親自制作并放飛我們的水火箭——圓夢一號

ID:262 · 發(fā)表于 2014-10-21 15:43

本帖最后由 heicad 于 2014-10-21 15:47 編輯

轉(zhuǎn)自一個(gè)高中生的作品：
這個(gè)原始想法來自于前幾天上物理課時(shí)，老師放過一個(gè)火箭，后來我也想自己做一個(gè)。
隨后查了很多資料和視頻，昨天和今天這兩天終于實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法了哈哈！

2012年12月30日
我在做這個(gè)火箭，騰弟弟在隔壁看到后，連忙過來參加制作。
由于沒有完整的設(shè)計(jì)圖，我們也是自己拿起材料就做的。
開始我們是用軟木塞，把它削到和可樂瓶瓶口差不多大。然后中間鉆一個(gè)孔，把自行車的氣門芯放進(jìn)去。
但是我們試驗(yàn)了好幾次，總是飛不高，還左右亂飛，弄得笑話多了。仔細(xì)查看發(fā)現(xiàn)，我們的軟木塞總是漏氣。

后來我們又去外面找材料，找個(gè)橡膠塞。問了騰弟弟的爺爺，我的家人，也沒人知道哪里有賣。
我們騎著電動(dòng)車，到處逛欽州的沙埠，每次見到一個(gè)藥店，都進(jìn)去問一下有沒有橡膠塞。不過每個(gè)藥店都說沒有賣。

后來騰弟弟有想法說去市人民醫(yī)院（舊紅十字醫(yī)院）看看吧。我們?nèi)サ侥呛螅贿€是好心人多，急診室值班的醫(yī)生從廢舊吊瓶里挖了一個(gè)蓋子給我們。那時(shí)我很擔(dān)心是否合適，但是總比沒有好吧，我們回家了。
在回家路上，還去五金店買了些螺絲、螺母、木板、電鉆頭。
回來裝上去一試，哎呀，蓋子恰好合適，不大不小，但是隨著氣壓增大，蓋子沒有任何邊緣可以幫助攔著火箭，非常滑，一不小心就泄氣。根本飛不了。愁死了，

2012年12月30日晚
我來到學(xué)校，再次觀摩下老師做的那個(gè)，發(fā)現(xiàn)我做錯(cuò)了！
自行車的氣門芯不是像我那樣用的，是要把整個(gè)控制氣門的東西裝上去，并不是僅僅一個(gè)芯。這也是防止漏氣的原因。
另外，從王偉名老師口中了解到，橡皮塞在欽州的新興路的大世界旁邊，有一個(gè)藥店，那里有賣化學(xué)器材，其中就有橡皮塞賣。
準(zhǔn)備放學(xué)時(shí)，王老師提醒道：“那時(shí)我們做去參加比賽的時(shí)候，研究過，瓶的最大承受氣壓大約在七八個(gè)大氣壓左右”
于是我們心里便有底了，這不能用電動(dòng)打氣機(jī)來打，很容易爆，爆就會(huì)弄得毀容都有……
我們決定用手打，以打的次數(shù)為準(zhǔn)，開始我覺得用個(gè)氣壓計(jì)測好點(diǎn)，但是也應(yīng)該不必了，慢慢試。

2013年12月31日晚
我從我爸爸家里，拿了些塑料膠紙，用來做火箭的身。天色晚了，騰弟弟也不在家。就明天元旦的時(shí)候再做吧！

2013年1月1日
啊哈哈！~~~新的一年開始啦！~~今天不刮風(fēng)，不下雨，雖然也沒太陽，但是我們的熱情是高漲高漲的。
因?yàn)椋裉焓俏业幕鸺痫w之日，也是新的一年的第一天，而且我要好好裝飾這個(gè)火箭一番。
早上，我騎車去沙埠雜貨店，買了卷透明膠布，12塊吶~~~不過夠我用的。
于是我了，失敗次數(shù)不少呢，但是充滿了樂趣。

