Ракета в домашних условиях
Ракета изготовленная дома – это не фантастика. Все, что нужно, чтобы сделать летающую ракету – это бумага, фольга, селитра… и немного практических знаний, изложенных в этой статье.
Истоки создания ракет начинаются с «Огненной стрелы», взлетевшей на порохе во времена китайской династии Хань, с ракет Конгрива и Гейла во времена гражданской войны в США и открытия формулы К.Э. Циолковским. В те далекие времена не было мощных компьютеров и высоких технологий. Конечно в настоящее время ракета - это произведение человеческой мысли и науки, она способна развивать огромные скорости, поднимая многотонные грузы и унося их в глубины космоса. Но технология ракетостроения не покрыта мраком и не хранится под завесой тайны, она вполне доступна, так что любой человек сможет сделать простенькую ракету без особых усилий.
Конструкция ракеты
Ракета состоит из пяти основных частей:
1 обтекатель ракеты
– это часть ракеты конической формы, предназначенная для
уменьшения сопротивления воздуха при полете в атмосфере.
2 топливный бак - это часть конструкции ракеты, обеспечивающая её топливом. Для жидкотопливных ракет топливный бак делится на бак с горючим (водород, керосин и. д.) и бак с окислителем, который располагается над топливным баком (кислородом, тетраоксид азота и т. д.). Для твердотопливных ракет топливный бак соединен с камерой сгорания и в процессе горения топлива сам выполняет функцию камеры сгорания.
3 камера сгорания - служит для сгорания топлива и выброса образовавшихся газов. Так как реакция горения идет с образованием высоких температур, то газы, нагревшись, расширяются, создают высокое давление по закону идеального газа (PV=nRT, P – давление; T – температура; V, n, R – остаются постоянными), которое выталкивает газы из ракеты, толкая ее вверх.
4. сопло ракеты – служит для разгона и задания направления струи газов, выходящих из камеры сгорания. Простое сопло (труба вентури) состоит из участка постепенно суживающегося сечения для разгона газов. Из-за того, что скорость на входе пропорциональна площади сечения, то с уменьшением площади происходит увеличение скорости:
W на выходе = Wна входе * S сечения камеры сгорания / S сечения сопла; где W - скорость; S - площадь.
Однако с уменьшением сечения увеличивается давление газов в камере сгорания, поэтому сечение должно быть оптимальным, чтобы рабочее давление не разорвало камеру.
5. стабилизатор ракеты – это часть ракеты, расположенная в хвостовой части и служащая для смещения назад центра давления аэродинамических сил, действующих на ракету при полёте в атмосфере. Кроме того, стабилизаторы могут быть оснащены рулями высот для управления движения ракетой.
Как сделать ракету своими руками
Самые простые ракеты – это ракеты на твердом топливе, от этого ракета становится менее опасной, с топливом легче работать и проще его создавать. Но у таких ракет есть и минус - это необратимость процесса запуска, при котором нельзя остановить процесс горения топлива и малый импульс. Но нас этот вариант устраивает мы же не Белку и Стрелку собрались запускать в космос!
Топливо не полностью располагается в ракете, внутри топливного отсека имеется желоб. Его необходимость обусловлена тем, что в процессе горения топливо нагревается, при этом оно расширяется, создавая нагрузку на стенки ракеты. Такая нагрузка может деформировать или даже привести к трещинам корпус, что может плохо сказаться на полете. Поэтому пустое место, желоб, отводится для снижения расширения в направления стенок ракеты.
В качестве топлива может служить порох (утрамбованный виде шашки) или бумага, пропитанная селитрой, но лучше них можно посоветовать карамельное топливо – это сплав сахара или сорбита с калиевой селитрой или перхлората аммония в соотношении 2:3. Также можно приобрести дешевый с большим выбором импульса (подъемной тяги) и на его основе создать ракету для полета. В таких двигателях уже присутствует сопло, что упрощает задачу при сборке, а отработаный двигатель в последующем может быть заменен другим, делая ракету многоразовой.
Корпус и обтекатель
ракеты лучше делать из пергамента, так как он теплоустойчив по сравнению
с бумагой или из алюминиевой трубы. Сопло можно сделать для ракеты из
пергамента, сжав конец ракеты по четырем частям и провернув их так,
чтобы сузилось отверстие. Позже зафиксировать сопло ниткой. Для ракет с
металлическим корпусом нужно подбирать заглушку с отверстием посередине.
Заглушка крепится к поверхности путем спаивания холодной сваркой или
паяльной кислотой.
Можно также делать ракеты без сопла, но скорость ракеты от этого будет ниже. Стабилизатор выполняется из картона или фанеры и приклеивается к корпусу клеем.
Топливо поджигается запалом или электрозапалом.
