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

2012年12月30日
我在做這個火箭，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。然后中間鉆一個孔，把自行車的氣門芯放進去。
但是我們試驗了好幾次，總是飛不高，還左右亂飛，弄得笑話多了。仔細查看發(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。
我們騎著電動車，到處逛欽州的沙埠，每次見到一個藥店，都進去問一下有沒有橡膠塞。不過每個藥店都說沒有賣。

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�，果然還是好心人多，急診室值班的醫(yī)生從廢舊吊瓶里挖了一個蓋子給我們。那時我很擔(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，發(fā)現(xiàn)我做錯了！
自行車的氣門芯不是像我那樣用的，是要把整個控制氣門的東西裝上去，并不是僅僅一個芯。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，王老師提醒道：“那時我們做去參加比賽的時候，研究過，瓶的最大承受氣壓大約在七八個大氣壓左右”
于是我們心里便有底了，這不能用電動打氣機來打，很容易爆，爆就會弄得毀容都有……
我們決定用手打，以打的次數(shù)為準(zhǔn)，開始我覺得用個氣壓計測好點，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。
因為，今天是我的火箭起飛之日，也是新的一年的第一天，而且我要好好裝飾這個火箭一番。
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，在打氣時用鐵鉗夾住瓶口，施給它向下和左右夾起來的這兩個力，從而保證了動力艙在不斷增壓的時候，不會出乎意料地起飛（當(dāng)然也有失敗的時候，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的水的可樂瓶打進氣的時候，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，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，空氣把水瞬間強有力地壓出去。水出去的時候，產(chǎn)生反作用力，推動火箭向上發(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)射架的時候，由于發(fā)射架結(jié)構(gòu)原因，會流失幾十毫升的水，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，新的一年圖個好的展望。
我們錄制了一個短片。參與的有七八個人呢哈哈，其中還有慢鏡頭，由于是普通卡片相機，只有30幀/s，所以慢鏡頭有點不順暢，另外，火箭起飛時，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，經(jīng)常用的背景音樂。讓人心情很爽快，氣勢也很大。

水強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：（動作反了）

2012，再見！2013，發(fā)射！

水這個加得有點少。。。

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，不必用之前那個土辦法——用火鉗去夾、壓了�，F(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，所以噴射時爆發(fā)力不夠大，但也足以讓火箭升到一樣的六七層樓高度。還有一個就是，使用這個噴頭，打氣時存在一個最低氣壓，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。

我的二級水火箭和降落傘設(shè)計思路大概有了，另外我還想捆綁四個火箭一起噴射，因為有了這個噴頭，寒假我還得改裝下發(fā)射臺，希望利用自行車的剎車閥，在遠處發(fā)射火箭。而且打氣筒我也費了好大的勁才接好，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，不過要動手去組裝的地方還很多呢，而且都是處于試驗階段，還不知道成不成功呢，但制作的過程中樂趣是無窮大滴。。！

如果寒假試驗成功，就會出圓夢二號水火箭~~~~。

2013年1月14日
我把一個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。

其實所謂的螺旋噴頭，就是平時花園、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，二級打氣的時候，即使里面的彈簧被我拔出來了，火箭是不會分離飛出去的。因為第一級火箭的支撐，把外壁往上頂，二級火箭的水的重力往下壓。支持力和重力保持了平衡。

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

拉開時，正如圖二所示的樣子。這個裝置我還沒有實驗過。

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，都建設(shè)有一個專題網(wǎng)站了：http://www.aircommandrockets.com/
看了下網(wǎng)站的資料，忽然得到啟發(fā)，決定再次改進二級分離裝置：

這次我又拆開一個螺旋噴嘴，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，塞進旁邊的三個夾子，使它們保持張開，然后我再用力拔，整個外壁就出來了，而且毫發(fā)無損！
這個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，就有一個彈簧在發(fā)力。

二級火箭噴射瞬間的時候，裝置的狀態(tài)

一級火箭推動爬升的時候

首先，二級火箭裝水，（注意：水不能太多，也不能太少，太多就會太重，導(dǎo)致無法脫離，太少會沒辦法壓住彈簧。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。二級火箭的重力會往下壓住彈簧，而下面的外壁仍然像上次那個一樣，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，因為有了彈簧在中間，他們分離相當(dāng)容易，若是打了二級，一不小心碰到，歪了可能會漏氣。

原理是：還是像上次那樣，升空時，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，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動。
在空中，二級火箭就不容易分離了，因為加速度向上，存在超重現(xiàn)象，彈簧更加被壓縮著，因為支持力此時大于重力。在地面的話，彈簧只是受重力和支持力平衡而已。

這樣設(shè)計的話，我覺得最好要有個降落傘，而且是一級盡量要有，因為發(fā)射的那個地方質(zhì)量較重，下落的話，那個地方會先撞擊地面，可能損壞螺旋噴口。而二級的話，由于再次爬升，高度更高，再做自由落體運動的話，也可能會摔變形，噴嘴是塑膠的，可能會損壞、破裂

此設(shè)計我曾用手模擬一級火箭來試驗過，可行。過幾天我會做這個看看二級分離的效果。

2013年1月19日17時
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，雖然氣壓很高的時候拉下外壁很輕松，但摩擦很大。
還要考慮下怎么聯(lián)動旁邊三個助推器一起噴射。旁邊三個助推器我決定用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)未完成時不會掉出來了

我打算是這樣設(shè)計的：

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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