Rakete ilustriraju Newtonov treći zakon gibanja: "Za svaku akcijsku silu uvijek će postojati reakcijska sila koja je jednaka po veličini, ali suprotna po smjeru." Prva raketa mogla je biti drveni golub na parni pogon, kojeg je izumio Archytas iz Tarentuma, u četvrtom stoljeću prije nove ere. Para je tada otvorila put kineskim cijevima s barutom, zatim raketama na tekuće gorivo koje je projektirao Konstanin Tsiolkovsky, a implementirao Robert Goddard. Ovaj članak opisuje pet načina izgradnje vlastite rakete, od jednostavnih do složenijih; s dodatnim odjeljkom na kraju članka koji objašnjava neka načela koja djeluju pri izgradnji raketa.
Korak
Metoda 1 od 5: Balonska raketa
Korak 1. Vežite jedan kraj žice ili ribarske vrpce za oslonac
Naslon stolice ili kvaku možete koristiti kao oslonac.
Korak 2. Nacrtajte liniju kroz slamku
Konac i slama poslužit će kao sustav vodilja za kontrolu putanje balonske rakete.
Modeli raketnih uređaja obično koriste slamke slične duljine koje su pričvršćene na tijelo rakete. Ove slamke provučene su kroz metalne stupove na lansirnoj rampi kako bi podržale raketu prije lansiranja
Korak 3. Privežite drugi kraj za drugu potporu
Prije vezanja provjerite je li konac/žica čvrst.
Korak 4. Napuhajte balon
Stisnite kraj balona kako zrak ne bi izlazio. Možete koristiti prste, spajalice ili igle za odjeću.
Korak 5. Zalijepite balon na slamu trakom
Korak 6. Uklonite zrak iz balona
Vaša će raketa letjeti uz liniju, s jednog kraja na drugi.
- Možete pokušati napraviti balonske rakete s okruglim balonima umjesto dugim, kao i raznim slamkama različite duljine kako biste saznali koliko su te slamke učinkovite u usmjeravanju putanje balonske rakete. Također možete povećati kut leta balon rakete da vidite kako to utječe na domet rakete.
- Srodni alat koji također možete napraviti je mlazni čamac: prepolovite karton za mlijeko. Na dnu napravite rupu i provucite balon kroz rupu. Napuhajte balon, zatim stavite čamac u kadu napunjenu s malo vode i ispuhnite zrak iz balona.
Metoda 2 od 5: Raketa lansirana od strane Slame
Korak 1. Izrežite kvadrat papira
Ovaj komad trebao bi biti otprilike tri puta veći od širine: preporučena veličina je 11,43 cm x 3,81 cm.
Korak 2. Čvrsto omotajte ovaj komad oko olovke ili nokta
Zamotajte ga pri krajevima umjesto u sredini. Izrezani dio trebao bi visjeti preko vrha olovke ili čavla.
Koristite olovku ili čavao koji je nešto deblji od slame, ali ne previše debeo
Korak 3. Zalijepite izrezane rubove papira kako biste spriječili njihovo skidanje
Koristite traku duž duljine, duž trake papira.
Korak 4. Presavijte viseće krajeve prema van kako biste oblikovali šiljak ili stožac
Upotrijebite traku na ovom dijelu konusa kako biste zadržali oblik.
Korak 5. Izvadite olovku ili čavao
Korak 6. Provjerite ima li curenja zraka
Lagano puhnite s izloženog dijela papirnate rakete. Osluškujte zvuk zraka koji izlazi sa strana ili s krajeva stošca i osjetite šavove sa strana i na krajevima radi protoka zraka. Zalijepite curenja pomoću trake i pokušajte ponovo dok ne otkrijete curenje.
Korak 7. Dodajte repnu peraju na izloženi dio papirnate rakete
Budući da su papirnate rakete uske, možda ćete moći zasebno pričvrstiti peraje na krajeve rakete. To će biti lakše učiniti nego napraviti tri ili četiri različite peraje izravno na izloženom dijelu rakete.
