Raketer illustrerar Newtons tredje rörelselag: "För varje handlingskraft kommer det alltid att finnas en reaktionskraft som är lika stor i storlek men motsatt i riktning." Den första raketen kan ha varit en ångdriven vedduva, uppfunnen av Archytas i Tarentum, under det fjärde århundradet f. Kr. Ångan banade sedan väg för kinesernas krutrör, sedan vätskedrivna raketer designade av Konstanin Tsiolkovsky och implementerade av Robert Goddard. Denna artikel beskriver fem sätt att bygga din egen raket, från enkel till mer komplex; med ett ytterligare avsnitt i slutet av artikeln, som förklarar några av de principer som fungerar när man bygger raketer.
Steg
Metod 1 av 5: Ballongraket
Steg 1. Knyt ena änden av snöret eller fiskelinan till stödet
Du kan använda ryggstödet eller en dörrhandtag som stöd.
Steg 2. Spåra linan genom sugröret
Tråden och halmen kommer att fungera som ett styrsystem för att styra ballongraketens väg.
Modellraketanordningar använder vanligtvis sugrör av liknande längd som är fästa vid raketkroppen. Dessa sugrör sugs genom metallstolpar på startskivan för att stödja raketen före uppskjutning
Steg 3. Knyt den andra änden till ett annat stöd
Se till att tråden/snöret är tätt innan du knyter den.
Steg 4. Blås upp ballongen
Nyp ballongens ände så att luften inte ryms. Du kan använda dina fingrar, gem eller klädnålar.
Steg 5. Stick fast ballongen i sugröret med tejp
Steg 6. Ta bort luften från ballongen
Din raket kommer att flyga längs linjen, från ena änden till den andra.
- Du kan prova att göra ballongraketer med runda ballonger istället för långa, liksom olika sugrör av olika längd för att ta reda på hur effektiva dessa sugrör är för att styra ballongraketens väg. Du kan också öka flygvinkeln för ballongraketen för att se hur den påverkar raketens räckvidd.
- Ett relaterat verktyg du också kan göra är en jetbåt: skär en mjölkkartong på mitten. Gör ett hål i botten och trä en ballong genom hålet. Blås upp ballongen, lägg sedan båten i ett badkar fyllt med lite vatten och blåsa luften ur ballongen.
Metod 2 av 5: Rocket Launched by Straw
Steg 1. Klipp en kvadrat papper
Denna bit ska vara ungefär tre gånger bredden: den rekommenderade storleken är 11,43 cm x 3,81 cm.
Steg 2. Linda den här biten tätt runt en penna eller spik
Linda den nära ändarna istället för i mitten. Den skurna delen ska hänga över spetsen på pennan eller spiken.
Se till att du använder en penna eller spik som är något tjockare än halmen, men inte för tjock
Steg 3. Limma pappersskurna kanter för att förhindra att de lossnar
Använd tejp längs längden, längs pappersremsan.
Steg 4. Vik de hängande ändarna utåt för att bilda en spets eller kon
Använd tejp på den här delen av konen för att hålla formen.
Steg 5. Ta ut pennan eller spiken
Steg 6. Kontrollera om det finns luftläckor
Blås försiktigt från den exponerade delen av pappersraketen. Lyssna efter ljudet av luft som kommer ut från sidorna eller ändarna av konen och känna sömmarna vid sidorna och ändarna för luftflöde. Använd tejp för att täta eventuella läckor och försök igen tills du inte kan upptäcka några läckor.
Steg 7. Lägg till en svansfena på den exponerade delen av pappersraketen
Eftersom pappersraketer är smala kan du kanske fästa fenorna du gjorde separat till raketändarna. Detta blir lättare att göra än att göra tre eller fyra olika fenor direkt på rakets exponerade del.
Steg 8. Sätt in sugröret i den öppna delen av raketen
Se till att halmen sträcks ut ur raketen tillräckligt länge för att du ska kunna greppa den med fingrarna.
Steg 9. Andas hårt genom ett sugrör
Raketen kommer att flyga upp i luften när den ansporsas av andningskraften.
- Rikta alltid upp halmen och raketen, inte mot någon när du skjuter upp den.
- Variera hur du bygger raketen för att se hur ändringarna påverkar dess flygning. Variera också hur hårt du andas genom sugröret för att se hur detta påverkar avståndet din raket kan flyga.