我也向往二級火箭，還有降落傘自動(dòng)打開，之類的技術(shù)……
我的發(fā)射架，是用橡膠塞做噴頭，在打氣時(shí)用鐵鉗夾住瓶口，施給它向下和左右夾起來的這兩個(gè)力，從而保證了動(dòng)力艙在不斷增壓的時(shí)候，不會(huì)出乎意料地起飛（當(dāng)然也有失敗的時(shí)候，滑，夾不穩(wěn)或漏氣）。
我用短的氣筒，最多打了70下。飛得老高了！再多不敢打了。沒有氣壓表測量。
打夠氣后，可以人為控制什么時(shí)候發(fā)射。然后我模仿了下“航母Style”的姿勢。有幾次發(fā)射失敗的時(shí)候，真是搞笑得很！

原理是：在不斷給加有1/3的水的可樂瓶打進(jìn)氣的時(shí)候，由于密封，可樂瓶內(nèi)氣壓不斷增高，放心，瓶子韌得很。當(dāng)松開鉗子時(shí)，里面空氣從高壓沖向低壓，空氣在上面，大量水在下面的瓶口，空氣把水瞬間強(qiáng)有力地壓出去。水出去的時(shí)候，產(chǎn)生反作用力，推動(dòng)火箭向上發(fā)射。
所以，升高的關(guān)鍵在于液體的密度和空氣的壓力。但水不能太多，水多的話，空氣占不了多少體積，導(dǎo)致沒有足夠的氣體把水噴射出去。太少的話，噴出的大多是空氣，空氣密度較小，反作用力不大，效果不好。
我用的是2L的可口可樂瓶。用一瓶約560ml的哇哈哈礦泉水瓶裝滿水，然后加到可樂瓶里。在上發(fā)射架的時(shí)候，由于發(fā)射架結(jié)構(gòu)原因，會(huì)流失幾十毫升的水，不過不要緊。

民間嘛，目前只能這樣了，所有材料都是就地取材，沒有上網(wǎng)買，發(fā)射到五六層樓高，新的一年圖個(gè)好的展望。
我們錄制了一個(gè)短片。參與的有七八個(gè)人呢哈哈，其中還有慢鏡頭，由于是普通卡片相機(jī)，只有30幀/s，所以慢鏡頭有點(diǎn)不順暢，另外，火箭起飛時(shí)，瞬間噴出的水柱，真的很漂亮！

短片的背景音樂：Positive Outlook 。這是央視播放神州、天空一號、日出這類節(jié)目時(shí)，經(jīng)常用的背景音樂。讓人心情很爽快，氣勢也很大。

水強(qiáng)力噴出來的聲音和產(chǎn)生的氣流，感覺很爽的！

還有我的航母Style：（動(dòng)作反了）

2012，再見！2013，發(fā)射！

水這個(gè)加得有點(diǎn)少。。。

2013年1月13日下午，我在網(wǎng)上購買的螺旋噴頭到手了。裝上去使用，感覺不錯(cuò)，不必用之前那個(gè)土辦法——用火鉗去夾、壓了。現(xiàn)在只需要輕輕一拔下外壁，火箭立即升空。
以下圖片引用商家在淘寶網(wǎng)頁上的，我實(shí)際買的也是這種。

來給大家看看螺旋發(fā)射器的內(nèi)部原理。。。讓有車床的同志們可以自己做。商家網(wǎng)上可沒提供這樣的照片的。原理現(xiàn)在我也清楚了。就看我能不能嘗試應(yīng)用在二級火箭的分離上

但是經(jīng)過我的實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，這種噴嘴的直徑比原來瓶口小了那么一點(diǎn)，所以噴射時(shí)爆發(fā)力不夠大，但也足以讓火箭升到一樣的六七層樓高度。還有一個(gè)就是，使用這個(gè)噴頭，打氣時(shí)存在一個(gè)最低氣壓，具體數(shù)值我不清楚多少，但如果沒有打夠50手，氣壓不足以使火箭噴射出去，也就是即使拉下外壁，火箭仍紋絲不動(dòng)。

