 метров. Сложите шнуры вместе, выровняйте концы и туго обвяжите прочной ниткой или шпагатом на расстоянии 10-15 см от края. Полученный “пучок” подвесьте на гвоздь, вбитый в стену на высоте около 2,5 метра от пола.

Свяжите шнуры попарно так, чтобы все узлы находились на расстоянии 1,4 м от перевязанного места. Обеспечьте одинаковое расстояние от всех узлов до перевязанного места, не стараясь точно выдержать размер в 1,4 м. Второй ряд узлов выполняйте с шаблоном.

Читайте также:  Как сделать фиолетового медвежонка

Технология вязки сетки полотна понятна из рисунка. Используйте для шаблона полоску фанеры толщиной около 4 мм. В этом случае понадобится помощник, который поддержит шаблон при завязывании крайних узлов. Несмотря на кажущуюся простоту, этот способ куда менее производителен по сравнению с вязкой челноком. При завязывании каждого узла придется всякий раз протаскивать сквозь петлю длинный “хвост”. Особенно утомительно завязывать узлы вначале, когда велика длина шнуров. К тому же крученые шнуры будут сплетаться друг с другом, вынуждая тратить время на их распутывание.

Иной конструкции окажутся и поперечины.Диаметр крайних отверстий равен толщине строп в остальные должен проходить втрое сложенный шнур из которого связанна сетка.

При связывании шнуров вместе обеспечьте им одинаковое натяжение. Чтобы отдельные части полученной “мощной” петли не спутывались одна с другой, оплетите их тем же шнуром, из которого связана сетка.

Воздушно-гидравлическая ракета

studopedia.org – Студопедия.Орг – 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.005 с) .

Водяная ракета из пластиковой бутылки

Продолжаю писать о моделях двигателей, которые делал Витя для доклада “Сила воды” на городской конкурс “Шаг в науку”. В прошлый раз я показала модель парового двигателя. В этот раз это будет действующая модель пневмогидравлической ракеты, которая летит, благодаря
действию реактивной силы. Ее полет основан на том, что из корпуса ракеты под давлением сжатого воздуха вытесняется струя воды, заставляя ракету двигаться в противоположном направлении.

Схема пусковой установки для водяной ракеты (рисунок Вити)

Делаем опору, которая будет удерживать трубку в вертикальном положении. Для этого на металлический уголок, купленный в магазине стройматериалов, прикручиваем пластиковые клипсы. С помощью них можно ставить и снимать трубку с опоры.

Уголок для устойчивости прикручиваем на станину – кусок доски.

Вот так выглядит готовая пусковая установка.

А вот так мы будем на нее надевать нашу ракету-бутылку. Только перед стартом ее нужно будет наполнить водой. Тут очень кстати окажутся отстегивающиеся клипсы. Трубку можно снять, вставить в бутылку, не боясь разлить воду, надеть на пробку покрепче и потом установить на место. Клипсы можно не застегивать – всё и так неплохо держится.

Запускаем:
Для запуска ракеты надо выйти на пустое пространство, подальше от окон и автомобилей. (Мы это делали на школьном стадионе). Ракета летит очень высоко, выше деревьев и девятиэтажек. А траектория ее полета практически непредсказуема. Для того, чтобы это исправить, можно наклеить на бутылку стабилизаторы, но мы решили с этим не заморачиваться. Из-за этой же непредсказуемости траектории полета человек, который будет непосредственно запускать ракету, должен быть одет с учетом того, что ракета в полете льет струю воды, и она вполне может попасть на него.

Наливаем воду в ракету. Она должна заполнить бутылку примерно на одну треть – это оптимальное соотношение воды и воздуха.

Втыкаем в бутылку трубку, плотно надев ее на пробку.

Подсоединяем велосипедный насос.

Пристегиваем трубку с надетой на нее бутылкой клипсами к опоре.

Теперь надо в бутылку быстро-быстро накачивать насосом воздух. И через 10-20 секунд она под давлением сорвется и полетит вверх. Полет продолжается недолго, но его всегда можно повторить еще, просто налив в бутылку новую порцию воды.

Этот пост я отправляю в галерею ” Мир мальчишек ” в блог Жени Ясной.