Korak 8. Umetnite slamku u otvoreni dio rakete
Pobrinite se da je slama ispružena iz rakete dovoljno dugo da je možete uhvatiti prstima.
Korak 9. Snažno izdahnite kroz slamku
Raketa će poletjeti u zrak dok je potaknuta snagom vašeg daha.
- Uvijek usmjerite slamku i raketu prema gore, a ne prema nekome kad je lansirate.
- Promijenite način na koji gradite raketu kako biste vidjeli kako izmjene utječu na njen let. Također, promijenite koliko teško dišete kroz slamku da vidite kako to utječe na udaljenost koju vaša raketa može preletjeti.
- Ova igračka nalik raketi od papira sastoji se od štapa s plastičnim konusom pričvršćenim na jednom kraju i plastičnog padobrana pričvršćenog na drugi. Padobran je presavijen preko štapa koji se zatim umetne u kartonsku cijev za puhanje. Kada se napuše, plastični konus će uhvatiti zrak i lansirati štapić. Kad dosegne najveću visinu, štap će pasti i aktivirati padobran.
Metoda 3 od 5: Roll Film Roll
Korak 1. Odlučite koliko dugačku/visoku raketu želite izgraditi
Dobra duljina/visina rakete je 15 cm, ali možete je produžiti ili skratiti ako želite.
Dobar promjer je 3,75 cm, ali stvarni promjer bit će određen promjerom komore za izgaranje rakete
Korak 2. Pripremite roladu/smotuljak filma
Ovaj valjak bit će komora za izgaranje vaše rakete. Filmove možete nabaviti u foto studijima koji još uvijek koriste film.
- Potražite rolu filma s poklopcem koji izgleda poput čepa koji ulazi u usta valjka, umjesto da se zaglavi s vanjske strane.
- Ako ne možete pronaći smotuljak filma, možete upotrijebiti praznu bočicu lijeka na recept s poklopcem koji se zatvara. Ako ga ne možete pronaći, upotrijebite pluteni čep koji će se lijepo uklopiti u usta boce.
Korak 3. Sastavite raketu
Najlakši način da napravite tijelo rakete je da omotate traku papira oko role filma, na isti način na koji biste omotali olovku ili čavao prilikom izrade rakete lansirane slamkom. Budući da će valjci lansirati rakete, možda ćete papir htjeti pričvrstiti na valjke pomoću trake ili ljepila - prije nego što ih omotate oko spremnika.
- Kad pričvršćujete kućište rakete, pazite da usta valjka ili boce s tabletama budu okrenuta prema van. Usta će služiti kao raketna mlaznica.
- Umjesto presavijanja krajeva tijela rakete dalje od valjaka u češere, možete stvoriti zasebne češere izrezivanjem kruga papira, od ruba do središta, i presavijanjem papira u konus. Konus možete pričvrstiti trakom ili ljepilom.
- Dodajte peraje. Budući da je promjer ove rakete deblji od papirne koju pokrećete slamkom, izrežite svaku peraju jednu po jednu kako biste ih pričvrstili. Također pazite da koristite četiri peraje umjesto četiri.
Korak 4. Odredite mjesto lansiranja rakete
Otvoreno, vanjsko mjesto je ono što preporučujemo jer raketa može doseći prilično dobru visinu kada se lansira na ovo mjesto.
Korak 5. Napunite valjak vodom do 1/3
Ako izvor vode nije u blizini vaše lansirne rampe, možda ćete morati nositi raketu naopako ili vodu nositi odvojeno i napuniti valjke na lansirnoj rampi.