- Den här pappersraketliknande leksaken består av en pinne med en plastkotte fäst i ena änden och en plastskärm fäst vid den andra. Fallskärmen viks över en pinne, som sedan förs in i ett pappblåsarrör. När den blåses kommer plastkonen att fånga upp luften och starta trollstaven. När den når maxhöjden kommer pinnen att släppa och aktivera fallskärmen.
Metod 3 av 5: Rocket Film Roll
Steg 1. Bestäm hur lång/hög raketen du vill bygga
En bra längd/höjd på raketen är 15 cm, men du kan göra den längre eller kortare om du vill.
En bra diameter är 3,75 cm, men den verkliga diametern bestäms av diametern på raketens förbränningskammare
Steg 2. Förbered rull/filmrulle
Denna rulle kommer att vara förbränningskammaren för din raket. Du kan få filmrullar från fotostudior som fortfarande använder film.
- Leta efter en filmrulle med ett lock som ser ut som en propp som går in i rullens mynning, snarare än att fastna på utsidan.
- Om du inte hittar en filmrulle kan du använda en tom receptbelagd läkemedelsflaska med ett snäpplock. Om du inte hittar den kan du använda en korkpropp som passar fint in i flaskans mynning.
Steg 3. Montera raketen
Det enklaste sättet att göra en raketkropp är att linda en pappersremsa runt en filmrulle, på samma sätt som du skulle linda en penna eller spik när du gör en raket som lanserades av ett sugrör. Eftersom rullarna kommer att skjuta upp raketerna kanske du vill fästa papperet på rullarna med tejp eller lim - innan du sveper dem runt behållaren.
- Se till att rullen eller pillerflaskans mynning är vänd utåt när du fäster rakethuset. Munnen kommer att fungera som raketmunstycke.
- Istället för att vika raketkroppens ändar bort från rullarna i kottarna kan du skapa separata kottar genom att klippa en cirkel av papper, från kanten till mitten och vika papperet till en kon. Du kan fästa kottarna med tejp eller lim.
- Lägg till fenor. Eftersom diametern på denna raket är tjockare än pappersraketen som du skjuter med ett sugrör, skär du varje fin en i taget för att fästa dem. Se också till att du använder tre fenor istället för fyra.
Steg 4. Bestäm rakets startplats
Den öppna, utomhusplatsen är den vi rekommenderar, eftersom raketen kan nå en ganska bra höjd när den skjuts upp på denna plats.
Steg 5. Fyll rullen med vatten upp till 1/3 full
Om vattenkällan inte är nära din startplatta kan du behöva bära raketen upp och ner eller bära vattnet separat och fylla rullarna på startplattan.
Steg 6. Skär brustabletten på mitten och lägg den andra halvan i vattnet
Steg 7. Stäng rullarna och vrid raketen så att den är vinkelrät mot startskivan
Steg 8. Flytta dig bort på ett säkert avstånd
När tabletten börjar lösa sig, frigör den koldioxid. Trycket kommer att ackumuleras tills det går sönder och släpper rullskyddet så att raketen kan starta.
Förutom vatten kan du fylla rullen med vinäger halvvägs upp. I stället för brustabletter kan du använda 1 tsk (5 g) bakpulver. Vinäger, som är en syra (ättiksyra), kommer att reagera med bakpulver (som är basingrediensen), för att producera vatten och koldioxid. Vinäger och bakpulver är dock mer flyktiga än vatten och brustabletter, så du måste komma ut ur raketen mycket snabbare - och att använda för mycket av båda kemikalierna kan förstöra rullarna
Metod 4 av 5: Rocket Matches
Steg 1. Skär små trianglar ur aluminiumfolie
Denna triangel bör vara jämlik, med en längd av cirka 2,5 cm vid basen och 5 cm från basens mitt till toppen av triangeln.
Steg 2. Ta tändstickorna från gänget
Steg 3. Rikta in tändstickorna med de raka stiften
Placera tändstickan och stiftet så att spetsen på stiftets huvud rör vid matchens huvud, vid en position som inte är högre än den tjockaste delen av huvudet.
