Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

У вівторок: ракета стисненого повітря

Фотографія Габріели Хасбун

БУМАГА, ЛЕНТА, ЗМІНЕНИЙ СВІТ… ВИМКНЕННЯ!

Викиньте своїх друзів, коли ви посилаєте цю ракету на 25 кілометрів в повітря. Ви можете побудувати цю легку пускову установку і ракету зі звичайними елементами магазину в другій половині дня.

Всі деталі для цієї простої, але вражаючої повітряної ракети і пускової установки є дешевими і легко знайти. Будівництво це вітер, і модифікації нескінченні. Це законно у великому місті, багаторазовому, чистому, і може бути запущене навіть під час сильних вітрів на невеликому полі.

Повірте мені, люди цілком прийняті 200 - до 300-футових польотів, що працюють на 18-ти велосипедних насосах стисненого повітря. Незалежно від того, чи ви запускаєтеся самостійно або з цілою групою ракетників, дивіться, як збираються натовпи… 3, 2, 1 і далеко!

! УВАГА: ОПАСНИЙ ПРОЕКТ

При нормальній температурі стандартний ПВХ 40 має робочий тиск близько 150psi, але тепло, сонячне світло, розчинники, подряпини і час роблять матеріал втрачає силу, і навіть при 75psi, що використовується для цього проекту, він в кінцевому підсумку зазнає невдачі. Коли воно виходить з ладу, воно буде розбиватися на фрагменти, які можуть бути з великою силою викинуті стисненим повітрям. Для додаткової безпеки вдягайте захисні окуляри та оберніть елементи ПВХ у кілька шарів клейкої стрічки (не показано), щоб мінімізувати можливі осколки. Для моделі з бомбами, ви також можете побудувати всю систему з оцинкованої сталевої труби з великими витратами.

НАСОСУЙТЕ, НАГОРОДИЙ ТА ВІДКЛЮЧАЙТЕ!

Ілюстрація Ніка Шульца

АНАТОМІЯ ПОВІТРЯНОЇ РАКЕТИ

  1. Велосипедний насос ~ 18x
  2. Клапан шини Дозволяє герметизувати камеру ПВХ.
  3. 3/4 ″ inline електричний спринклерний клапан Випускає тиск у миттєвий вибух.
  4. Парні дроти Підключіть кнопку батареї та клапан спринклера.
  5. Кнопка Тригери спринклерного клапана для запуску.
  6. Іграшка R / C або акумулятор електроінструменту Забезпечує сік, необхідний для запуску клапана під тиском. 4.8V 600mAh

Нещодавно мій 5-річний син продемонстрував фізику повітряної ракети на гамбургерському суглобі, коли він вистрілив обгортку з солової соломи. Це в основному те, як працює ця повітряна ракета.

Пускова установка виготовлена ​​з труби ПВХ і має камеру, яка під тиском з використанням велосипедного насоса. Тиск відпускається за частку секунди через електричний спринклерний клапан, посилаючи папір і стрічку ракетою в небо.

Унікальність цієї конструкції (на відміну від ракети з твердопаливною моделлю або водяної ракети содової пляшки) полягає в тому, що сила повітря, що просуває ракету вгору, застосовується відразу. Це все ще ударяє мій розум, що тільки цей початковий вибух повітря може послати ракету так високо.

Якщо ви хочете отримати більше інформації про основну фізику повітряної ракети, це посилання NASA дає хороший простий опис: makezine.com/go/airnasa. Опис НАСА про те, як працює повітряна ракета, також включає анімацію Flash.

SET UP.

