HOME       Eksplozivi      Dimne bombe      Zažigalne bombe      Rakete     Rakete na vodo     Vžigalne naprave      Zanimive reakcije      Kemikalije


Rakete


     Izdelava raket ni tako preprosta in včasih je treba narediti več raket, da ena uspe. Prav posebej je zahteven za izdelavo motor rakete, skupaj z gorivom. Večina stvari na tej strani je iz mojih izkušenj, ki sem jih pridobil z iztreljevanjem zelo veliko raket.

Stran je razdeljena na naslednja poglavja :
            - Ogrodje rakete (trup, krilca, konica)
            - Motor rakete
            - Raketa-bomba
            - Stabilni let rakete
            - Izstrelitev rakete
 

Ogrodje rakete

        Med ogrodje rakete spada: trup, krilca in konica rakete. Vse skupaj je bolje, da je čim lažje, saj lahko tako raketa z enako močnim motorjem nosi več koristnega tovora, vendar mora biti vse tudi dovolj močno - še posebej trup.

TRUP

  Trup je navadno narejen kar iz kartona ali debelejšega papirja, zahtevnejše rakete pa imajo trup iz steklene tkanine. Material (npr.:papir) je lahko zvit na dva načina :
        - Papir zrežite na trak, ki naj bo toliko širok, kolikor bo dolga raketa, dolg pa naj bo poljubno (Odvisno od debeline papirja in trdnosti trupa, ki ga hočete imeti.) Papir zvijajte v tulec in ga hkrati lakirajte z brezbarvnim nitro lakom. Konec morate zalepiti z kakšnim močnejšim lepilom, saj nitro lak ne bo zdržal. Stekleno tkanino pa se ponavadi lepi z epoksidnimi smolami.
        - Papir zrežite na trakove in ga križno ovijte okoli kalupa (Kalup naj bo kovinska palica ali cev, ki jo pred uporabo potresite s smukcem, da bo gladek.), kot kaže spodnja slika.
Vsak sloj papirja lakirajte z brezbarvnim nitro lakom. Slojev naj bo od 3 do 5 (Odvisno od debeline papirja in trdnosti trupa, ki ga hočete imeti.). Konce porežite in povlecite kalup ven. Trup je narejen.

KRILCA

    Za raven let rakete so zelo pomembna krilca. Narejena so lahko iz balze ali kartona. Lahko so tudi različnih oblik, kot je prikazano na spodnji sliki. Jaz uporabljam drugi tip(od leve proti desni), ker ob isti površini krilc najbolj pomakne center potiska proti zadnjemu delu rakete. Poleg tega pa je tudi vžiganje na rampi lažje, saj je motor rakete malo vzdignjen od tal.

Na raketi jih mora biti najmanj tri, največje število pa ni omejeno, vendar več kot je krilc večji je upor rakete in s tem tudi krajši let. Jaz predlagam štiri krilca, pri majhnih in lahkih raketah pa tri.
 
 

Motor rakete

DELOVANJE MOTORJA

        Motor je narejen iz zunanje lupine (ponavadi debelejšega kartona) v obliki tulca, ki mu daje trdnost, da ga ne raznese. Na enem koncu je odprtina zaprta s šobo, da zgoreli plini izhajajo iz motorja z kar največjo hitrostjo in tako omogočajo večji potisk. V notranjosti motorja je gorivo (pirotehnična zmes, smodnik,...), ki pri zgorevanju proizvaja veliko količino vročih plinov. Modelarski motorji so narejeni tako, da se po končanem gorenju goriva vžge posebna snov, ki sprošča barvan dim, da lahko raketo v zraku vidimo. Poleg tega pa zakasni vžig tretje sestavine motorja (večinoma hitrogorečega smodnika), ki eksplodira in potisne padalo iz rakete.

MODELARSKI MOTOR

    Motor za raketo lahko kupite, saj jih prodajajo za modelarje. Motorji niso tako poceni, poleg tega pa morate vedeti, kakšen motor kupiti. Za pomoč sem napisal kaj pomenijo oznake na motorjih.