Астрономия и физика «Ракета»

Астрономия и физика

История возникновения ракет 4

Применение ракет 8

Принцип работы 11

Сборка модели воздушно-гидравлической ракеты 12

Испытания модели воздушно-гидравлической ракеты 13

Список литературы 15

В наше время развитие космонавтики играет огромную роль в жизни людей. Мобильная связь, различные исследования, глобальные сети и средства массовой информации – все это нам дают искусственные спутники Земли, запуск которых был бы невозможен без применения ракетных двигателей. Ракета это единственный придуманный способ движения в безвоздушном пространстве космоса. Благодаря ракетным технологиям, Юрий Гагарин смог совершить свой знаменитый полет, а Нил Армстронг первым ступил на Луну. Актуальность данной темы неоспорима в связи с её огромным общественным и научным значением в сфере астрономии и практического освоения космоса.

Цель моей работы – познакомится с понятиями ракета и ракетостроение.

При выполнении работы мне предстоит решить следующие задачи:

1) Познакомится с историей возникновения ракет.

2) Понять принцип работы ракеты.

3) Собрать модель воздушно-гидравлической ракеты.

4) Провести испытания модели.

В процессе работы будут использованы труды – основоположника российской космонавтики, («Космонавтика. Энциклопедия»). Также будут использованы статьи из Интернета.

История возникновения ракет

Ракета летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей только вследствие отброса части собственной массы (рабочего тела) аппарата и без использования вещества из окружающей среды. Поскольку полёт ракеты не требует обязательного наличия окружающей воздушной или газовой среды, то он возможен не только в атмосфере, но и в вакууме. Словом ракета обозначают широкий спектр летающих устройств от праздничной петарды до космической ракеты-носителя.

В военной терминологии слово ракета обозначает класс, как правило, беспилотных летательных аппаратов, применяемых для поражения удалённых целей и использующих для полёта принцип реактивного движения. В связи с разнообразным применением ракет в вооружённых силах, различными родами войск, образовался широкий класс различных типов ракетного оружия.

Истоки возникновения ракет большинство историков относят ко временам китайской династии Хань (206 год до н. э.—220 н. э.), к открытию пороха и началу его использования для фейерверков и развлечений. Сила, возникающая при взрыве порохового заряда, была достаточной, чтобы двигать различные предметы. Позже этот принцип нашёл применение при создании первых пушек и мушкетов. Снаряды порохового оружия могли летать на далёкие расстояния, однако не были ракетами, поскольку не имели собственных запасов топлива. Тем не менее, именно изобретение пороха стало основной предпосылкой возникновения настоящих ракет. Описание летающих «огненных стрел», применявшихся китайцами, показывает, что эти стрелы были ракетами. К ним прикреплялась трубка из уплотненной бумаги, открытая только с заднего конца и заполненная горючим составом. Этот заряд поджигался, и затем стрела выпускалась с помощью лука. Такие стрелы применялись в ряде случаев при осаде укреплений, против судов, кавалерии.[1]

В 13 веке вместе с монгольскими завоевателями ракеты попали в Европу, и в 1248 г. английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон опубликовал труд по их применению.[4]

Известно, что ракеты применялись запорожскими казаками, начиная с 16-17 вв. В 17 веке литовский военный инженер Казимир Семенович описал многоступенчатую ракету.[2]

Ракетная артиллерия широко применялась вплоть до конца 19 века. Ракеты были более лёгкими и подвижными, чем артиллерийские орудия. Точность и кучность ведения огня ракетами была небольшой, но сопоставимой с артиллерийскими орудиями того времени. Однако во второй половине 19 века появились нарезные артиллерийские орудия, обеспечивающие большую точность и кучность огня и ракетная артиллерия была всюду снята с вооружения. Сохранились лишь фейерверочные и сигнальные ракеты.[1]

В конце 19 века стали предприниматься попытки математически объяснить реактивное движение и создать более эффективное ракетное вооружение. В России одним из первых этим вопросом занялся Николай Тихомиров в 1894 году.

Теорией реактивного движения занимался Константин Циолковский. Он выдвигал идею об использовании ракет для космических полетов и утверждал, что наиболее эффективным топливом для них было бы сочетание жидких кислорода и водорода. Ракету для межпланетных сообщении он спроектировал в 1903 г.

Немецкий учёный Герман Оберт в 1920-е годы также изложил принципы межпланетного полёта. Кроме того, он проводил стендовые испытания ракетных двигателей.

Американский учёный Роберт Годдард в 1923 году начал разрабатывать жидкостный ракетный двигатель и работающий прототип был создан к концу 1925 г. 16 марта 1926 г. он осуществил запуск первой жидкостной ракеты, в качестве топлива для которой использовались бензин и жидкий кислород.

Работы Циолковского, Оберта и Годдарда были продолжены группами энтузиастов ракетной техники в США, СССР и Германии. В СССР исследовательские работы вели Группа изучения реактивного движения (Москва) и Газодинамическая лаборатория (Ленинград). В 1933 г. на их основе был создан Реактивный институт (РНИИ). В нём в том же году было завершено начатое ещё в 1929 году создание принципиально нового оружия — реактивных снарядов, установка для запуска которых позднее получила прозвище «Катюша».

17 августа 1933 года была запущена ракета «ГИРД 9», которую можно считать первой советской зенитной ракетой. Она достигла высоты 1.5 км. А следующая ракета «ГИРД 10», запущенная 25 ноября 1933 года, достигла уже высоты в 5 км.[6]

В Германии подобные работы вело Немецкое Общество межпланетных сообщений (VfR). 14 марта 1931 член VfR Йоханнес Винклер осуществил первый в Европе удачный запуск жидкостной ракеты.

В VfR работал Вернер фон Браун, который с декабря 1932 г. начал разработку ракетных двигателей на артиллерийском полигоне германской армии в Куммерсдорфе. Созданный им двигатель был использован на опытной ракете А-2, успешно запущенной с острова Боркум 19 декабря 1934 г. После прихода нацистов к власти в Германии были выделены средства на разработку ракетного оружия, и весной 1936 г. была одобрена программа строительства ракетного центра в Пенемюнде, руководителем которого был назначен Вальтер Дорнбергер, а техническим директором — фон Браун. В нём была разработана баллистическая ракета А-4 с дальностью полёта 320 км. Во время Второй мировой войны 3 октября 1942 г. состоялся первый успешный запуск этой ракеты, а в 1944 г. началось её боевое применение под названием V-2.

Военное применение V-2 показало огромные возможности ракетной техники, и наиболее мощные послевоенные державы — США и СССР — также начали разработку баллистических ракет.[4]

В 1957 г. в СССР под руководством Сергея Королёва как средство доставки ядерного оружия была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли. Так началось применение ракет для космических полётов.

Ракеты используются как способ доставки средств поражения к цели. Небольшие размеры и высокая скорость перемещения ракет обеспечивает им малую уязвимость. Так как для управления боевой ракетой не нужен пилот, она может нести заряды большой разрушительной силы, в том числе ядерные. Современные системы самонаведения и навигации дают ракетам большую точность и манёвренность.

Существует множество видов боевых ракет отличающихся дальностью полёта, а также местом старта и местом поражения цели («земля» — «воздух»). Для борьбы с боевыми ракетами используются системы противоракетной обороны.

Существуют также сигнальные и осветительные ракеты.

Научные исследования.

Самолёты и воздушные шары, запускаемые для изучения атмосферы Земли имеют высотный потолок 30-40 километров. Ракеты такого потолка не имеют и используются для зондирования верхних слоёв атмосферы, главным образом мезосферы и ионосферы.

Читайте также:  Спящий пупс

Существует деление ракет на лёгкие метеорологические, способные поднять один комплекс приборов на высоту около 100 километров и тяжёлые геофизические, которые могут нести несколько комплексов приборов и чья высота полёта практически не ограничена.

Обычно научные ракеты оснащают приборами для измерения атмосферного давления, магнитного поля, космического излучения и состава воздуха, а также оборудованием для передачи результатов измерения по радио на землю. Существуют модели ракет, где приборы с полученными в ходе подъёма данными опускаются на землю с помощью парашютов.

Космонавтика.

Создателем космонавтики как науки считается Герман Оберт, впервые доказавший физическую возможность человеческого организма выносить возникающие при запуске ракеты перегрузки, а также состояние невесомости.

1903 г. К. Э. Циолковский опубликовал работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами» — первую в мире, посвященную теоретическому обоснованию возможности осуществления межпланетных полетов с помощью реактивного летательного аппарата — «ракеты». В 1911—1912 опубликована вторая часть этой работы, в 1914 — дополнение. К. Э. Циолковский и независимо от него Ф. А. Цандер пришли к выводам, что космические полеты возможны и на известных уже тогда источниках энергии и указали практические схемы их реализаций (форму ракеты, принципы охлаждения двигателя, использование жидких газов в качестве топливной пары и др.).

Ракета пока является единственным транспортным средством, способным вывести космический аппарат в космос. Альтернативные способы поднимать космические аппараты на орбиту, такие как «космический лифт», электромагнитные и обычные пушки, пока что находятся на стадии проектирования.

В космосе наиболее ярко проявляется основная особенность ракеты — отсутствие потребности в окружающей среде или внешних силах для своего перемещения. Эта особенность, однако, требует того, чтобы все компоненты, необходимые для создания реактивной силы, находились на борту самой ракеты.

Используемые для нужд космонавтики ракеты называются ракетами-носителями, так как они несут на себе полезную нагрузку. Чаще всего в качестве ракет-носителей используются многоступенчатые баллистические ракеты. Старт ракеты-носителя происходит с Земли, или, в случае долгого полёта, с орбиты искусственного спутника Земли.

Хобби, спорт и развлечения.

Существуют люди увлекающиеся ракетомодельным спортом, чьё хобби состоит в постройке и запуске моделей ракет. Также ракеты используют в любительских и профессиональных фейерверках.

Предположим, что внутри замкнутого со всех сторон сосуда (см. рис.1a) произошел взрыв. Образовавшиеся газы будут тогда оказывать одинаковое давление на все стенки сосуда. Сделаем теперь в нижней стенке сосуда отверстие О (см. рис.1b). Тогда газы устремятся в это отверстие; получится разность давлений на нижнюю и верхнюю стенки сосуда, которая будет направлена вверх, и сосуд под влиянием этой разности может подняться в противоположную отверстию сторону.

Ракетный двигатель, из которого истекают газы, образующиеся в результате сгорания топлива, создает силу, направленную в сторону, противоположную направлению потока и называемую реактивной силой тяги или просто тягой. Внутри работающего ракетного двигателя происходит интенсивный процесс быстрого контролируемого горения.

Сборка модели воздушно-гидравлической ракеты

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 построить самому.

Для сборки необходимо:

Ø Две пластиковые бутылки

Ø Теннисный шарик

Ø Скотч, прочная нить, клей

Ø Металлические уголки

Ø Болты, гайки и гвозди

Ø Пробка от бутылки не менее 3 см

Ø Деревянная подставка

Основной узел в ракете будет клапан (см. рис.2), от него будет зависеть эффективность всей ракеты. С помощью него в бутылку нагнетается и удерживается воздух.

Приступаем к самой ракете (см. рис.3). Для её изготовления потребуется две бутылки объемом 1.5 литра, шарик от настольного тенниса, цветной скотч. Далее изготавливаем стартовую площадку.

Испытания модели воздушно-гидравлической ракеты

Необходимо определить, при каком давлении ракета будет взлетать на максимальную высоту. В целях безопасности максимальное давление, которое будет нагнетаться в ракету, составит не более 4 атмосфер. Для этого проведем восемь опытов. начнем с давления в 0,5 атм и будем увеличивать его до 4 атм (прирост давления будет составлять 0,5 атм). В результате я получил зависимость высоты полёта ракеты от давления. По полученным данным была построена таблица 1 и график 1.

Вывод: чем выше давление внутри ракеты, тем выше высота полета ракеты.

Следующие испытания помогут понять, сколько необходимо залить в ракету воды, чтобы ракета взлетала на наибольшую высоту. Давление при последующих опытах будет составлять 4 атмосферы. Я провел еще восемь опытов. По полученным данным построил таблицу 2 и график 2.

Вывод: ракета должна быть наполнена водой в строго указанном количестве, это примерно 0,5 л. Заливать слишком мало воды, как и слишком много, не стоит, так как в первом случае для воздуха остается слишком много места, а во втором – слишком мало. Тяга двигателя в этих случаях будет очень слабой, а время работы – непродолжительным.

Теперь выясним, как зависит дальность полёта ракеты от угла наклона. Для этого я провёл четыре опыта. Сначала угол наклона составлял 40°. Увеличивая угол наклона на 10° при каждом последующем опыте, я дошёл до угла в 70°. По полученным данным была построена таблица 3 и график 3.

Вывод: установка ракеты под углом 60° приводит к уменьшению высоты подъема, однако достигается максимальная (25 м) дальность полета.

Таким образом, максимальная высота полёта достигается при давлении в 4 атмосферы и заправки водой 0,5 литра. А максимальная дальность полёта при угле наклона ракеты в 60 градусов.

Проект в цифрах:

Ø Количество запусков ракеты – 32 раза.

Ø Общее расстояние, пройденное ракетой – 300 м.

Ø Общее время полета ракеты – 90 с.

Ø Израсходовано воды – 10 л.

Ø Затраты на детали ракеты – 230 руб.

Ø Время затраченное на сборку ракеты – 10 часов.

Ø Получено радости – очень много.

Ø Изучил историю возникновения ракет.

Ø Выяснил, что такое реактивное движение.

Ø Собрал модель воздушно-гидравлической ракеты.

Ø Опытным путём установил, от чего зависит высота и дальность

1. А. Путешествие к далеким мирам. – М.:Просвещение, 1956

2. Голованов на космодром. – М.:Детская литература, 1982

3. Интернет источник. http://*****/index. php? option=com_content&task=view& >

4. Интернет источник. www. *****

5. Интернет источник. Ракета. http://ru. wikipedia. org/wiki/Ракета

6. Интернет источник. Ракета. Историческая справка http://www. bigpi. *****/encicl/articles/11/1001170/1001170F. htm

7. История завоевания космоса.

Энциклопедия космических аппаратов.: Эксмо, 2007

8. Космонавтика. Энциклопедия – М.:Советская энциклопедия, 1985.

9. Энциклопедия для детей. 25.-М.: Аванта +, 2004

Воздушно-гидравлическая ракета

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать – советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Мы расскажем об экспериментальной двухступенчатой воздушно-гидравлической модели ракеты. Принцип действия ее разработан группой авторов (В, И. Костюков, В. Е. Грушко и др.), получивших на него авторское свидетельство. Попробуйте проверить их идею.

На рисунке вы видите, как модель устроена.


Воздушно-гидравлическая ракета

Она состоит из двух полых ступеней-секций 3 и 4, разделенных мембраной 8 из эластичного материала.

В нижней секции 3 имеется сопло 10 – в полете через него выбрасывается водяная струя. Сопло 7 верхней ступени в стартовом положении закрывается выступом мембраны 8. В головной части нижней ступени проделаны отверстия 9 – через них воздух проходит к мембране. В полые секции модели его закачивают через ниппели 2 и 5. Готовую к пуску модель устанавливают на стартовую платформу, состоящую из основания 1, захватов 12, выступа 11 и пускового рычага 13.

Теперь о том, как заправляется модель топливом – водой и воздухом. На головную часть ступени 3 устанавливается мембрана 8. Потом через сопло 10 с помощью воронки заряжается водой – примерно на одну треть емкости – нижняя ступень 3. В сопло заправленной водой секции вставляют выступ 11 стартовой платформы.

Потом заправляют водой верхнюю секцию 4. После этого ее насаживают хвостовиком на головную часть нижней секции так, чтобы выступ мембраны закрыл сопло 7.

Затем через ниппели 2 и 5 закачивают в секции велосипедным насосом воздух. Давление подбирается экспериментальным путем, причем число качков для верхней ступени должно быть чуть меньше – на два-три. Модель подготовлена к старту. Теперь можно нажать на пусковой рычаг 13, захваты 12 освободят модель, и она взлетит – за счет реактивного выброса воды из нижней ступени. После того как первая ступень отработает, стартует вторая. Происходит это из-за того, что давление в пустой ступени понижается и эластичная мембрана за счет избыточного давления в верхней секции, прогибаясь, немного приоткрывает сопло 7. В результате вода из верхней секции перетекает в герметичную полость между ступенями и давит на головную часть секции 3. Ступени разделяются, и каждая продолжает полет самостоятельно: одна падает на землю, другая летит дальше.

Мы рассмотрели лишь принципиальное устройство модели.

Смотрите другие статьи раздела Аппаратура радиоуправления.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Ссылка на основную публикацию