Rakety ilustrují třetí Newtonův pohybový zákon: „Pro každou akční sílu bude vždy existovat reakční síla, která má stejnou velikost, ale opačný směr.“První raketou mohl být holub na dřevo poháněný párou, který vynalezl Archytas z Tarentu ve čtvrtém století před naším letopočtem. Pára poté vydláždila cestu trubkám čínského střelného prachu, poté raketám na kapalné palivo, které navrhl Konstanin Tsiolkovsky a realizoval Robert Goddard. Tento článek popisuje pět způsobů, jak vytvořit vlastní raketu, od jednoduchých po složitější; s další částí na konci článku, která vysvětluje některé principy, které fungují při stavbě raket.
Krok
Metoda 1 z 5: Balónová raketa
Krok 1. Připojte jeden konec provázku nebo rybářské šňůry k podpěře
Jako oporu můžete použít opěradlo židle nebo kliku.
Krok 2. Sledujte linku slámou
Nit a sláma poslouží jako naváděcí systém pro ovládání dráhy balónové rakety.
Modelová raketová zařízení obvykle používají brčka podobné délky, která jsou připevněna k tělu rakety. Tyto slámy jsou provlečeny kovovými tyčemi na odpalovací rampě, aby podpořily raketu před startem
Krok 3. Připojte druhý konec k jiné podpoře
Před vázáním se ujistěte, že je nit/provázek těsný.
Krok 4. Vyhoďte balón do vzduchu
Stiskněte konec balónku, aby vzduch neunikal. Můžete použít prsty, kancelářské sponky nebo špendlíky.
Krok 5. Přilepte balón ke slámě páskou
Krok 6. Odstraňte vzduch z balónu
Vaše raketa bude létat podél linie, od jednoho konce k druhému.
- Můžete si zkusit vyrobit balónové rakety s kulatými balónky místo dlouhých, stejně jako různá slaměná vlákna různých délek, abyste zjistili, jak účinné jsou tyto brčka při vedení dráhy balónové rakety. Můžete také zvětšit úhel letu balónové rakety, abyste zjistili, jak ovlivňuje dosah rakety.
- Související nástroj, který můžete také vyrobit, je tryskový člun: rozstříhejte krabici mléka na polovinu. Ve spodní části vytvořte otvor a provlékněte jím balónek. Nafoukněte balón, umístěte loď do vany naplněné trochou vody a vyfoukněte vzduch z balónu.
Metoda 2 z 5: Raketa spuštěna slámou
Krok 1. Odřízněte čtverec papíru
Tento kus by měl být zhruba trojnásobek šířky: doporučená velikost je 11,43 cm x 3,81 cm.
Krok 2. Omotejte tento kousek těsně kolem tužky nebo nehtu
Zabalte jej blízko konců místo uprostřed. Řezaná část by měla viset přes špičku tužky nebo nehtu.
Ujistěte se, že používáte tužku nebo hřebík, který je o něco silnější než sláma, ale není příliš silný
Krok 3. Přilepte hrany papíru, abyste zabránili jejich odlepení
Použijte pásku po délce, podél pásu papíru.
Krok 4. Přeložte zavěšené konce směrem ven a vytvořte bod nebo kužel
Pomocí pásky na tuto část kužele držte tvar.
Krok 5. Vyjměte tužku nebo hřebík
Krok 6. Zkontrolujte, zda nedochází k úniku vzduchu
Jemně foukejte z nekryté části rakety na papír. Poslouchejte zvuk vzduchu unikajícího z boků nebo konců kužele a vnímejte švy po stranách a koncích pro proudění vzduchu. Pomocí pásky utěsněte všechny netěsnosti a zkuste to znovu, dokud nezjistíte žádné netěsnosti.
Krok 7. Na odkrytou část rakety na papír přidejte ocasní ploutev
Vzhledem k tomu, že papírové rakety jsou úzké, možná budete moci připevnit žebra, která jste vyrobili samostatně, na konce rakety. Bude to snazší než udělat tři nebo čtyři různé ploutve přímo na odkryté části rakety.
Krok 8. Vložte slámu do otevřené části rakety
Ujistěte se, že je sláma z rakety natažena dostatečně dlouho, abyste ji mohli uchopit prsty.
Krok 9. Vydechněte prudce brčkem
Raketa bude létat do vzduchu, protože je poháněna silou vašeho dechu.
- Slámu a raketu vždy namiřte nahoru, ne na někoho, když ji odpalujete.
- Změňte způsob, jakým raketu stavíte, abyste viděli, jak úpravy ovlivňují její let. Také změňte, jak těžce dýcháte slámou, abyste zjistili, jak to ovlivňuje vzdálenost, kterou může vaše raketa letět.
- Tato hračka podobná papírové raketě se skládá z tyče s plastovým kuželem připevněného na jednom konci a plastového padáku připojeného k druhému. Padák je složen přes tyč, která je poté vložena do lepenkové foukací trubice. Při foukání plastový kužel zachytí vzduch a spustí hůlku. Když dosáhne maximální výšky, tyč spadne a aktivuje padák.
Metoda 3 z 5: Rocket Film Roll
Krok 1. Rozhodněte, jak dlouhou/vysokou raketu chcete postavit
Dobrá délka/výška rakety je 15 cm, ale pokud chcete, můžete ji prodloužit nebo zkrátit.
Dobrý průměr je 3,75 cm, ale skutečný průměr bude určen průměrem spalovací komory rakety
Krok 2. Připravte si roli/roli filmu
Tento válec bude spalovací komorou pro vaši raketu. Role filmu můžete získat z fotoateliérů, které stále používají film.
- Podívejte se na roli filmu s krytem, který vypadá jako zátka, která jde do ústí válce, než aby byla přilepená na vnější straně.
- Pokud nemůžete najít roli filmu, můžete použít prázdnou lahvičku s lékařským předpisem se zaklapávacím víčkem. Pokud ho nemůžete najít, můžete použít korkovou zátku, která se pěkně vejde do ústí lahve.
Krok 3. Sestavte raketu
Nejsnadnější způsob, jak vyrobit tělo rakety, je omotat pás papíru kolem role filmu, stejným způsobem, jako byste zabalili tužku nebo hřebík při výrobě rakety odpálené brčkem. Protože válečky odpalují rakety, možná budete chtít papír na válečky připevnit páskou nebo lepidlem - než je omotáte kolem kontejneru.
- Když připevňujete kryt rakety, ujistěte se, že ústí válce nebo lahvičky s pilulkami směřují ven. Ústa budou sloužit jako raketová tryska.
- Místo skládání konců těla rakety směrem od válečků do kuželů můžete vytvořit samostatné kužely tak, že odříznete kruh papíru od okraje do středu a papír složíte do kužele. Šišky můžete přichytit páskou nebo lepidlem.
- Přidejte ploutve. Vzhledem k tomu, že průměr této rakety je silnější než raketa na papír, kterou vypouštíte brčkem, ustřihněte každou ploutev jednu po druhé, abyste je přichytili. Také se ujistěte, že používáte tři ploutve místo čtyř.
Krok 4. Určete místo startu rakety
Doporučujeme otevřené, venkovní umístění, protože raketa může při startu v tomto místě dosáhnout docela dobré výšky.
Krok 5. Naplňte váleček vodou až do 1/3
Pokud se zdroj vody nenachází poblíž odpalovací rampy, možná budete muset nosit raketu vzhůru nohama nebo nést vodu samostatně a naplnit válečky na odpalovací rampě.