Korak 6. Šumeću tabletu prepolovite, a drugu polovicu stavite u vodu
Korak 7. Zatvorite valjke i okrenite raketu tako da bude okomita na lansirnu rampu
Korak 8. Odmaknite se na sigurnu udaljenost
Kako se tableta počinje otapati, oslobađa ugljični dioksid. Tlak će se akumulirati sve dok se ne slomi i otpusti poklopac valjka dopuštajući lansiranje rakete.
Osim vode, valjak možete do pola napuniti octom. Umjesto šumećih tableta, možete koristiti 1 žličicu (5 g) sode bikarbone. Ocat, koji je kiselina (octena kiselina), reagirat će sa sodom bikarbonom (koja je osnovni sastojak), pri čemu će nastati voda i ugljični dioksid. No, ocat i soda bikarbona hlapljiviji su od vode i šumećih tableta pa ćete morati brže izaći iz rakete - a upotreba previše obje kemikalije može uništiti valjke
Metoda 4 od 5: Raketne utakmice
Korak 1. Izrežite male trokute iz aluminijske folije
Taj trokut trebao bi biti jednakokračan, duljine približno 2,5 cm u podnožju i 5 cm od središta baze do vrha trokuta.
Korak 2. Uzmite šibice iz hrpe
Korak 3. Poravnajte šibice s ravnim iglama
Šibicu i iglu postavite tako da vrh glave igle dodiruje glavu šibice, na položaju koji nije viši od najdebljeg dijela glave.
Korak 4. Omotajte trokut od folije, počevši od gornje točke, oko glave šibice
Omotajte ga što je moguće čvršće, a da pritom ne ometate položaj igle. Kad završi, omot bi se trebao protezati oko 6,25 mm ispod glave šibice.
Korak 5. Noktima palca preklopite foliju oko glave iglice
Time ćete omot pritisnuti bliže glavi šibice i stvoriti bolji pin kanal ispod omota.
Korak 6. Pažljivo uklonite iglu iz omota
Pazite da pri tome ne rastrgate foliju.
Korak 7. Savijte spajalicu u podlogu za lansiranje
- Savijte vanjsku stranu pod kutom od 60 stupnjeva. To će činiti osnovu lansirne rampe.
- Savijte unutarnji utor prema gore, a zatim ga uvijte tako da tvori otvoreni trokut. Ovdje ćete staviti svoje šibice omotane folijom.
Korak 8. Postavite lansirnu rampu na mjesto lansiranja
Ponovno se preporučuje otvoreno mjesto na otvorenom jer rakete za šibice mogu prijeći znatne udaljenosti. Izbjegavajte vrlo suha mjesta jer rakete od šibica mogu uzrokovati požar.
Prije lansiranja rakete provjerite je li područje oko vas sigurno
Korak 9. Postavite raketu šibicu na lansirnu rampu, s glavom okrenutom prema gore
Raketa mora biti postavljena barem pod kutom od 60 stupnjeva. Ako je niža, možda ćete morati saviti spajalicu dok ne dosegne ovaj položaj.
Korak 10. Lansirajte raketu
Zapali šibicu tik ispod njegove omotane glave. Kad se fosfor u omotanoj glavi šibice zapali, raketa šibice će letjeti.
- Pripremite kantu vode koja je korisna za namakanje rabljenih šibica kako biste bili sigurni da su te šibice potpuno ugašene.
- Ako raketa šibice padne na vas, prestanite se kretati, spustite se na tlo i kotrljajte se dok ne nestane sav plamen.
Metoda 5 od 5: Vodena raketa
Korak 1. Pripremite praznu bocu sode od 2 litre
Ova boca poslužit će kao tlačna komora na raketi. Budući da se za izradu ovih raketa koriste boce, ponekad ih nazivaju i raketama za boce. Nemojte ga zamijeniti za vatromet, koji se naziva i raketa za boce, koji je tako nazvan jer se često ispaljuje iz boce. Ovakve rakete iz boca je nezakonito lansirati u mnogim područjima; dok su vodene rakete legalne u većini područja.
