Пусковая установка для ракеты своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 05.10.2024

Изобретение самодельной ракеты в домашних условиях

1 Муниципальное общеобразовательное учреждение -Средняя школа № 10 с углубленным изучением отдельных предметов

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Приложение №1.

Цель проекта:

изучить строение ракеты, создать свою модель ракеты и осуществить ее запуск.

Задачи проекта:

- расширить знания об истории освоения космоса

- познакомиться с устройством ракет

-узнать какие законы физики помогают ракете летать

Созданная своими руками модель ракеты

Процесс создания ракеты своими руками

Актуальность:

С помощью анкетирования одноклассников я определил, что 80% ребят знают, что такое ракета и 100% ребят хотели бы узнать , как можно самому создать ракету и осуществить ее запуск .

Немного истории.

Люди всегда мечтали летать, как птицы. Сначала появились воздушные шары, на которых можно было подняться в небо. Чуть позже изобрели первые двигатели и появились дирижабли. На смену воздухоплаванью пришла авиация. Но полететь в космос на самолете или вертолете невозможно. Потому что в космосе нет атмосферы. Там вакуум, а самолетам необходим воздух. [4]

Спустя годы люди сумели покорить воздушное пространство Земли. Изобрели космический корабль. Первыми в космос отправились собаки. Космический корабль с Белкой и Стрелкой облетел вокруг Земли 18 раз . 12 апреля 1961 года в космос полетел Ю.А. Гагарин. Это был трудный и опасный полет. [4]

1.1 Кто же придумал ракету?

Ракеты появились очень давно. Их придумали в Китае много сотен лет назад. Китайцы использовали их, чтобы сделать фейерверк. Китайцы долго держали в секрете устройство ракет, им нравилось удивлять чужестранцев. В 13 веке впервые китайцы применили ракеты как оружие. Называли их огненные стрелы. При Петре I была создана сигнальная ракета. Она поднималась на высоту до 1 км. [4]

Первым, кто придумал использовать ракету для передвижения, был Н.И.Кибальчич. Он считал, что именно ракета откроет человеку путь в небо. В ХХ веке мысли о полете в космос впервые появились у К. Э. Циолковского. Он мечтал о том, как человек будет летать в космос. Он Основоположником, создателем отечественной космонавтики является С. П. Королев – выдающийся конструктор и ученый. Под его руководством были осуществлены запуски первого искусственного спутника Земли и первого космонавта Ю.А. Гагарина. [3]

1.3 Устройство ракеты.

Ракета – летательный аппарат, движущийся под действием реактивной силы, возникающей при отбросе массы сгорающего ракетного топлива. Ракеты бывают одноступенчатые и многоступенчатые. Форма ракеты связаны только с тем, что ей приходится по дороге в космос пролетать через воздух. Воздух мешает лететь быстро и чтобы уменьшить воздушное сопротивление форму ракеты делают гладкой, обтекаемой. [ 1]

Приложение №2.

Наша планета – это огромный магнит, который притягивает к себе людей, предметы, здания, растения и все остальное. Этот магнит называется – земным притяжением. Чтобы преодолеть это притяжение ракете надо много энергии, много топлива. [4]

В любой ракете имеется оболочка и топливо с окислителем. Мы видим, что оболочка ракеты включает в себя полезный груз (космический корабль), приборный отсек и двигатель (камера сгорания, насосы и.т.д.) Основную массу ракеты составляет топливо с окислителем (окислитель нужен для поддержания горения топлива, поскольку в космосе нет кислорода). [4]

В ракете топливо и окислитель смешиваются в камере сгорания . В результате образуется высокотемпературный газ, находящийся под огромным давлением. Газы из камеры сгорания мощной струей устремляются наружу через трубку специальной формы, называемую соплом ракеты. Назначение сопла состоит в том, чтобы повысить скорость струи. Все это прекрасный пример третьего закона Ньютона, который я открыл для себя, так как физику еще не изучал. На каждое действие (газ давит вниз) существует равная и противоположная реакция (ракета вверх). Чем уже сопло и чем больше давление внутри камеры, тем больше тяга. [4]

В практике космических полетов обычно используют многоступенчатые ракеты, развивающие гораздо большие скорости и предназначенные для более дальних полетов, чем одноступенчатые. После того, как топливо и окислитель первой ступени будут израсходованы, эта ступень автоматически отбросится и в действие вступает двигатель второй ступени. Уменьшение общей массы, путем отбрасывания ненужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты. Аналогично и со второй ступенью. Скорость таких ракет составляет в среднем 33 м/с.