Steg 4. Vik folietriangeln, med början vid toppunkten, runt matchens huvud
Vik den så hårt som möjligt utan att störa stiftpositionen. När det är klart ska omslaget sträcka sig cirka 6,25 mm under tändstickshuvudet.
Steg 5. Vik folieomslaget runt tapphuvudet med tummarna
Detta kommer att pressa omslaget närmare matchhuvudet och skapa bättre stiftkanal under omslaget.
Steg 6. Ta försiktigt ut stiftet från förpackningen
Var noga med att inte riva folien när du gör detta.
Steg 7. Böj gemet i en startplatta
- Böj utsidan i 60 graders vinkel. Detta kommer att utgöra basen för startplattan.
- Böj det inre spåret uppåt och vrid det så att det bildar en öppen triangel. Det är här du sätter dina folieförpackade tändstickor.
Steg 8. Placera din startplatta på startplatsen
Återigen rekommenderas en öppen utomhusplats, eftersom tändstickor kan resa betydande sträckor. Undvik platser som är mycket torra, eftersom tändstickoraket kan orsaka bränder.
Se till att området runt dig är säkert innan du skjuter upp raketen
Steg 9. Placera tändsticksraketen på startskivan med huvudet uppåt
Raketen måste placeras minst i en 60 graders vinkel. Om det är lägre kan du behöva böja gemet tills det når denna position.
Steg 10. Starta raketen
Tänd en tändsticka precis under hans inslagna huvud. När fosforn i det insvepta tändstickshuvudet tänds kommer tändsticksraketen att flyga.
- Förbered en hink med vatten som är användbart för att blötlägga begagnade tändstickor, för att se till att dessa tändstickor är helt släckta.
- Om matchraketen landar på dig, sluta röra dig, släpp till marken och rulla tills alla lågor är släckta.
Metod 5 av 5: Water Rocket
Steg 1. Förbered en tom 2 liters läskflaska
Denna flaska kommer att fungera som en tryckkammare på raketen. Eftersom flaskor används för att göra dessa raketer kallas de ibland flaskraketer. Missa inte det med fyrverkerier, även kallade flaskraketer, som heter så eftersom de ofta avfyras inifrån en flaska. Flaskraketer som denna är olagliga att skjuta på många områden; medan vattenraketer är lagliga i de flesta områden.
- Ta bort flaskans etikett genom att skära den där den inte är limmad på flaskan. Var försiktig så att du inte skär eller punkterar flaskans yta medan du gör detta, eftersom repor eller snitt kommer att försvaga flaskan.
- Förstärk flaskan genom att svepa in den med ett tejp. De nya flaskorna tål tryck på upp till 100 pund per kvadrattum (689,48 kilopascal), men upprepade lanseringar minskar trycktoleransen som flaskorna klarar utan att spricka. Du kan linda flera lager maskeringstejp runt flaskans mitt eller linda mitten och fortsätt halvvägs ner i flaskan mot varje ände. Varje förpackning måste gå runt flaskan två gånger.
- Markera de platser där du kommer att fästa fenorna på raketens kropp med en markörpenna. Om du planerar att använda fyra fenor, dra linjerna i 90 graders vinklar från varandra. Om du planerar att göra tre fenor, dra ränderna 120 grader från varandra. Du kanske vill cirkla ett papper runt flaskan och markera det först innan du överför dessa märken till flaskan.
Steg 2. Gör fenorna
Eftersom plastraketkroppen är ganska stark, även om du måste förstärka den igen, bör dina fenor också vara hållbara. Du kan använda hård kartong, men ett bättre material är plast som används i en fickmapp eller pärm med tre ringar.
- Först måste du designa dina fenor och göra ett pappersprov som en skärguide. Hur du än utformar dina fenor måste du göra dem så att de riktiga fenorna viks igen (fördubblas) för att få extra styrka och nå punkten för flaskförträngning.
- Skär provet och använd det som en guide för att skära finmaterialet.
- Vik fenorna i form och fäst dem på raketens kropp med tejp.
- Beroende på utformningen av din bärraket behöver du kanske inte bygga en fena som går genom rakets munstycke.
Steg 3. Skapa näsan och lastdelen
Du behöver en andra 2 liters flaska för detta.
- Skär flaskans botten.