1.) Totalni inpulz se meri v Ns (newton sekunda) in je označen s črkami od A do F. Je zmnožek med potisno silo (N) in časom delovanja motorja (s). Črke pomenijo naslednje vrednosti totalnega impulza:

 

Oznaka
Totalni impulz (Ns)
1/4 A
0.00 - 0.625
1/2 A
0.626 - 1.25
      A
1.26 - 2.50
      B
2.51 - 5.00
      C
5.01 - 10.00
      D
10.01 - 20.00
      E
20.01 - 40.00
      F
40.01 -80.00

    Glede na totalni impulz še določimo primerno maso rakete:
 

Totalni impulz (Ns)
Masa rakete (g)
0.0 - 0.5
60
5.1 - 10.00
120
10.01 - 40.00
240
40.01 - 80.00
500

2.) Potisna sila je napisana kot številka za totalnim impulzom. Meri se jo z N (newton).
3.) Čas gorenja traserja (s) označuje druga številka. Modelarski motorji so narejeni tako, da se po končanem gorenju goriva vžge posebna snov (traser), ki sprošča barvan dim, da lahko raketo v zraku vidimo. Poleg tega pa zakasni vžig smodnika, ki eksplodira in potisne padalo iz rakete. Čas te zakasnitve je čas gorenja traserja.
4.) Čas gorenja motorja ( Te oznake ni na motorju ! ) lahko izračunamo iz podatkov na motorju na sledeč način :


 
 

IZDELAVA MOTORJA

    Motor lahko izdelate tudi sami. Bistvo je, da naredite debelejši kartonast tulc, na eni strani zaprt s šobo. V tulec daste gorivo in motor je narejen. Z nekaj domišljije in veliko potrpljenja lahko naredite motor, ki bo raketo ponesel več 100 m visoko. Za začetek lahko naredite motor, ki sem si ga sam omislil in je enostaven za narediti.
    Tulec : Naredite ga lahko tako, da ovijete več plasti kartona v cev in zalepite konec z lepilom, ki ni preveč občutljivo na vročino. Upoštevati morate, da bo gorivo gorelo neposredno v cevi in zato mora biti plast kartona precej debela. Tulec lahko uporabite samo enkrat, nato morate narediti drugega.
     Šoba : Kupljeni motorji imajo šobo iz keramike, saj mora le ta vzdržati visok pritisk in vročino. Dobro mora biti tudi priterjena na tulec, da jo ne pritisk izvrže iz motorja. Naredite jo lahko iz gline, najenostavneje pa je lahko narejena kar kot ploščica kovine z luknjo v sredi. Luknja naj ima premer 3 do 5-krat manši, kot notranji premer tulca. Velikost luknje je odvisna od hitrosti gorenja goriva, če gorivo gori hitreje, mora biti večja, če pa gori počasneje pa manjša. Če je prevelika, vroči plini ne dobijo dovolj hitrosti ob izhodu iz šobe in raketa ne poleti. V primeru, da je šoba premajhna pa se zgodi, da v notranjosti narase pritisk do te mere, da motor raznese. Šobo, ki je narejena v obliki ploščice, je treba pritrditi, da jo pritisk ne izvrže iz motorja. V ta namen naredimo pri koncu tulca štiri luknje, skozi katere damo dve žici, ki zadržujeta ploščico, kot je prikazano na spodnji sliki. Ploščica se mora tudi tesno prilegati tulcu, saj v nasprotnem primeru plini izhajajo tudi ob straneh, kar pa ni dobro. Za vsak slučaj lahko nanesemo lepilo (odporno na vročino) na robove ploščice na zunanji strani.

 