Процесс взлета ракеты выглядит так : ракета стоит на бетонном стартовом поле. По команде из пункта управления включаются двигатели, мы видим пламя внизу , слышим нарастающий рев. И вот ракета в клубах дыма отрывается от Земли сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее устремляется вверх. [3] Через минуту она уже на такой высоте, куда не могут подняться самолеты, а еще через минуту в безвоздушном пространстве. Выглядит это очень захватывающе и я решил попробовать воспроизвести запуск самодельной ракеты.

Практическая часть.

Простейшую ракету можно сделать из подручных материалов. Это будет пневмогидравлическая ракета – ракета, использующая в качестве рабочего тела воду , вытесняемую из корпуса ракеты через сопло давлением сжатого воздуха. [2]

Для начала нужно определиться каких размеров будет ракета. Основой ее корпуса будет простая пластмассовая бутылка из-под воды. Основной узел в ракете будет клапан, от него будет зависеть эффективность всей конструкции.

Для сборки мне понадобились следующие материалы:

- пластиковые бутылки из под воды

- винтики, уголки , гайки

- две деревянных палочки

- насос с манометром

- быстросъемный соединитель для шлангов

- нипель от автошины

Сначала подготовим основной узел ракеты. С помощью клапана в бутылку нагнетается и удерживается воздух. Возьмем быстросъемный соединитель для садового шланга и вставим в н его нипель от автопокрышки.

Приложение №3.

Далее берем 2 бутылки объемом 1,5 литра. Отрезаем от одной верхушку и крепим небольшой утяжелитель с помощью горячего клея. Далее отрезаем дно от второй бутылки и крепим на это место верхушку ракеты с утяжелителем. Берем картон и наклеиваем его поверх основы ракеты. Из картона я вырезал стабилизаторы ракеты. Также из маленьких бутылочек от воды я сделал подобие сопла. Вот такая заготовка получилась.

Приложение №4.

Далее из аэрозольного баллончика я покрасил ракету в красный и серебряный цвет.

Приложение №5.

Теперь осталось собрать пусковую площадку. Для сборки мне потребовалась помощь родителей. Для этого папа помог мне просверлить отверстие внутрь ведра для того, чтобы вставить наш клапан. Крепим упоры для запуска ракеты. Сбоку мы прорезаем отверстие для того, чтобы подключить насос.

Приложение №6.

Наша ракета готова.

Основной принцип запуска, как я уже узнал, будет крыться в третьем законе Ньютона. Нам необходимо наполнить ракету водой на 1/3 от основного объема. Если залить воды больше, то для воздуха останется слишком мало места, а во втором случае слишком много места. Тяга двигателя будет слабой , а время полета –непродолжительным. При открытии клапана сжатый воздух начнет выбрасывать воду через сопло, в результате чего возникает тяга и ракета сможет развить скорость до 12 м/с.

Итак, когда все готово можно выйти на поле и осуществить запуск ракеты. Вместе с ракетой нам понадобится насос с манометром и бутылка воды. Устанавливаем стартовую площадку так, чтобы ракета стояла строго вертикально. Подключаем насос к клапану, в бутылку заливаем воды на 1/3 от основного объема. У нас бутылка 1,5 литра, мы заливаем 500 мл. Быстро устанавливаем ракету на клапан, так чтобы клапан плотно вошел в горлышко бутылки. Теперь взводим спусковой механизм.

Приложение №7.