- Uklonite naljepnicu boce tako što ćete je prerezati tamo gdje nije zalijepljena za bocu. Pazite da pri tome ne prerežete niti probušite površinu boce jer će ogrebotine ili posjekotine oslabiti bocu.
- Ojačajte bocu omotajući je ljepljivom trakom. Nove boce mogu izdržati pritiske do 100 funti po kvadratnom inču (689,48 kilopaskala), ali će ponovljena lansiranja smanjiti toleranciju na pritisak s kojom boce mogu podnijeti bez pucanja. Možete omotati nekoliko slojeva maskirne trake oko središta boce ili omotati sredinu i nastaviti do polovice boce prema svakom kraju. Svako pakiranje mora dvaput obići bocu.
- Markerom označite mjesta na kojima ćete pričvrstiti peraje na tijelo rakete. Ako namjeravate koristiti četiri peraje, povucite crte pod kutom od 90 stupnjeva. Ako namjeravate napraviti tri peraje, nacrtajte pruge na 120 stupnjeva. Možda ćete htjeti zaokružiti komad papira oko boce i prvo ga označiti prije nego što te oznake prenesete na bocu.
Korak 2. Napravite peraje
Budući da je tijelo od plastične rakete prilično čvrsto, čak i ako ga morate ponovno učvrstiti, vaša peraja bi također trebala biti izdržljiva. Možete koristiti tvrdi karton, ali bolji materijal je plastika koja se koristi u džepnoj fascikli ili povezu s tri prstena.
- Prvo morate dizajnirati peraje i napraviti uzorak papira kao vodič za rezanje. Kako god oblikovali peraje, morate ih izraditi tako da se prava peraja ponovno slože (udvostruče) kako bi dobili dodatnu snagu i dosegli točku suženja boce.
- Izrežite uzorak i upotrijebite ga kao vodič za rezanje materijala peraje.
- Preklopite peraje u oblik i pričvrstite ih trakom na tijelo rakete.
- Ovisno o dizajnu vašeg bacača, možda nećete morati izgraditi peraju koja prolazi kroz mlaznicu rakete.
Korak 3. Izradite konus nosa i teretni dio
Za to će vam trebati druga boca od 2 litre.
- Odrežite dno boce.
- Stavite teret na vrh izrezane boce. Ovaj komad može biti modelna glina ili hrpa gumica. Odrezano dno boce stavite na vrh, s dnom prema vrhu boce. Zalijepite ga trakom, a zatim pričvrstite izmijenjenu bocu na dno boce koja djeluje kao tlačna komora.
- Konus vašeg nosa može biti izrađen od bilo čega, od čepa za bocu od 2 litre do PVC cijevi bilo koje duljine, do pravog plastičnog konusa. Nakon što ste ga definirali i stvorili, ovaj bi konus trebao biti trajno pričvršćen na vrh izrezane boce.
Korak 4. Testirajte ravnotežu vaše domaće rakete
Uravnotežite raketu na kažiprstu. Raketu treba uravnotežiti na točki iznad tlačne komore (dno prve boce). U protivnom uklonite teretni dio i podesite težinu.
Nakon što pronađete središte mase, izvažite raketu. Težina bi trebala biti u rasponu od 200 do 240 grama
Korak 5. Izradite pokretač/čep
Postoji nekoliko komada opreme koje možete koristiti za lansiranje svoje vodene rakete. Najjednostavniji je ventil i graničnik koji se može umetnuti u otvor boce koji funkcionira kao tlačna komora.
- Potražite čep koji stane ravno u usta boce. Možda ćete morati malo strugati rubove.
- Nabavite sustav ventila koji se obično koristi u automobilskim gumama ili unutarnjim cijevima za bicikle. Izmjerite promjer.
- Izbušite rupu u sredini ventila, istog promjera kao i ventil.
- Očistite osovinu ventila i zalijepite traku preko dijela s navojem i otvora.