    Gorivo : Za gorivo je najbolje uporabiti mešanico solitra in sladkorja, podobno kot za dimne bombe. Soliter in sladkor je potrebno zelo fino zmleti in dobro zmešati in posušiti na radiatorju ali na soncu. Razmerje obojega je zelo pomembno in je 60% solitra in 40% sladkorja. Malo mešanice dajte v manjšo železno cev (2r=5mm) in jo prižgite  z vžigalno vrvico. Če iz cevi meta črne saje oziroma črne koščke ali v cevi ostane črn ostanek pomeni, da je premalo solitra. Celotni mešanici dodajte nekaj mletega solitra in ponovite postopek z malo zmesi, dokler ni več črnih saj. Če pa iz cevi meta bel ostanek je premalo sladkorja, ki ga je potrebno dodati in ponoviti postopek.
    Za gorivo lahko uporabite tudi zelo počasi goreč črn smodnik. Pozor! Če uporabite navaden smodnik bo motor gotovo razneslo. Hitrost gorenja smodnika lahko zmanjšate, tako da mu dodajte več oglja kot je potrebno. Primerna sestava črnega smodnika za pogon rakete: Za manjše rakete: 72% solitra, 20% oglja in 8% žvepla; Za večje rakete: 58% solitra, 33% oglja in 9% žvepla.
    Primerna je tudi mešanica žvepla in cinka, vendar jo je težje narediti, saj je problem zmleti cink v fin prah. Podobno kot smodnik obstaja večja verjetnost, da motor raznese, saj mešanica gori zelo hitro.
    Zelo zanimive so žvižgajoče rakete za novo leto. Vsebujejo različna goriva, od katerih je najenostavnejše narejeno iz mešanice 60% kalijevega pikrata in 40% kalijevega nitrata. Obe sestavini zmlejte v fin prah in jih zmešajte. Gorivo preprosto stisnite v kartonast tulec brez šobe.
   Vstavitev goriva(soliter+sladkor) : Ko je tulec s šobo (zgornja slika) in gorivo narejeno lahko začnete s polnjenjem motorja z gorivom. Prej lahko tudi vstavite vžigalno vrvico ali iniciator v šobo, da se gorivo ne usipa skozi luknjo. Najprej vsujte noter le nekaj goriva in ga od vrha potlačite z palico. Tako nadaljujte, dokler tulec ni poln. Na vrhu ga lahko tudi zamašite z zamahom.
    Preizkus : Predlagam da svoj motor najprej preizkusite tako, da ga namestite na lažji voziček (10-krat težji od polnega motorja) in motor prižgete. Gorivo mora zgoreti v 1 do 5 sekundah odvisno od dolžine motorja, pri tem pa mora voziček sunkoma speljati z mesta in pospešiti vsaj na hitrost 10 km/h. Če gorivo gori preveč časa ga morete bolj natlačiti v motor, lahko pa je tudi vlažno in ga morete posušiti na radiatorju ali na soncu. Če je motor idealno narejen in zgori na hitro, se iz njega skoraj ne bo kadilo. Mešanica solitra in sladkorja se ob gorenju na zraku zelo kadi (dimna bomba). Če pa gori v zaprtem prostoru pod velikim pritiskom in vročino zgori skoraj brez dima, pri tem pa je izkoristek največji. Da se ohrani pritisk in vročina pa mora imeti šoba ravno pravšnjo luknjo, gorivo pa mora dovolj tesno natlačeno. Ne smete pa pretiravati z tlačenjem goriva, saj lahko prevelik pritisk raznese motor.
    Ko motor zgori počakajte, da se pohladi in ga porežite po dolžini. Notranjost tulca mora biti čista, brez značilnih ostankov pooglenelega sladkorja, ki kažejo, da je premalo solitra. Tulec pa ne sme biti tudi pretirano ožgan in stanjšan, saj to pomeni, da je gorel preveč časa (več kot 5 sekund) ali pa je bilo preveč solitra v mešanici, ki je oksidiral karton. Ko motor izpolnjuje vse zgornje zahteve ga lahko vgradite v raketo. Uspeha pri delovanju motorja ne zagotavljam in je odvisen predvsem od vaših izkušenj, kar pomeni, da morate izdelati veliko motorjev preden en uspe. Zato je potrebno pri tem veliko potrpljenja in veliko goriva :)

 
 