Моя исследовательская работа была очень интересной и познавательной. Я с большим интересом изучил историю появления ракет и механизм их запуска. Для себя открыл неизвестный мне ранее принцип действия реактивной силы, известный в физике как третий закон Ньютона, который основан на том, что из корпуса ракеты под давлением вытесняется струя воды, заставляю ракету двигаться в противоположном направлении. Создание макета ракеты оказалось очень увлекательным и познавательным занятием.

Кладем ракету на нашу пусковую установку донышком, направленным к низу. Теперь начинайте накачивать ракету воздухом, используя велосипедный насос. В свободном от воды пространстве баллона быстро возрастет давление воздуха, ракета стартует и стремительно пролетит целых сто метров! А может даже больше.

Многочисленные опыты ребят подсказали, что дальность полета ракеты зависит от количества закаченной воды в баллоне, которое вы можете определить экспериментально.

Внимание! При запуске вашей ракеты соблюдайте меры безопасности. Не направляете ее в сторону людей и жилых домов. Иначе вы случайно можете кого-нибудь травмировать или разбить стекло в окне. Лучше уйдите, куда-нибудь в безлюдное место и там ставьте свои опыты по запуску самодельной ракеты.

Летние каникулы – пора веселья для детей и тихого ужаса для их родителей. Куда деть и чем занять свое любимое чадо, чтобы летний отдых запомнился надолго и не принёс никаких негативных последствий… Предлагаю сделать своими руками ракетницу на дистанционном управлении. Установка будет состоять из соломки для коктейлей, спринклерного клапана, ПВХ трубки и небольшого электронного блока.

Ракетная установка разрабатывалась под соломинку большого диаметра (чем больше диаметр – тем большая начальная скорость ракеты).

Ракета из соломки доработана стабилизаторами из пены. Чтобы полёт был стабильным, утяжелим её переднюю часть.

Ракета запускается с пульта дистанционного управления.

Шаг 1: Запчасти и инструменты

Воздушная камера:

одна 40 мм ПВХ труба длиной 22 см;
одна 40 мм заглушка;
один редуктор с диаметрами 40 мм и 20 мм;
две 20 мм муфты с внутренней резьбой;
один резиновый клапан.

Воздушный клапан и пусковая установка:

Примечание: Приблизительно на полпути были внесены изменения в конструкцию (это произошло после понимания того, что самоделка не будет работать). Был установлен ПВХ уголок под 90 градусов и пару муфт.

один 20 мм уголок (90 градусов);
один штуцер (20 мм);
одна муфта (20 мм);
один спринклерный клапан;
одна длинная медная или алюминиевая трубка (должны поместиться внутри соломки);
воздушный штуцер (8.2 мм к 19 мм) с внутренней резьбой;

Подставка и управление:

два пластиковых зажима.
небольшая дощечка, чтобы прикрепить пусковую установку;
один модуль дистанционного управления;
две 9 В батарейки и разъёма к ним;
одна коробка;
ножной или ручной насос;
провода различной длины.

Инструменты:

Паяльник;
Ножовка;
Различные отвертки;
ПВХ клей; ;
Липкая лента;
Термоклей.

Шаг 2: Собираем клапан

Когда вы будете готовы склеивать все части отрезков труб вместе, убедитесь, что вы разложили их в том порядке, в котором их следует склеивать. Это поможет ориентироваться, если что-то будет склеено неправильно. Я сделал небольшое изменение ближе к окончанию сборки и добавил изгиб (90 градусов). Причина изменений – энергия сжатого воздуха не была направлена должным образом и не давала большой подъёмной силы.

Просверлим отверстие в конце 40-мм крышки. Отверстие должны быть достаточно большими, чтобы резиновый клапан поместился в нём. Всё должно прилегать очень плотно.

После того, как клапан установлен, нанесём термоклей на внутреннюю поверхность. Это будет гарантией, что у вас не будет утечки воздуха.

В дальнейшем мы приклеим крышку к одному из концов 40 мм трубы.

Шаг 3: Изготавливаем воздушную камеру

На другом конце воздушной камеры приклеим редуктор (40 мм к 20 мм).

Потом склеим вместе 20 мм штуцер и 20 мм муфту.

Приклеиваем на место 40 мм крышку с клапаном на конце.