- Placera lasten på toppen av den skurna flaskan. Denna bit kan vara modelllera eller ett gummiband. Placera den skurna botten av flaskan inuti toppen, med botten vänd mot toppen av flaskan. Stick den med tejp och fäst sedan den modifierade flaskan på flaskans botten som fungerar som en tryckkammare.
- Din näskotte kan vara gjord av allt från ett 2 liters flasklock till ett PVC -rör av valfri längd, till en riktig plastkon. När du har definierat och skapat den bör denna kon vara permanent fäst vid toppen av den skurna flaskan.
Steg 4. Testa balansen i din hemlagade raket
Balansera raketen på pekfingret. Raketen ska balanseras vid en punkt ovanför tryckkammaren (botten av den första flaskan). Om inte, ta bort lastdelen och justera vikten.
När du har hittat dess masscentrum väger du raketen. Vikten bör ligga i intervallet 200 till 240 gram
Steg 5. Skapa startapparaten/proppen
Det finns flera utrustningar som du kan använda för att skjuta din vattenraket. Det enklaste är en ventil och ett stopp som kan sättas in i flaskans mynning som fungerar som en tryckkammare.
- Leta efter en kork som passar rakt in i flaskans mynning. Du kan behöva skrapa kanterna lite.
- Få ett ventilsystem som vanligtvis används i bildäck eller cykelrör. Mät diametern.
- Borra ett hål i mitten av ventilen, med samma diameter som ventilen.
- Rengör ventilspindeln och applicera tejp över den gängade delen och öppningen.
- För in ventilen genom hålet i korken och håll den på plats med en silikon- eller uretantätning. Låt detta ämne torka ordentligt innan du tar bort tejpen.
- Testa ventilen för att säkerställa att luft kan passera fritt genom den.
- Testa stoppet genom att placera en liten mängd vatten i rakettens tryckkammare, placera sedan proppen på plats och sätta upp raketen vertikalt. Om det finns en läcka, försegla ventilen igen och testa igen. När det inte finns några läckor, testa igen för att hitta trycket som tvingar luften att driva proppen ur flaskan.
- För instruktioner om hur du skapar ett mer avancerat lanseringssystem, se
Steg 6. Välj din raketuppskjutningsplats
Som med filmrullraketer och tändare rekommenderas en öppen utomhusplats. Eftersom vattenraketer är större än andra raketer behöver du ett större, plattare öppet område än andra raketer.
Höjda ytor, som picknickbord, är en bra idé när små barn är närvarande
Steg 7. Starta din raket
- Fyll tryckkammaren 1/3-1/2 med vatten (du kan kanske tillsätta matfärg till vattnet för att ge det ett mer färgstarkt "bränsle" när raketen skjuts upp). Du kan också skjuta en raket utan att använda något vatten i tryckkammaren, även om måletrycket kan vara annorlunda än när kammaren hade vatten i det.
- Sätt in startapparaten/stoppet i tryckkammarens mynning.
- Anslut cykelpumpslangen till utlösningsventilen.
- Ställ raketen upprätt.
- Pumpa luft tills du når ett tryck som tvingar ut ventilen. Det kan bli lite väntetid innan detta händer och raketen skjuts upp.
Raketdelar och hur de fungerar
1. Använd bränsle för att lyfta raketen och flyga den genom luften. Raketer flyger genom att rikta bränsleånga ned genom ett eller flera avgaser som kommer att skjuta upp den (lyfta den) och flytta den framåt (genom) luften. Raketmotorer fungerar genom att blanda verkligt bränsle med en syrekälla (oxidator), vilket gör att raketen kan arbeta i yttre rymden än jordens atmosfär.
- De första raketerna var raketer med fast bränsle. Dessa raketer inkluderar fyrverkerier, kinesiska krigsraketer och de två tunna boosters som rymdfarkoster använder. De flesta raketer som detta har ett hål i mitten, som används som en plats för bränslet och oxidatorn att mötas och brinna. Raketmotorerna som används i modellraketer använder fast bränsle, liksom en grupp strömmar för att skjuta raketens fallskärm när bränslet tar slut.
- Vätskedrivna raketer inkluderar separata trycksatta tankar som innehåller flytande bränsle som bensin eller hydrazin och flytande syre. Dessa vätskor pumpas in i förbränningskammaren i botten av raketen; Avgaser drivs ut genom en konisk nos. Rymdfarkostens huvudsakliga thruster är raketer med flytande bränsle som stöds av externa bränsletankar som transporteras under fartyget vid sjösättningen. Saturn V-raketerna på Apollo-uppdragen är också raketer med flytande bränsle.
- Många raketdrivna flygplan använder också små raketer på sidorna för att hjälpa till att styra planet medan det är på himlen. Dessa raketer kallas manöverpropeller. Servicemodulen på Apollo -kommandomodulen har dessa thrusterar, Ryggsäckar för bemannade manövreringsenheter som används av rymdfarkost astronauter använder också dessa thruster.
2. Skär luftavstötningen med sin koniska näsa. Luft har massa, och ju tätare den är (särskilt ju närmare den är på jordytan), desto mer kommer den att kämpa mot föremål som försöker passera genom den. Raketer måste vara utformade för att vara strömlinjeformade (med långa elliptiska former) för att minimera påverkan när de passerar genom luften, och av denna anledning har raketer en konisk nässpets.
- Raketer som bär nyttolaster (astronauter, satelliter eller kärnkraftsprängämnen) bär vanligtvis dessa nyttolaster i eller nära raketens näsa. Till exempel är kommandomodulen Apollo konisk.
- Denna koniska näsa bär också alla rakets kontrollsystem för att hjälpa den att styra den till dess destination obehindrat. Styrsystem kan inkludera datorer i förarhytten, sensorer, radar och radioapparater för att tillhandahålla information och styra rakets flygväg (Goddard-raketer använder ett gyroskopstyrsystem).
3. Balansera cirkeln runt dess masscentrum. Rakettens totala vikt måste balanseras runt en viss punkt på raketen för att säkerställa att raketen kan flyga obehindrat. Denna punkt kan kallas balanspunkt, masscentrum eller tyngdpunkt.
- Masscentrum för varje raket varierar. I allmänhet kommer balanspunkten att ligga över bränsle- eller tryckkammaren.
- Medan nyttolasten hjälper till att höja raketens masscentrum bortom tryckkammaren, kommer överflödig nyttolast att göra raketen tung på toppen, vilket gör det svårt att hålla ut under uppskjutning och kontroll under flygning. Av denna anledning kombinerades integrerade kretsar med rymdfarkostdatorer för att minska vikten (detta ledde till användning av liknande integrerade kretsar, eller chips, i miniräknare, digitala klockor, persondatorer och, nyligen, dessa surfplattor och smartphones).
4. Balansera raketens flygning med svansfenorna. Dessa fenor hjälper till att säkerställa att raketens flygning är rak genom att ge luftmotstånd mot riktningsändringar. Några av fenorna är utformade för att passera genom botten av raketens munstycke, samt för att hålla raketen upprätt före uppskjutning.
På 1800 -talet upptäckte engelsmannen William Hale ett annat sätt att använda raketfenor för att stabilisera raketflyg. Han gjorde ett avlopp precis bredvid fenorna som liknade en propeller. Detta gör att de bortkastade gaserna komprimerar fenorna och roterar raketen för att hålla den ur led. Denna process kallas roterande stabilisering
Tips
- Om du gillar att göra raketerna ovan men vill ta en tuffare utmaning kan du arbeta med en hobbymodell av en raket. Modellraketer har säljs kommersiellt sedan slutet av 1950-talet, i form av förreglingsutrustning som skulle kunna skjutas upp med svarta krutmotorer, till höjder på 100-500 m.
- Om det är för svårt att skjuta raketen vertikalt kan du få en del att glida horisontellt (i själva verket är ballongraketer en form av detta horisontella glid). Du kan fästa en filmrullraket på en leksaksbil eller en vattenraket på en skateboard. Du bör fortfarande hitta ett öppet område med tillräckligt stort startutrymme.
Varning
- Föräldratillsyn rekommenderas starkt när man arbetar med raketer som skjuts upp med något starkare än andan från personen som skjuter upp den.
- Använd alltid ögonskydd när du skjuter upp någon av de tre typerna av flygande raketer (andra raketer än ballongraketer). För större fritt flygande raketer, till exempel vattenraketer, rekommenderas också en skyddshjälm för att skydda huvudet om raketen träffar den.
- Skjut inte fritt flygande raketer av någon typ mot någon.