我的二級水火箭和降落傘設(shè)計(jì)思路大概有了，另外我還想捆綁四個(gè)火箭一起噴射，因?yàn)橛辛诉@個(gè)噴頭，寒假我還得改裝下發(fā)射臺，希望利用自行車的剎車閥，在遠(yuǎn)處發(fā)射火箭。而且打氣筒我也費(fèi)了好大的勁才接好，現(xiàn)在打氣筒氣管延長了2米。
網(wǎng)上當(dāng)然有成品的發(fā)射臺賣，但是貴死啦！~~~我只買了噴嘴和噴頭這些零件，這些零件要用車床才加工得出，沒那工具，所以就買這些了，不過要?jiǎng)邮秩ソM裝的地方還很多呢，而且都是處于試驗(yàn)階段，還不知道成不成功呢，但制作的過程中樂趣是無窮大滴。。！

如果寒假試驗(yàn)成功，就會(huì)出圓夢二號水火箭~~~~。

2013年1月14日
我把一個(gè)螺旋噴頭用廢舊電烙鐵燒去一些邊緣，拿出里面的彈簧。后來才發(fā)現(xiàn)并不需要這么破壞就可以拿出彈簧了的。
我打算做這個(gè)二級分離裝置。
這次我想到的是利用超重、失重的原理。

圖一這是被我生硬用電烙鐵割去底下一部分塑膠的螺旋噴頭。

其實(shí)所謂的螺旋噴頭，就是平時(shí)花園、菜地澆花澆菜用的水管快速轉(zhuǎn)接頭。只不過稍微修改下口徑使它能適合可樂瓶瓶口。

圖二

我想到的原理是：在圖一圖二
我的手當(dāng)做第一級火箭，這級火箭的底部與這個(gè)裝置的外壁相連，打氣嘴不與第一級火箭接觸，就是懸空。
由于第一級火箭與外壁相連，可以支撐住二級火箭。而且在未發(fā)射的時(shí)候，裝置的狀態(tài)是像圖一所示的樣子：頂部是二級火箭，然后先在二級里打氣，打足夠的氣后再打一級的。
當(dāng)然，二級打氣的時(shí)候，即使里面的彈簧被我拔出來了，火箭是不會(huì)分離飛出去的。因?yàn)榈谝患壔鸺闹危淹獗谕享敚壔鸺乃闹亓ν聣骸ＶС至椭亓Ρ３至似胶狻?/font>

然后發(fā)射！
第一級火箭噴水，反作用力帶動(dòng)整個(gè)箭體升空。就在升空的過程中，噴頭處的力開始不平衡了。

拉開時(shí)，正如圖二所示的樣子。這個(gè)裝置我還沒有實(shí)驗(yàn)過。

2013年1月16日中午，我看了下國外的網(wǎng)站，國外還真是發(fā)達(dá)，都建設(shè)有一個(gè)專題網(wǎng)站了：http://www.aircommandrockets.com/
看了下網(wǎng)站的資料，忽然得到啟發(fā)，決定再次改進(jìn)二級分離裝置：

這次我又拆開一個(gè)螺旋噴嘴，采用的辦法不是用電烙鐵去弄啦！~~~太傷外形和功能了。我用硬而薄的東西，塞進(jìn)旁邊的三個(gè)夾子，使它們保持張開，然后我再用力拔，整個(gè)外壁就出來了，而且毫發(fā)無損！
這個(gè)具體大家可以參考老外制作的前部分，他就是這么做才拆開的http://v.youku.com/v_show/id_XMjkwNDMxNDQw.html

將得到的彈簧放在上面，最好是與噴嘴綁在一起，防止噴射后，彈簧不知道飛哪里去了。

這樣，在噴嘴與噴頭之間，就有一個(gè)彈簧在發(fā)力。

二級火箭噴射瞬間的時(shí)候，裝置的狀態(tài)