Шаг 4 Установка камеры

В гараже было найдено несколько пластиковых зажимов для сливной трубы, которые очень хорошо подошли к камере. При монтаже помните, что вы должны оставить место для электроники. Прикрутим спринклерный клапан в конце воздушной камеры.

Просверлим сквозные отверстия и измерим всё ещё раз, чтобы убедиться, что всё идет правильно.

Разместим один из пластмассовых зажимов около 40 мм крышки, а другой около 40 мм редуктора. Вы можете заметить, что вокруг крышки есть немного свободного места. Добавим немного пены на внутреннюю поверхность зажима, чтобы сделать его более плотным.

Прикручиваем всё на место.

Шаг 5: Крепим пусковое устройство

Шаг 6: Добавляем сплинкерный клапан

Прикручиваем спринклерный клапан в конец камеры. Для обеспечения герметичного соединения воспользуемся лентой ФУМ.

Следующим этапом будет запуск ракеты. Убедитесь, что соломка нужного размера (чем лучше она будет подходить, тем большей будет высота полёта).

Прикрепим кусок металлической трубки к штуцеру на латунной муфте. Если отверстие слишком маленькое, то вы можете его рассверлить. Если вы обнаружите, что трубка проскальзывает, то можете припаять её на место.

Привинчиваем бронзовый переходник к концу спринклерного клапана.

Заполняем камеру воздухом и проверяем всё ли работает нормально.

Шаг 7: Добавляем электронику

После того, как вы собрали проводку, испытайте самоделку и убедитесь, что вы услышите звук переключателя.

Закрепим блок снизу на липучках. Установим провода в гнездо. Это было сделано для того, чтобы в случае необходимости можно было легко удалить её с клапана.

Испытываем ещё раз. На этот раз вы должны услышать 2 щелчка, один из клапана и один из реле. Заполним камеру воздухом и убедимся, что при нажатии кнопки, клапан открывается, выпуская воздух. Также проверим её на герметичность.

Присоединяем провод к 9В батарейке. Возьмём небольшую коробку и просверлим 2 отверстия с обеих сторон.

Протянем провода от клапана через отверстия и припаяем их к проводам батарейки.

Добавляем кнопочный переключатель в конце провода. Вставляем батарейки и испытываем.

Шаг 8: Собираем ракету

Наиболее простой вариант соломка с парой грузил.

Это позволит увеличить расстояние полета и уравновесит баланс.

Затем добавим несколько стабилизаторов.

Шаг 9

В целом я доволен поделкой, но у меня есть несколько идей для улучшения проекта. Первое, что приходить мне на ум – это уменьшить размер рабочей камеры, и соответственно всех рабочих элементов.

Кроме того необходимо брать с собой на полевые испытания ремонтный комплект.

Честолюбие до небес Ракетчики-самодельщики готовятся запустить свое детище в заоблачную высоту. Идет трехдневный фестиваль "Рок-Сток" в калифорнийской пустыне Мохаве.

Три. два. один.

Водная ракета – это не только демонстрация законов физики на практике, но и отличное развлечение для взрослых и детей. Саму ракету и установку к ней сделать очень просто.

Перед изготовлением водной ракеты своими руками, приготовьте:

Шаг 1. С коробки снимите гвозди.

Шаг 2. На каждой стороне коробки отметьте вертикальную линию, расположив ее строго по центру.

Шаг 3. На прочерченной линии отложите еще одну перпендикулярную, отступив от дна на расстояние 7,5 см. Общая длина данной метки 5 см. На концах ее обязательно поставьте точки.

Шаг 4. Такие же отметки и линия должны быть с противоположной стороны коробки.

Шаг 5. Еще по одной метке нанесите на одну из центральных линий, отступив от дна 2,5 и 5 см, соответственно.

Шаг 6. В намеченных точках просверлите отверстия. Всего их на коробке должно быть 6 штук.

Шаг 7. Напильником вырежьте овальное отверстие в коробке. Делать его нужно с той стороны, где вы просверлили 4 отверстия.