Krok 6. Šumivou tabletu nakrájejte na polovinu a druhou polovinu vložte do vody
Krok 7. Zavřete válečky a otočte raketu tak, aby byla kolmá na odpalovací rampu
Krok 8. Odejděte v bezpečné vzdálenosti
Když se tableta začne rozpouštět, uvolňuje se oxid uhličitý. Tlak se bude hromadit, dokud se nerozbije a neuvolní kryt válečku, aby mohla raketa odstartovat.
Kromě vody můžete váleček do poloviny naplnit octem. Místo šumivých tablet můžete použít 1 čajovou lžičku (5 g) jedlé sody. Ocet, což je kyselina (kyselina octová), bude reagovat s jedlou sodou (která je základní složkou), za vzniku vody a oxidu uhličitého. Ocet a jedlá soda jsou však těkavější než voda a šumivé tablety, takže se budete muset z rakety dostat mnohem rychleji - a použití příliš velkého množství obou chemikálií může válečky zničit
Metoda 4 z 5: Raketové zápasy
Krok 1. Vyřízněte malé trojúhelníky z hliníkové fólie
Tento trojúhelník by měl být rovnoramenný, s délkou přibližně 2,5 cm u základny a 5 cm od středu základny k vrcholu trojúhelníku.
Krok 2. Vezměte zápalky ze svazku
Krok 3. Vyrovnejte zápasy rovnými kolíky
Umístěte zápalku a špendlík tak, aby se hrot špendlíku dotýkal hlavy zápalky, a to v poloze, která není výše než nejtlustší část hlavy.
Krok 4. Obtočte trojúhelník fólie, začínající v horním bodě, kolem hlavy zápalky
Zabalte jej co nejtěsněji, aniž byste narušili polohu kolíku. Po dokončení by měl obal přesahovat asi 6,25 mm pod zápalnou hlavu.
Krok 5. Přeložte alobal kolem hlavy špendlíku palcem
Tím se obal přitlačí blíže k zápalkové hlavě a vytvoří se lepší pinový kanál pod obalem.
Krok 6. Opatrně vyjměte čep z obalu
Dávejte pozor, abyste fólii neroztrhli.
Krok 7. Ohněte kancelářskou sponku do odpalovací rampy
- Ohněte vnější část pod úhlem 60 stupňů. To bude tvořit základ odpalovací rampy.
- Ohněte vnitřní drážku nahoru a poté ji otočte tak, aby vytvořila otevřený trojúhelník. Sem budete dávat zápalky zabalené ve fólii.
Krok 8. Umístěte odpalovací rampu na místo startu
Opět se doporučuje otevřené venkovní místo, protože zápalné rakety mohou urazit značné vzdálenosti. Vyhněte se místům, která jsou velmi suchá, protože zápalné rakety mohou způsobit požár.
Před spuštěním rakety se ujistěte, že je oblast kolem vás v bezpečí
Krok 9. Umístěte zápalnou raketu na odpalovací rampu hlavou nahoru
Raketa musí být umístěna alespoň pod úhlem 60 stupňů. Pokud je nižší, možná budete muset ohnout kancelářskou sponku, dokud nedosáhne této polohy.
Krok 10. Vypusťte raketu
Zapalte zápalku těsně pod jeho zabalenou hlavou. Když se fosfor v zabalené zápalkové hlavě vznítí, zápalná raketa poletí.
- Připravte si kbelík s vodou, který je užitečný pro namáčení použitých zápalek, abyste se ujistili, že tyto zápalky zcela vyhasly.
- Pokud na vás přistane zápalná raketa, přestaňte se hýbat, sklopte se na zem a otáčejte se, dokud nezhasnou všechny plameny.
Metoda 5 z 5: Vodní raketa
Krok 1. Připravte si prázdnou 2litrovou láhev sody
Tato láhev bude sloužit jako tlaková komora na raketě. Protože se k výrobě těchto raket používají lahve, někdy se jim říká rakety na láhve. Nepleťte si to s ohňostrojem, nazývaným také lahvové rakety, které jsou tak pojmenovány, protože jsou často odpalovány zevnitř láhve. Rakety na láhve, jako je tato, jsou v mnoha oblastech nezákonně odpalovány; zatímco vodní rakety jsou ve většině oblastí legální.
- Odstraňte štítek lahve odříznutím tam, kde není přilepený k lahvi. Dávejte pozor, abyste nepřerušili nebo nepropíchli povrch lahve, protože škrábance nebo škrábance láhev oslabují.
- Láhev zpevněte obalením lepicí páskou. Nové lahve vydrží tlak až 689,48 kilopascalu (100 liber na čtvereční palec), ale opakované spuštění sníží toleranci tlaku, kterou lahve zvládnou, aniž by praskly. Kolem středu lahve můžete zabalit několik vrstev krycí pásky, nebo střed omotat a pokračovat do poloviny lahve směrem ke každému konci. Každé balení musí láhev obejít dvakrát.
- Značkovacím perem označte místa, kde budete ploutve připevňovat k tělu rakety. Pokud plánujete použít čtyři ploutve, nakreslete čáry od sebe v úhlu 90 stupňů. Pokud plánujete vyrobit tři ploutve, nakreslete pruhy od sebe o 120 stupňů. Před přenesením těchto označení do láhve možná budete chtít kroužit kolem papíru a označit jej.
Krok 2. Vyrobte ploutve
Vzhledem k tomu, že plastové tělo rakety je poměrně silné, i když ho musíte znovu posílit, měly by být vaše ploutve také odolné. Můžete použít tvrdý karton, ale lepším materiálem je plast použitý v kapesní složce nebo pořadači se třemi kroužky.
- Nejprve musíte navrhnout ploutve a vytvořit vzorek papíru jako vodítko pro řezání. Ať už své ploutve navrhujete jakkoli, musíte je vyrobit tak, aby se skutečné ploutve znovu složily (zdvojnásobily), aby získaly extra sílu a dosáhly bodu zúžení lahve.
- Odřízněte vzorek a použijte jej jako vodítko pro řezání materiálu žeber.
- Přeložte žebra do tvaru a připevněte je k tělu rakety páskou.
- V závislosti na konstrukci odpalovacího zařízení možná nebudete muset stavět ploutev, která prochází tryskou rakety.
Krok 3. Vytvořte nosní kužel a nákladovou část
K tomu budete potřebovat druhou 2litrovou láhev.
- Odřízněte dno lahve.
- Umístěte zátěž na horní část rozřezané láhve. Tento kus může být modelová hlína nebo hromada gumiček. Umístěte řezané dno lahve dovnitř horní části, přičemž spodní část směřuje k horní části láhve. Přilepte jej páskou a poté upravenou láhev připevněte ke dnu láhve, která funguje jako tlaková komora.
- Váš nosní kužel může být vyroben z čehokoli, od víčka lahve o objemu 2 litry přes trubku z PVC jakékoli délky až po skutečný plastový kužel. Jakmile jej definujete a vytvoříte, měl by být tento kužel trvale připevněn k horní části řezané láhve.
Krok 4. Otestujte rovnováhu své domácí rakety
Vyvažte raketu na ukazováčku. Raketa by měla být vyvážena v bodě nad tlakovou komorou (dno první láhve). Pokud ne, sejměte nákladovou část a upravte hmotnost.
Jakmile najdete těžiště, odvážte raketu. Hmotnost by se měla pohybovat v rozmezí 200 až 240 gramů
Krok 5. Vytvořte spouštěč/zátku
Existuje několik kusů vybavení, které můžete použít ke spuštění vodní rakety. Nejjednodušší je ventil a zarážka, kterou lze zasunout do ústí láhve, která funguje jako tlaková komora.
- Podívejte se na korek, který se vejde přímo do ústí láhve. Možná budete muset okraje trochu oškrábat.
- Získejte ventilový systém běžně používaný v automobilových pneumatikách nebo duších kol. Změřte průměr.
- Do středu ventilu vyvrtejte otvor se stejným průměrem jako ventil.
- Očistěte dřík ventilu a na závitovou část a otvor naneste pásku.
- Zasuňte ventil otvorem v korku a poté jej držte na místě silikonovým nebo uretanovým těsněním. Před odstraněním pásky nechte tuto látku důkladně zaschnout.
- Otestujte ventil, abyste se ujistili, že jím může volně procházet vzduch.
- Otestujte zastávku tak, že do tlakové komory rakety umístíte malé množství vody, poté umístíte zátku do polohy a postavíte raketu svisle. Pokud dojde k netěsnosti, ventil znovu uzavřete a proveďte test znovu. Jakmile nedojde k úniku, znovu proveďte test, abyste zjistili tlak, který nutí vzduch vytlačit zátku z láhve.
- Pokyny k vytvoření pokročilejšího systému spouštění najdete na stránce
Krok 6. Vyberte své místo startu rakety
Stejně jako pro rakety a zapalovače filmových rolí se doporučuje otevřené venkovní místo. Jelikož jsou vodní rakety větší než jiné rakety, budete potřebovat větší, plošší otevřenou plochu než jiné rakety.
Vyvýšené povrchy, například piknikové stoly, jsou dobrým nápadem, když jsou přítomny malé děti
Krok 7. Vypusťte raketu
- Naplňte tlakovou komoru 1/3-1/2 vodou (možná budete moci do vody přidat potravinářské barvivo, které jí při startu rakety poskytne barevnější „palivo“). Raketu můžete také vypustit bez použití vody v tlakové komoře, i když cílový tlak může být jiný, než když v komoře byla voda.
- Vložte odpalovací zařízení/zarážku do ústí tlakové komory.
- Připojte hadici čerpadla jízdního kola k vypouštěcímu ventilu.
- Postavte raketu vzpřímeně.
- Čerpejte vzduch, dokud nedosáhnete tlaku, který vytlačí ventil ven. Než se to stane a raketa odstartuje, může chvíli počkat.
Části rakety a jak fungují
1. Pomocí paliva zvedněte raketu a prolétněte s ní vzduchem. Rakety létají nasměrováním palivových par dolů jedním nebo více výfuky, které je vytlačí nahoru (zvednou) a posunou dopředu (vzduchem). Raketové motory fungují tak, že smíchají skutečné palivo se zdrojem kyslíku (okysličovadlem), což umožňuje raketě pracovat ve vesmíru mimo zemskou atmosféru.
- První rakety byly rakety na tuhá paliva. Tyto rakety zahrnují ohňostroje, čínské válečné rakety a dva tenké posilovače používané kosmickými loděmi. Většina takových raket má uprostřed díru, která slouží jako místo, kde se palivo a oxidační činidlo setkávají a pálí. Raketové motory používané v modelových raketách používají tuhé palivo, stejně jako skupinu proudů k odpálení raketového padáku, když dojde palivo.
- Rakety na kapalná paliva zahrnují samostatné tlakové nádrže obsahující kapalné palivo, jako je benzín nebo hydrazin, a kapalný kyslík. Tyto tekutiny jsou čerpány do spalovací komory na dně rakety; Výfukové plyny jsou vytlačovány kónickým čenichem. Hlavními rakety kosmické lodi jsou rakety na kapalná paliva podporované vnějšími palivovými nádržemi, které jsou neseny pod plavidlem při startu. Rakety Saturn V na misích Apollo jsou také rakety na kapalná paliva.
- Mnoho letadel poháněných raketami také používá malé rakety po stranách, které pomáhají řídit letadlo, když je na obloze. Tyto rakety se nazývají manévrovací rakety. Servisní modul na velitelském modulu Apollo má tyto trysky, batohy Manned Maneuvering Unit používané astronauty kosmických lodí také používají tyto rakety.
2. Odřízněte odmítnutí vzduchu kónickým nosem. Vzduch má hmotnost a čím je hustší (zejména čím blíže je k zemskému povrchu), tím více bude bojovat proti předmětům, které se jím snaží procházet. Rakety musí být navrženy tak, aby byly efektivní (s dlouhými eliptickými tvary), aby se minimalizoval dopad při průchodu vzduchem, a z tohoto důvodu mají rakety kuželovitou špičku.
- Rakety, které nesou užitečné zatížení (astronauti, satelity nebo jaderné výbušniny), obvykle tyto užitečné zatížení nesou v nosu rakety nebo v jeho blízkosti. Například řídicí modul Apollo má kuželovitý tvar.
- Tento kuželovitý nos také nese všechny řídicí systémy rakety, aby jej mohl nerušeně nasměrovat do cíle. Řídicí systémy mohou zahrnovat počítače v kabině, senzory, radary a rádia, které poskytují informace a řídí dráhu letu rakety (rakety Goddard používají řídicí systém gyroskopu).
3. Vyvažování kruhu kolem jeho těžiště. Celková hmotnost rakety musí být vyvážena kolem určitého bodu rakety, aby raketa mohla létat bez překážek. Tento bod lze nazvat bodem rovnováhy, těžiště nebo těžiště.
- Těžiště každé rakety se liší. Obecně bude bod vyvážení nad palivovou nebo tlakovou komorou.
- Zatímco užitečné zatížení pomáhá zvednout těžiště rakety za tlakovou komoru, nadměrné užitečné zatížení způsobí, že raketa bude nahoře těžká, což ztěžuje držení při startu a ovládání během letu. Z tohoto důvodu byly integrované obvody kombinovány s počítači kosmických lodí, aby se snížila hmotnost (to vedlo k použití podobných integrovaných obvodů nebo čipů v kalkulačkách, digitálních hodinách, osobních počítačích a v poslední době i v těchto tabletech a chytrých telefonech).
4. Vyvažování letu rakety ocasními ploutvemi. Tyto ploutve pomáhají zajistit, aby let rakety byl přímý, poskytnutím odporu vzduchu vůči změnám směru. Některá žebra jsou navržena tak, aby procházela dnem trysky rakety a aby držela raketu ve vzpřímené poloze před startem.
V 19. století objevil Angličan William Hale další způsob, jak pomocí raketových ploutví stabilizovat let raket. Udělal odtok hned vedle žeber, které připomínaly vrtuli. To způsobí, že plýtvané plyny stlačí žebra a otočí raketu, aby zůstaly mimo linii. Tento proces se nazývá rotační stabilizace
Tipy
- Pokud vás baví vyrábět rakety výše, ale chcete se postavit náročnější výzvě, můžete pracovat na hobby modelu rakety. Modelové rakety se komerčně prodávají od konce padesátých let minulého století ve formě spojovacího zařízení, které bylo možné vypustit s motory s černým střelným prachem, do výšek 100–500 m.
- Pokud je příliš obtížné vypustit raketu svisle, můžete část z ní klouzat vodorovně (ve skutečnosti jsou balónové rakety formou tohoto horizontálního klouzání). Raketu na filmový válec můžete připevnit na autíčko nebo vodní raketu na skateboard. Stále byste měli najít otevřený prostor s dostatečně velkým odpalovacím prostorem.
Varování
- Při práci s jakoukoli raketou vypuštěnou pomocí čehokoli silnějšího, než je dech osoby, která ji vypustila, se důrazně doporučuje dohled rodičů.
- Při odpalování kteréhokoli ze tří typů létajících raket (raket jiných než balónkových) vždy noste ochranu očí. U větších volně létajících raket, jako jsou vodní rakety, se také doporučuje ochranná přilba na ochranu hlavy, pokud na ni raketa zasáhne.
- Nestřílejte na nikoho volně létající rakety jakéhokoli typu.