一級火箭推動(dòng)爬升的時(shí)候

首先，二級火箭裝水，（注意：水不能太多，也不能太少，太多就會(huì)太重，導(dǎo)致無法脫離，太少會(huì)沒辦法壓住彈簧。按照我的2L可樂瓶。裝600ml左右的水比較適合。這個(gè)取決于彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)然也要照顧下下面一級火箭噴射的辛苦……）然后裝在上面。保持豎直方向。二級火箭的重力會(huì)往下壓住彈簧，而下面的外壁仍然像上次那個(gè)一樣，與第一級火箭的底部相連，打氣口懸空方便打氣。

這樣的話，我建議在裝完水后，先給一級火箭打氣，然后再給二級打氣，因?yàn)橛辛藦椈稍谥虚g，他們分離相當(dāng)容易，若是打了二級，一不小心碰到，歪了可能會(huì)漏氣。

原理是：還是像上次那樣，升空時(shí)，受力情況不變，彈簧仍被壓縮著，
直到下面火箭的推力漸漸減弱，二級的質(zhì)量大，一級由于噴完水了很輕，彈簧以二級火箭為支撐點(diǎn)，往下推著外壁，慢慢伸展開來，當(dāng)它伸展到一定程度后，外壁松開了卡口，就像用手拉下外壁一樣，二級火箭得以釋放，然后繼續(xù)噴射升空！一級火箭就做自由落體運(yùn)動(dòng)。
在空中，二級火箭就不容易分離了，因?yàn)榧铀俣认蛏希嬖诔噩F(xiàn)象，彈簧更加被壓縮著，因?yàn)橹С至Υ藭r(shí)大于重力。在地面的話，彈簧只是受重力和支持力平衡而已。

這樣設(shè)計(jì)的話，我覺得最好要有個(gè)降落傘，而且是一級盡量要有，因?yàn)榘l(fā)射的那個(gè)地方質(zhì)量較重，下落的話，那個(gè)地方會(huì)先撞擊地面，可能損壞螺旋噴口。而二級的話，由于再次爬升，高度更高，再做自由落體運(yùn)動(dòng)的話，也可能會(huì)摔變形，噴嘴是塑膠的，可能會(huì)損壞、破裂

此設(shè)計(jì)我曾用手模擬一級火箭來試驗(yàn)過，可行。過幾天我會(huì)做這個(gè)看看二級分離的效果。

2013年1月19日17時(shí)
我又重復(fù)玩了幾下

我把發(fā)射器放在發(fā)射臺上，這次是不用用手拿了，直接可以立在地面上，然后打氣，打完氣后用火鉗夾住外壁往下拉。
我發(fā)現(xiàn)，每次噴射升空的時(shí)候，火箭在開始噴射的一瞬間，火箭的底部總是往外掉，但頭部卻不變，然后箭身就往房子那邊斜著沖上去了可能真得需要在發(fā)射臺上加裝三根長棍，用作導(dǎo)軌，讓火箭垂直起飛~~~~。

另外，我找了下，自行車剎車閥家里沒有呢，明天去沙埠看看有沒有單車配件賣，如果用繩子拉的話，雖然氣壓很高的時(shí)候拉下外壁很輕松，但摩擦很大。
還要考慮下怎么聯(lián)動(dòng)旁邊三個(gè)助推器一起噴射。旁邊三個(gè)助推器我決定用2L的可樂瓶，中間的一級我用1.25升的可樂瓶，這樣就助推的力量大于中間的，然后我就可以通過氣壓的大小讓助推火箭在任務(wù)未完成時(shí)不會(huì)掉出來了

我打算是這樣設(shè)計(jì)的：

ID:78077 · 發(fā)表于 2015-5-7 08:42

樓主真是人才，見識了

ID:76840 · 發(fā)表于 2015-7-16 10:24

這樣也行？

ID:44267 · 發(fā)表于 2015-11-16 11:31

diy的精神讓人欽佩

ID:97292 · 發(fā)表于 2015-12-2 08:27

原來是我同學(xué)啊

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親自制作并放飛我們的水火箭——圓夢一號