Шаг 8. Расширьте отверстия в верхней части коробки. Все неровности в местах срезов обязательно зашкурьте.

Шаг 9. На дне пластиковой коробки проведите центральную линию. Приложите к ней локоть с крыльями и маркером отметьте места креплений.

Шаг 10. В намеченных точках просверлите отверстия.

Шаг 11. Трубы ПВХ разрежьте на куски:

Шаг 12. Из небольшого прямоугольного куска бумаги (шириной 2,5 см) сделайте шаблон для разметки заготовленных частей ракетной установки. Для этого положите трубу на ровную поверхность. К трубе прижмите карандаш. Маркером вдоль него нарисуйте прямую линию.

В этой точке оберните полосу бумаги вокруг трубы. Отметьте линию соединения двух концов бумажки.

Лишнее отрежьте, а саму бумагу сложите в четыре раза. Маркером пройдитесь по сгибам.

С помощь такого нехитрого шаблона вы сможете отмечать места для сверления ПВХ труб так, чтобы отверстия находились на одном уровне и расстоянии.

Шаг 13.Нанеся уже указанным способом разметку на трубу ПВХ, просверлите отверстия. Они должны находиться ровно посередине 19-сантиметрового куска трубы.

Шаг 15. Напильником затупите концы гвоздей длиной 38 см.

Шаг 16. С помощью гвоздей прикрепите к коробке заготовленную фиксацию для хомута. Шляпки гвоздей оклейте изолентой.

Шаг 17. Полученную из гвоздей и трубки деталь обмотайте изолентой, оставив открытым боковое отверстие.

Шаг 18. В отверстие залейте эпоксидную смолу так, чтобы она не образовывала пузыри. Дайте ей полностью затвердеть.

Шаг 19. Удалите изоленту и просверлите сквозное отверстие в заготовленной заранее точке.

Шаг 20. Муфту разрежьте пополам и с помощью наждачной бумаги отшлифуйте линию среза, а также удалите выступающий бугорок.

Шаг 21. С одной стороны локтя специальным клеем приклейте столярную пробку и адаптер.

Со второй стороны на клей посадите трубу пускового устройства.

Шаг 22. На верхнюю часть конструкции из ПВХ отправьте уплотнительное кольцо, а затем и половинку муфты. Муфту промажьте клеем.

Шаг 23. После высыхания клея на верхнюю часть конструкции нанизайте горлышко от обычной 2-литровой пластиковой бутылки. С его помощью подгоните трубы и муфты. Горлышко должно свободно скользить по полученной пусковой установке.

Шаг 24. Между муфтой и соединительным кольцом наденьте резиновый уплотнитель.

Шаг 25. Снимите резинку. Соединительное кольцо опустите немного вниз до локтя и посадите его на клей. После этого верните уплотнитель на место.

Шаг 26. В адаптер оправьте втулку редуктора, используя для уплотнения фум ленту.

Шаг 27. В редуктор отправьте штуцер и нейлоновую трубку. С другой стороны трубки прикрепите штуцер с клапаном Шредера, соединенными между собой.

Шаг 28. Возьмите доску 14,4 х 28,8 см. Ее необходимо будет подготовить, сделав два отверстия и нанеся разметку для крепления локтя. Все параметры в дюймах указаны на фото.

В малое отверстие с края доски вкрутите винт с кольцевым креплением на конце.

Шаг 29. Соберите пусковую установку.

Шаг 30. Конец нейлонового шнура прикрепите к винту с кольцом на доске. Крепите надежнее, завязав его на несколько узлов. На расстоянии 43 см завяжите еще один узел и проденьте его в отверстие на рукоятке. Завяжите узел еще раз и отмеряйте еще 50 см. Шнур прикрепите к оставшейся ПВХ-трубке с отверстием под крепление посередине. Ручку с гвоздями отправьте в общую конструкцию.

Схематично механизм установки выглядит вот так.

Пусковая установка для водной ракеты готова. Вам осталось лишь подключить воду, установить ракету из бутылки и полиуретановой пробки и дернуть за рычаг, когда давление воды будет достаточным для запуска ракеты.

Читайте также: