Творческая работа ученика

МОУ «Шебалинская СОШ имени братьев Кравченко»

Номинация: техническое творчество

Воздушно-гидравлическая модель ракеты

                                                           Выполнил

                                                                      Ишутин Максим

                                                                     ученик 8 класса

                                                                Руководитель

                                                             Попова Н.А.

                                                                               учитель физики и  математики

С Шебалино

2011

Содержание

1. Назначение

2. Устройство

2.1. Клапан

     2.2. Стартовая площадка

     2.3.  Ракета

3.  Принцип работы

4. Запуск ракеты

5. Технические характеристики

6. Источники

Назначение

• 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.

Устройство

• Основа её корпуса -простая пластмассовая бутылка из-под газировки. В зависимости от объема бутылки  различаются полетные характеристики  будущей ракеты.  Самый оптимальный размер это бутылка объемом от 1.5 до 2 литров.  Для старта потребуется основной инструмент - насос, лучше, если он будет автомобильным и с прибором для измерения давления – манометром.

Клапан

• Основной узел в ракете - клапан, от него  зависит эффективность  ракеты. С помощью него в бутылку нагнетается и удерживается воздух. Возьмем камеру от любого велосипеда и вырежем из неё “сосок”, часть, к которой  подсоединяем насос.    Еще потребуется обычная пробка от бутылок вина или шампанского. Главным критерием отбора будет длина не менее 30 мм и диаметром, чтобы пробка входила в горлышко бутылки с натягом на 2/3 своей длины. В  пробке следует сделать отверстие такого диаметра, чтобы “сосок” входил с усилием в неё. Отверстие сверлить в два приема, сначала тонким сверлом, а потом уже сверлом нужного диаметра и главное это делать мягко с небольшим усилием.
• “Сосок” и пробку соединяем вместе, предварительно капнув в отверстие пробки немного “суперклея” для предотвращения просачивания воздуха из бутылки.

Последней деталью в клапане - площадка, которая служит для крепления клапана к стартовой площадке. Её нужно сделать из прочного материала, например металл или стеклотекстолит толщиной 2-3 мм и размерами 100х20 мм. После того как в ней сделали 3 отверстия под крепление и ниппеля, можно приклеивать к ней пробку, при этом лучше использовать эпоксидный клей для более прочного соединения.

В итоге главное, чтобы часть ниппеля выступала над площадкой примерно на 8-11 мм, иначе не за что будет подсоединять насос.

Стартовая площадка

• Потребуется ровный фанерный лист толщиной 5-7 мм выпиленный квадратом со сторонами длиной 250 мм. В центре  закрепим сделанную ранее площадку с клапаном, расстояние между отверстиями выбираем произвольно, расстояние между двумя площадками должно быть не менее 60 мм и для этого применяем в качестве крепления болты диаметром 4 или 5 мм и длиной не меньше 80 мм. Чтобы ракету зафиксировать на стартовой площадке потребуется смастерить держатель с пусковым устройством, который состоит из двух уголков, двух гвоздей и 4 болтов с креплением. У уголка с одной стороны сверлим два отверстия под крепеж к стартовой площадке, расстояние между отверстиями, как и в уголке, так и в основной площадке должны быть одинаковы, например 30 мм. С другой стороны обоих уголков также нужно сделать два отверстия диаметром 5 мм под два больших гвоздя таким же диаметром, но расстояние между отверстиями должно быть такое, чтобы расстояние между самими гвоздями было от 28 до 30 мм.
• Когда всё собрано, следует отрегулировать высоту положения фиксирующих гвоздей. Для этого установим бутылку на клапан, как в боевом режиме, с большим усилием и после этого нужно так подобрать высоту уголков, чтобы гвозди легко скользили в самих отверстиях и между горлышком бутылки. Гвозди служат также спускающим механизмом, но еще потребуется сделать специальную пластинку соединяющих их и для веревочки, которую мы будет дергать для запуска ракеты. Завершающими элемента в стартовой площадке будут ножки, для которых нужно просверлить 4 отверстия во всех углах площадки и прикрутить 4 небольших болта длиной от 30 до 50 мм, они служат для фиксации стартового стола в земле.

Ракета

• Для  изготовления ракеты потребуется две бутылки объемом 1.5 литра, шарик от настольного тенниса, цветной скотч.                              
•  1) Нужно отрезать аккуратно верхнюю часть бутылки, так чтобы общая длина составила примерно 100 мм. Далее отпиливаем от этой части головку с резьбой. В итоге получился у нас головной обтекатель. Так как осталась дырка в середине, то её нужно закрыть и в этом случае понадобится приготовленный шарик.                  
•  2) Возьмем целую бутылку, перевернем её горлышком вниз, сверху положим шарик и наденем головной обтекатель.  

• Для  изготовления ракеты потребуется две бутылки объемом 1.5 литра, шарик от настольного тенниса, цветной скотч.                              
•  1) Нужно отрезать аккуратно верхнюю часть бутылки, так чтобы общая длина составила примерно 100 мм. Далее отпиливаем от этой части головку с резьбой. В итоге получился у нас головной обтекатель. Так как осталась дырка в середине, то её нужно закрыть и в этом случае понадобится приготовленный шарик.                  
•  2) Возьмем целую бутылку, перевернем её горлышком вниз, сверху положим шарик и наденем головной обтекатель.  

Принцип работы

• Ракета должна быть наполнена водой в строго указанном количестве, это 1/3 от общей длины всей бутылки. При открытии клапана сжатый воздух начинает выбрасывать воду через сопло, в результате чего возникает тяга, и ракета развивает соответствующую скорость (около 12 м/с).  Тяга, уменьшающаяся по мере выбрасывания воды, позволит ракете достигнуть высоты 30 - 50 м.

Запуск ракеты

• Такие ракеты можно запускать где угодно, главное чтобы в радиусе 20 метров не было никаких построек затрудняющих боевой полет. В центре полигона установите стартовую площадку так, чтобы установленная ракета была строго вертикальна. Далее подключаем насос к клапану, заливаем в ракету воду положенного объема и быстро устанавливаем её на стартовый стол, так, чтобы клапан очень плотно вошел в горлышко бутылки. Теперь взводим спусковой механизм, два гвоздя вставляем в отверстия, фиксируя их. Запускать воздушно-гидравлическую ракету лучше вдвоем, один будет дергать за веревочку – производить старт, а другой накачивать воздух в бутылку. Длина веревочки должна составлять примерно 10 - 15 метров, этого расстояния хватает, чтобы запускающего не обрызгало.
• Так как наша ракета состоит из бутылки объемом 1.5 литра, то накачивать следует до давления 4 - 5 атмосфер.
•   Когда достигнуто нужное давление в бутылке запускающему дается команда “Старт”, который резким движение дергает за веревочку и через мгновение ракета устремляется в небо, выполняя боевую задачу.                                                         Чтобы украсить полет можно подкрашивать воду, например красками или марганцовкой, так можно точно проследить реактивную струю и траекторию ракеты.    Для следующего запуска остается только залить топливо из запаса и снова накачать воздух в двигательный отсек.        Такая ракета может хорошо развлечь в летний солнечный день, т. к. тому, кто будет работать насосом, не позавидуешь, у него весьма большие шансы принять прохладный душ при нестандартном полете реактивного снаряда.

Технические характеристики

• При герметическом соединении клапана с бутылкой, правильном наполнении водой и при вертикальной установке модели на старте она может достигнуть высоты около 50 м.  Установка ракеты под углом 60° приводит к уменьшению высоты подъема, однако дальность полета увеличивается.   При более пологих траекториях либо старты модели будут неудачными, либо дальность полета будет небольшой.                                                         Модель, запущенная без воды, будет очень легкой и поднимется только на 2 - 5 м.  
•  Время полета модели от старта до момента приземления в зависимости от достигнутой высоты составляет 5 - 7 секунд.
• Запуски воздушно гидравлических моделей лучше всего проводить в безветренную погоду.    Модель обладает хорошей устойчивостью и тенденцией ориентироваться против ветра, как при наличии тяги, так и после окончания работы двигателя.                                                              

Источники

• http://hobby-live.ru/

• http://igrushka.kz/