- Umetnite ventil kroz rupu u plutu, a zatim ga držite na mjestu pomoću silikonske ili uretanske brtve. Pustite da se ova tvar potpuno osuši prije uklanjanja trake.
- Ispitajte ventil kako biste bili sigurni da zrak može slobodno proći kroz njega.
- Testirajte zaustavljanje tako da stavite malu količinu vode u tlačnu komoru rakete, zatim postavite čep na mjesto i okomito podignete raketu. Ako dođe do propuštanja, ponovno zatvorite ventil i ponovno testirajte. Kad nema propuštanja, ponovno testirajte kako biste utvrdili da pritisak tjera zrak da istisne čep iz boce.
- Za upute o stvaranju naprednijeg sustava za pokretanje pogledajte
Korak 6. Odaberite svoje mjesto za lansiranje rakete
Kao i kod raketa i upaljača s filmskim rolama, toplo se preporučuje otvoreno mjesto na otvorenom. Budući da su vodene rakete veće od ostalih raketa, trebat će vam veće, ravnije otvoreno područje od ostalih raketa.
Podignute površine, poput stolova za piknik, dobra su ideja kada su prisutna mala djeca
Korak 7. Lansirajte svoju raketu
- Napunite tlačnu komoru 1/3-1/2 vodom (možda ćete u vodu moći dodati boju za hranu kako biste joj dali šarenije "gorivo" pri lansiranju rakete). Također možete lansirati raketu bez upotrebe vode u tlačnoj komori, iako ciljni tlak može biti drugačiji nego kada je u komori bilo vode.
- Umetnite lanser/graničnik u usta tlačne komore.
- Spojite crijevo pumpe za bicikl na ventil za otpuštanje.
- Raketu postavite uspravno.
- Pumpajte zrak dok ne dosegnete pritisak koji će istisnuti ventil. Može proći malo vremena čekanja prije nego što se to dogodi i raketa lansira.
Raketni dijelovi i njihov rad
1. Koristeći gorivo za podizanje rakete i letjeti kroz nju. Rakete lete usmjeravajući paru goriva prema dolje kroz jedan ili više ispušnih plinova koji će je gurnuti prema gore (podići) i pomaknuti naprijed (kroz) zrak. Raketni motori rade miješanjem stvarnog goriva s izvorom kisika (oksidator), što omogućava raketi da radi u svemiru osim u Zemljinoj atmosferi.
- Prve rakete bile su rakete na čvrsto gorivo. Ove rakete uključuju vatromet, kineske ratne rakete i dva tanka pojačala koja koriste svemirske letjelice. Većina ovakvih raketa ima rupu u sredini, koja se koristi kao mjesto gdje se gorivo i oksidans mogu sastati i izgorjeti. Raketni motori koji se koriste u modelima raketa koriste kruto gorivo, kao i skupinu struja za lansiranje raketnog padobrana kada gorivo istekne.
- Rakete na tekuće gorivo uključuju zasebne spremnike pod tlakom koji sadrže tekuće gorivo poput benzina ili hidrazina i tekućeg kisika. Te se tekućine upumpavaju u komoru za izgaranje na dnu rakete; Ispušni plinovi izbacuju se kroz stožastu njušku. Glavni potisnici letjelice su rakete na tekuće gorivo podržane vanjskim spremnicima za gorivo, koje se nose pod letjelicom pri lansiranju. Rakete Saturn V na misijama Apollo također su rakete na tekuće gorivo.
- Mnogi zrakoplovi na raketni pogon također koriste male rakete sa strana kako bi pomogli u upravljanju avionom dok je na nebu. Ove se rakete nazivaju manevarski potisnici. Servisni modul na zapovjednom modulu Apollo ima ove potisnike, ruksaci s upravljačkom manevarskom jedinicom koje koriste astronauti svemirskih letjelica također koriste te potisnike.