МАТЕРІАЛИ

[A] 3/4 ″ Заглушки з ПВХ (2) див. Нижче

[B] 3/4 ″ перехідники ПВХ, 3/4 ″ внутрішнє різьблення x 3/4 sli жіноче ковзання (2)

[C] 3/4 ″ ПВХ редуктори: 3/4 sli чоловіче ковзання x 1/2 thread внутрішнє різьблення та 1/2 sli жіноче ковзання x 3/4 ″ чоловіче ковзання

[D] 2. Трійник із ПВХ

[E] 2 ″ Заглушка з ПВХ

[F] 2 ″ втулки редуктора з ПВХ, чоловічий ковзан х 3/4 ″ жіночий ковзан (2)

[G] Труба ПВХ 2., Довжина 10.

[H] 3/4 ″ труби з ПВХ, 3 4 та 4 ″ довжини

[I] 1/2 ″ ПВХ труби, 16 for довжини для пускової труби

[J] 48 ″ довжина 1 х 3 соснової дошки, яка буде розрізана до різних розмірів для башти запуску

[K] 10 of довжина парного дроту Я використовував дріт динаміка.

[L] Кнопка миттєвого перемикання RadioShack частина # 275-609

[M] Повітряний клапан для шин

[N] Тефлонова стрічка

[O] Електрична стрічка

[P] Гвинти для деревини, розмір # 6 x 1 1/2 ″ або аналогічні (8)

[Q] 10 of довжина 5/16 ″ (зовнішній діаметр) x 3/16 ″ (внутрішній діаметр) гнучка вінілова трубка

[R] 1/4 ″ гвинти з шестигранною головкою, 2 (довга (2), гайки (2) і шайби (4)

[S] Цемент і грунтовка ПВХ

[T] 24 24 x 24 of шматок фанери 1/2 ″ як основа для запуску вежі

[U] 3/4 24 Вбудований 24В електричний спринклерний клапан Дешевий, добре, просто переконайтеся, що ви отримали вбудований.

[V] Затискачі шлангів: розмір # 4, 7/16 1 –1 1/16 2 (2) і розмір # 72, 31/2 ″ - 5 ″ (2)

[W] 1/2 ″ внутрішній різьбовий x 1/8 redu втулка з латунним різьбленням

[X] Шланг для шлангів 3/16 1/ мідний штуцер з різьбою 1/8 thread

Фотографії Ріка Шерля

[НЕ ПОКАЗАНИЙ]

Роз'єм акумулятора Роз'єми можуть бути стандартним R / C іграшкою типу, що використовується для акумуляторних батарей, або загальний тип кулі.

Електроінструмент або акумулятор R / C іграшка для запуску спринклерного клапана. Під тиском, клапан вимагає більшої сили струму: електричний інструмент або батарея R / C іграшки буде працювати, мінімум 4.8V, 600mAh.

Насос для велосипедів та манометр Використовуйте насос із вбудованим датчиком або просто використовуйте звичайний манометр тиску в шинах.

РАКЕТНІ МАТЕРІАЛИ

[AA] Паперова серветка

[BB] Клей-паличка

[CC] 2 wide -масова стрічка для маскування

[DD] 3/4 mask -закріплювальна стрічка

[EE] Шаблон друкованої ракети Завантажте його з makezine.com/15/airrocket і надрукуйте на папері розміром 8 1/2 ″ x 14 ″.

[FF] 13 ″ довжина 1/2 ″ PVC труби для ракетно-будівельного стенду

[GG] 51/2 ″ довжина брухту 2 × 6 пиломатеріалів

ІНСТРУМЕНТИ

[НЕ ПОКАЗАНИЙ]

Ножівка або ПВХ-різак Дешевий ПВХ-різак - це дуже зручний інструмент для різання шлангів, труб ПВХ і т.д.

Дрібний наждачний папір

Гумовий молоток

Нож корисний

Викрутки

Дриль і біти: 3/32 ″, 1/4 ″, 1/2 ″, 13/16

Пила для різання пиломатеріалів різного розміру

Паяльник і припій (необов'язково) t

Набір гнізд (додатково)

Ножиці

Різаки дроту

Регульований ключ

Плоскогубці канатні

Великий C-затиск

Будь ласка, запиши: Необхідно використовувати тільки ПВХ Розклад 40.

ЗРОБИ ЦЕ.

ВСТУПИТИ СВІЙСЬКУ РАКЕТНОГО РАКЕТУ ТА РАКЕТИ

СТАРТ >> Час: Післяобідній складності: Легкий

1. ВСТАНОВЛЕННЯ КАМЕРИ ДАВЛЕННЯ

1a. Використовуйте ПВХ грунтовку, потім цемент, щоб склеїти 2-х дюймові втулки редуктора ПВХ 2-х чоловічого х 3/4 sli жіночого скольжения в 2-х трійник ковзання. Далі, простайте і приклейте 3/4 sli чоловіче ковзання х 1/2 ″ внутрішнього різьбового ПВХ редуктора в 2 sli чоловічий ковзання х 3/4 sli жіночий ковзання ПВХ редуктор втулки.

1b. Нанесіть тефлонову стрічку на нитки обох латунних фітингів. Прикрутіть латунну колючу арматуру до латунної втулки редуктора 1/2 1/ x 1/8 ″. Накрутіть втулку редуктора 1/2 1/ x 1/8 ″ латунню в 3/4 sli чоловічий ковзання x 1/2. Внутрішнього різьбового ПВХ редуктора. Затягніть всі з'єднання за допомогою регульованого ключа.

1c. Щоб завершити збирання камери напору, залийте 2 кінцевий ковпачок на 10 ″ довжину труби з ПВХ 2 ″. Далі, приклейте 10 ″ шматок труби 2 ″ в інший кінець 2 as т, як показано.

2. ПІДГОТОВКА СИСТЕМИ ЗАПУСКУ

2a. Оберніть тефлонову стрічку навколо кожного з 3/4 thread чоловічих різьбових адаптерів PVC 3/4 ″. Натягніть адаптери на 3/4 valve внутрішній 24В електричний спринклерний клапан і затягніть їх плоскогубцями.

2b. Вирізати 3 ″ довжиною 3/4 and PVC і 16 of довжиною 1/2. PVC. Закріпіть 3-дюймову частину в "В" стороні спринклерного клапана. Приклейте 3/4 "чоловічий редуктор ковзання х 1/2" і "16" довжину 1/2 "ПВХ в" Out "сторону клапана.

2c. Приклейте 2-х дюймові втулки редуктора ПВХ для чоловіків з накладкою х 3/4 ″ у трійнику на камеру тиску.

2d. Закріпіть готову пускову установку в камері тиску. Система повітряного запуску завершена.

! ПОПЕРЕДЖЕННЯ: Обмотайте камеру тиску кількома шарами клейкої стрічки (не показана), щоб запобігти травмі, якщо камера зруйнується під тиском.

3. ВСТАНОВИТИ БУДІВЕЛЬНИЙ КУЛЬКУ І ВСТАНОВИТИ СИСТЕМУ ЗАХИСТУ

3a. Вирізати деревини 3/4 3 x 3 ″ на наступні довжини: 15 1 (1), 3 1/2 ″ (2) і 12 ″ (2).

3b. Зафіксуйте довжину 3 1/2 ″ до 15 ″ довжини, як показано. Попередньо просвердліть 2 отвори бітом 3/32 screw, а потім загвинтіть 1 1/2 ″ гвинти за допомогою свердла / водія. Трохи деревного клею було б також добре, якщо це можливо. Повторіть з іншими 3 1/2 ″ довжиною на іншій стороні.

3с. Позначте 3 1/2 1 частини 1, знизу, позначте 12 ″ частину 2, зверху, встановіть їх у лінію, і змастіть їх за допомогою C-затиску. Просвердліть отвір 1/4 дюйма через обидва шматки, потім просуньте болт з шестигранною головкою на 1/4 was, з шайбами ​​з обох сторін і гайкою з крила на зовнішній стороні. Повторіть на іншій стороні.

3d. 24 ″ x 24 ″ шматок фанери забезпечить міцну основу для запуску вежі. Виміряйте і позначте лінію вниз по центру фанери, 12 from в будь-яку сторону. На центральній лінії, виміряйте і позначте 4 1/2 ″ в обох кінцях. Помістіть ноги стартової вежі своїми краями з внутрішньої сторони міток, а потім простежте лінію навколо кожної ноги. Просвердлюйте два отвори розміром 3/32 tr в кожній зоні.

3е. Переверніть все це догори дном, вирівняйте башту запуску на мітках, а потім закінчіть свердління пілотних отворів в ноги башти запуску, через існуючі отвори в фанері. Вкрутіть на місце.

3f. Після того, як ваша база закріплена, прикріпіть камеру / систему запуску до горизонтальної дошки за допомогою 2 великих хомутів. Ваша башта запуску завершена.

4. ЗРОБИТИ ТА ВИКЛЮЧАТИ КНОПКУ ЗАПУСКУ

4a. Просвердліть отвір 1/4 ″ в середині однієї 3/4 sli ковпачка ковзання з ПВХ і просвердліть отвір 1/2 of в середині іншого для розміщення кнопки.

4b. Проведіть парний дріт через кінцевий ковпачок з меншим отвором, ззовні, і прив'яжіть вузол близько 8 ″ від кінця, щоб вузол знаходився всередині ковпака. Тепер натягніть кінець дроту в наступному порядку - через 4 ″ шматок 3/4 ″ PVC, через гайку і шайбу для кнопки, потім через отвір 1/2 ″ в іншій кришці 3/4 ″ , зсередини.

4c. Припоїть кінці дроту до провідників внизу кнопки. Наведіть шайбу і гайку на кнопку, всередині ковпачка ПВХ, і затягніть гайку за допомогою пари плоскогубців. Це може бути трохи складніше.

4d. Натисніть все разом, щоб завершити складання кнопки. Не приклеюйте його, якщо вам потрібно пізніше ремонтувати кнопку.

4е. Підключіть проводку. Припаюйте з'єднання, коли це можливо, і ізолюйте їх електричною стрічкою.

1. Використовуйте з'єднувачі кулі або щось подібне для підключення батареї, що приводить до кнопки і електричного клапана.

2. Підключіть 1 провід від кнопки до 1-го проводу на спринклерному клапані. Твіст, потім припой і / або стрічку.

3. Підключіть інший провід від кнопки до одного з з'єднувачів кулі на виводах акумулятора (червоний або чорний, це не має значення).

4. Підключіть роз'єм акумулятора, що залишився, до залишку спринклерного клапана.

4f. Закріпіть дріт для кнопки до вертикальної опори башти запуску. Перевірте кнопку запуску. Коли ви натискаєте кнопку, ви повинні почути, як клапан спринклерної установки відкривається і закривається. Ви будете робити більше тестування пізніше, коли система знаходиться під тиском.

5. ЗРОБЛЯЙТЕ АВТОМОБІЛЬНИЙ ШЛЯХ І ТЕСТУЙТЕ СИСТЕМУ ЗАПУСКУ

5a. Тепер ми збираємося збирати та підключати повітряний шланг до пускової установки. По-перше, зняти гуму з клапана шини. Для очищення клапана можна використовувати дрібний наждачний папір, щоб він був блискучим.

5b. Просуньте кришку шланга через шланг і вставте клапан шини в шланг. Натисніть її так далеко, як тільки зможете. Затягніть затискач шланга над трубкою та клапаном за допомогою гнізда або викрутки. Ця зв'язок була ахілесовою п'ятою в моїй прототипі пускової установки. Звичайно, це було цікаво, що шланг вибухнув на 75psi, шипіть дико, як змія, але, заради надійності, я зміцнив її, використовуючи міні хомути для шлангів.

Вставте другий міні шланговий затискач на інший кінець шланга і натисніть на шланг 3/16 ″ шланга. Затягніть затиск над шлангом і колючкою. Якщо ви виявите, що затискач занадто великий, і ви не можете його затягнути, обмотайте каучук гумою з внутрішньої трубки велосипеда, а потім затягніть затиск.

5с. Прикріпіть велосипедний насос до клапана шини і притисніть систему до 75 пс. Слідкуйте за датчиком і слухайте будь-яке шипіння. Тиск має залишатися на рівні 75psi. Якщо ви виявили витоки, виправте їх і повторіть спробу.

Відпустіть тиск, натиснувши кнопку запуску (з підключеним акумулятором). Будьте обережні, коли ви це робите - носити захист для очей і стояти подалі від камери тиску.

Якщо тиск не відпускається при натисканні на кнопку, затягніть соленоїд (чорна річ із вимикаючими проводами) на спринклерному клапані. Вам також може знадобитися більша батарея (одна з більшим числом підсилювачів) для запуску соленоїда під тиском.

Якщо у вас все ще є проблеми з електричною системою, більшість клапанів мають ручний тригер, який можна відкинути, щоб вивільнити тиск. Якщо ви наближаєтеся до клапана, вам також може знадобитися захист слуху. Будьте дуже обережні, щоб ваша голова була далеко від трубки запуску.

6. ВСТАНОВИТИ СТАНУ РОКЕТНОГО МОНТАЖУ

Позначте центр 5 1/2 of брухту 2 x 6 пиломатеріалів. Просвердліть отвір 13/16 ″ 1 ″ глибоко в центрі. Саме тут буровий прес дуже зручний. Потім скрутіть 13 ″ довжину 1/2 ″ PVC труби в отвір. Додайте клейку стрічку до основи труби, якщо це необхідно, щоб отримати щільне прилягання.

7. ВСТАНОВИТИ РОКЕТИ

7a. Завантажте шаблон ракети з makezine.com/15/airrocket і роздрукуйте його на папері 81/2 ″ x 14 ″. Виріжте всі фігури на суцільних лініях, як показано.

7b. Оберніть трубу корпусу навколо монтажної стійки і закріпіть її на 5 місць за допомогою липкої стрічки 3/4 ″. Чим гладше буде ваша стрічка, тим більш аеродинамічною буде ваша ракета. Тепер обмотайте трубочку для тіла 2-ма клейкою стрічкою, працюючи униз. Вставте трубку труби до верхньої частини стійки ПВХ. Закріпіть напірний ковпачок на верхній частині труби тіла, перетинаючи стрічку 3/4 ″ над верхньою частиною, і згладьте її.

ПРИМІТКА. Переконайтеся в тому, що стрічка перекривається, завдяки чому вона скрізь має два шари. Якщо ви пропустите місце, ви будете драматично вибухнути!

7c. Накрутіть носовий конус навколо, щоб перекрити пунктирну секцію, і закріпіть її на місці. Напружте конус носа щільно серветкою. Повна серветка повинна вміщуватися. Використовуйте олівець, щоб упакувати його щільно.

7d. Покладіть носовий конус на верх трубки труби, стрічку навколо виступів, а потім накрийте носовий конус у стрічці.

7e. Обмотайте направляючу плавника навколо труби ПВХ біля основи труби труби і помітьте на 3s для моделі з 3-фін або 4s для 4 ребер.

7f. Складіть ребра на пунктирних лініях, потім складіть їх разом і обріжте вершини і днища під кутом.

7g. Приклеюють плавники разом з клеєм і притискають їх, щоб приклеїти їх. Переконайтеся, що ви не приклеюєте вкладки, які будуть використовуватися для прикріплення плавників до ракети.

7h. Вирівняйте плавники з позначками на нижній частині труби труби. Закріпіть всі ребра на місці.

Ваша ракета зараз завершена і готова до запуску. Велика річ у цих ракетах полягає в тому, що незалежно від того, як вони побудовані, вони будуть літати! Деякі, звичайно, будуть літати краще, ніж інші, але всі вони долетітимуть до певної міри.

ЗАВЕРШЕННЯ | ЗАРАЗ ВИКОРИСТОВУЙТЕ ІТ

ВИКОРИСТАЙ ЦЕ.

РАКЕТНА БЕЗПЕКА, ВИБІР САЙТУ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА КОНКУРСИ

БЕЗПЕКА

Як і у випадку з будь-яким пристроєм, що працює на повітрі, вам слід дотримуватися обережності. Найбільша небезпека - це тілесні ушкодження. Потрібні захисні окуляри для Вас і будь-яких глядачів.

ВИБІР САЙТУ

Оскільки ці повітряні ракети не мають системи відновлення, ви можете запустити їх у досить невеликій області навіть з вітром.Вони підуть дуже високо, але потім повернуться назад.

Невелике поле було б ідеальним місцем запуску. Ракети легкі і м'які, тому, хоча вони не ідеально підходять для посадки на автомобілі, ймовірність пошкодження невелика.

ЕКСПЛУАТАЦІЯ

Встановіть пускову установку на землю і викладіть повітряний шланг і пускову кнопку від пускової установки.

Посуньте ракету вниз по трубі запуску, доки вона не зупиниться під тиском. Це щільне прилягання, і вам, можливо, доведеться згладити внутрішню частину ракети пальцями. Ви також можете скосувати верхню частину пускової труби ПВХ за допомогою файлу, щоб полегшити його.

Підключіть повітряний насос до шланга та накачайте до 75psi. Якщо ви переходите вище 75psi, ви можете задушити сторону вашої ракети.

Підрахуйте, а потім запустіть! З гарним запуском, ракета піде майже з поля зору, а потім вільно падає на землю.

Ракета буде зім'ята, як вона потрапляє на землю, але може бути просто затиснута назад у форму і запущена знову і знову.

Якщо з якоїсь причини він не запускається, дотримуйтесь інструкцій з перевірки тиску на кроці 5c.

ОБЕРЕЖНО: При розміщенні ракети на пусковій установці, переконайтеся, що ваша голова ніколи не знаходиться над трубою запуску. Використовуйте захисні окуляри. Переконайтеся, що перед запуском всі зони знаходяться на місцях, і відлік часу відбувається, коли всі знаходяться на безпечній відстані.

КОНКУРСИ

Нахиліть стартову башту, а потім розмістіть кошик для сміття і подивіться, хто може отримати найближчий.

»Створіть простий клінометр (wikihow.com/Make-a-Clinometer) і проведіть конкурси, щоб побачити, чия ракета може отримати найвищу.

ІНШІ РЕСУРСИ

Якщо цей проект MAKE дійсно захопить вас, ось чудова стаття про повітряні ракети і деякі більш складні установки, двома професорами Університету Південного Іллінойсу: makezine.com/go/airrocket.


Rick Schertle ([захищена електронною поштою]) є майстром у викладанні середньої школи в Сан-Хосе і початківцям вдома. Його різноманітні інтереси включають в себе курячі двори, пригодницькі подорожі, автомобілі на вегетаріанській нафті, а також геокешінг - все це веселіше з ентузіазмом підтримку його дружини і божевільних витівків його молодого сина і дочки.


Посилання:

  • mailto: [захищена електронною поштою]
  • https://makezine.com/go/airnasa
  • http://www.makezine.com/15/airrocket
  • https://makezine.com/go/airrocket
  • http://www.wikihow.com/Make-a-Clinometer

З MAKE 15 - Сторінка 103. Щоб отримати MAKE, підписатися або придбати окремі томи.

Поділитися

Залишити Коментар