2. Izrežite odbacivanje zraka svojim stožastim nosom. Zrak ima masu, a što je gušći (osobito što je bliže površini zemlje), to će se više boriti protiv objekata koji pokušavaju proći kroz njega. Rakete moraju biti projektirane tako da budu usmjerene (s dugim eliptičnim oblicima) kako bi se smanjio utjecaj pri prolasku kroz zrak, pa iz tog razloga rakete imaju konusni vrh nosa.
- Rakete koje nose korisni teret (astronauti, sateliti ili nuklearni eksploziv) obično nose te terete u ili blizu nosa rakete. Na primjer, naredbeni modul Apollo je konusnog oblika.
- Ovaj stožasti nos također nosi sve sustave upravljanja raketom kako bi se nesmetano usmjerio do odredišta. Sustavi upravljanja mogu uključivati računala u kabini, senzore, radare i radije za pružanje informacija i kontrolu putanje leta rakete (rakete Goddard koriste sustav upravljanja žiroskopom).
3. Uravnoteženje kruga oko središta mase. Ukupna težina rakete mora biti uravnotežena oko određene točke na raketi, kako bi se osiguralo da raketa može nesmetano letjeti. Ta se točka može nazvati ravnotežnom točkom, težištem ili težištem.
- Središte mase svake rakete varira. Općenito, točka ravnoteže bit će iznad komore za gorivo ili tlaka.
- Dok korisni teret pomaže podići centar mase rakete izvan tlačne komore, višak korisnog tereta učinit će raketu teškom na vrhu, što će otežati zadržavanje tijekom lansiranja i kontrole tijekom leta. Iz tog razloga, integrirani krugovi kombinirani su s računalima svemirskih letjelica kako bi se smanjila težina (to je dovelo do uporabe sličnih integriranih sklopova ili čipova u kalkulatorima, digitalnim satovima, osobnim računalima, a u novije vrijeme i ovim, tablet računalima i pametnim telefonima).
4. Uravnoteženje leta rakete s repnim perajama. Ta peraja pomažu osigurati ravan let rakete, pružajući otpor zraka promjenama smjera. Neka od peraja dizajnirana su da prođu kroz dno mlaznice rakete, kao i da drže raketu uspravno prije lansiranja.
U 19. stoljeću Englez William Hale otkrio je još jedan način korištenja raketnih peraja za stabilizaciju leta rakete. Napravio je odvod odmah do peraja koje su nalikovale propeleru. To uzrokuje da otpadni plinovi stisnu peraje i okreću raketu kako bi je držali izvan linije. Taj se proces naziva rotacijska stabilizacija
Savjeti
- Ako volite praviti gore navedene rakete, ali želite prihvatiti teži izazov, možete poraditi na hobi modelu rakete. Modeli raketa komercijalno su se prodavali od kasnih 1950-ih, u obliku međusobno povezane opreme koja se mogla lansirati motorima od crnog baruta, do visine od 100-500 m.
- Ako je preteško lansirati raketu okomito, možete natjerati neke od njih da klize vodoravno (zapravo, balonske rakete su oblik ovog horizontalnog klizanja). Raketu s filmskom rolom možete pričvrstiti na automobil igračku ili vodenu raketu na skateboard. I dalje biste trebali pronaći otvoreno područje s dovoljno velikim prostorom za lansiranje.
Upozorenje
- Strogo se preporučuje roditeljski nadzor pri radu s bilo kojom raketom lansiranom koristeći nešto jače od daha osobe koja ju je lansirala.
- Uvijek nosite zaštitu za oči prilikom lansiranja bilo koje od tri vrste letećih raketa (rakete osim balon raketa). Za veće rakete koje slobodno lete, poput vodenih raketa, također se preporučuje zaštitna kaciga za zaštitu glave ako raketa pogodi nju.
- Nemojte nikoga ispaljivati slobodno leteće rakete bilo koje vrste.