Raketa-bomba

    Raketa je narejena, da ponese padalo (modelarji) ali bombo (npr.: Novo leto) v višino ali v našem primeru v daljino. Tovor (bomba) je običajno v (odebeljeni) konici rakete. Bomba je lahko iz poljubnega eksploziva (razen aceton peroksid in amonijev jodid, ki sta preveč občutljiva). V primeru rakete za novo leto lahko namesto eksploziva daste mešanico kalijevega permanganata v prahu(60%), žvepla v prahu(20%) in aluminijevih opilkov(20%). Učinek te mešanice je zelo impresiven, saj gori z izjemno svetlim plamenom, aluminijevi opilki pa padajo z neba kot zvezde. Lahko naredite tudi kroglice iz naslednje mešanice: 62% solitra, 4% oglja, 4% žvepla, 26% aluminija in 4% škroba. Kroglice oblikujte tako, da dodaste malo vode.
    V primeru, da želite, da raketo raznese v zraku mora gorivo rakete vžgati eksploziv z zaostankom in ne takoj ko zgori vse gorivo. To je zato, ker ima raketa ob izgoretju vsega goriva največjo hitrost in se zato lahko dvige se višje in tam nato eksplodira. Zaostanek je odvisen od moči motorja in teže rakete in se giblje od 1s do več sekund.  Načini zakasnitve vžiga goriva v raketi:
- Na konec goriva v doma narejenem motorju, dajte počasi goreče gorivo, ki ima vlogo traserja (glej Motor rakete - modelarski motor): spodnja slika. Tako gorivo je lahko mešanica solitra in sladkorja, v kateri je preveč sladkorja, lahko pa sta soliter in sladkor samo slabo (ali sploh ne) zmleta.in zato gori počasi. Po mojih izkušnjah pa je še najbolje da uporabite na ognju staljeno mešanico solitra in sladkorja, ki jo vlijete na vrh motorja.
- Še bolje pa je če namesto počasi gorečega goriva dajte čep (zatič), ki je lahko kar košček plutovinastega zamaška ali trak kartona zvitega skupaj. V zamašek naredite luknjo in skoznjo dajte vžigalno vrvico.
- Pri kupljenem motorju je počasi goreče gorivo že vstavljeno v motor (traser) in na motorju piše koliko časa gori. Traser vžge smodnik, ki je namenjen temu, da potisne padalo iz rakete. Ta smodnik pa lahko vžge tudi eksploziv v konici rakete in to ravno ob pravem času. Edino kar je treba pri tem narediti, je da odstranimo pokrovček, ki pokriva smodnik v motorju. Eksploziv v raketi pa namestimo tako, da pride v direkten stik z smodnikom v motorju.
    Raketo lahko raznese tudi ob padcu na tla ali ko zadene nek predmet. V tem primeru mora biti gorivo rakete dobro ločeno od eksploziva, da ga ne vžge že v zraku. Za vžig eksploziva v raketi ob padcu na tla pa obstajata dve rešitvi:
- Na vrh rakete, nad eksploziv lahko daste neko zelo občutljivo snov, eksploziv, ki se vžge ob trčenju s tlemi (lahko majhno količino aceton peroksida) . Take rakete so zelo občutljive, nevarne in zelo nepredvidljive za uporabo. Lahko eksplodira pri prenosu, ob sami izstrelitvi, ali pa sploh ne eksplodira ob padcu na tla.
- Lahko pa na konico rakete daste enostavno napravico (na sliki), ki vžge eksploziv ob padcu rakete na tla. Naredite jo tako, da zvijete površino škatlice za vžigalice, kjer vžgete vžigalice, v tulec. Okrog tulca dajte se malo lepenke (kartona), da bo trdnejši. Štiri vžigalice zalepite skupaj, tako da imajo glavice skupaj in jih potisnete malo v tulec, pri tem pazite, da se ne vžgejo. V tulec morajo iti težko in ne narahlo, saj se tako ne vžgejo ob padcu rakete na tla. Namesto štirih lahko daste samo eno vžigalico, pri čemer pa mora tulec biti ožji.

 




                                Stabilni let rakete

    Za stabilni let rakete so pomembna predvsem krilca opisana v poglavju o ogrodju rakete in postavitev težišča rakete. Površina krilc mora biti približno enaka površini trupa rakete. Oblika ni tako pomembna : nekaj oblik je v poglavju ogrodje rakete.
Pomembnejše je težišče, ki mora biti pomaknjeno proti zgornjemu delu rakete. In sicer mora biti 1 (kratka, debela raketa) do 2 (vitka raketa) premera telesa rakete višje kot center potiska. Težišče rakete ugotovimo tako, da damo raketo na palčko ali oster rob in jo premikamo gor in dol dokler ne pridemo do točke, v kateri je raketa v ravnotežju. Raketa mora biti cela in mora imeti vse dele, kot da je pripravljena na izstrelitev (motor, krilca, eksploziv, konico). Center potiska pa ugotovimo tako, da izrežemo iz kosa kartona silhueto (obris) rakete in ugotovimo njeno težišče. To težišče mora biti nižje kot pravo težišče rakete. Če to ni tako naredite večja krilca ali obtežite konico rakete (več eksploziva). Za vsak slučaj lahko preverite stabilnost rakete tako, da jo obesite na nit (v težišču) tako da je postavljena vodoravno. Dajte jo pred ventilator in takoj se mora usmeriti proti ventilatorju in tam obmirovati.
Če raketo izstreljujete ob vetrovnem vremenu je bolje da jo naredite tako, da bo center potiska samo malo pod težiščem rakete in ne 1 do 2 premera.
    Rakete za Novo leto so narejene tako da imajo namesto krilc dolgo palico, ki strči izza rakete. Lahko poskusite tudi na ta način, ki ni preveč eleganten in tudi raketa je težja, ter ne leti tako visoko ali daleč. Dobro pa je, ker je izstrelitev lažja (glej naslednje poglavje).

 

Izstrelitev rakete

 

    Raketo ni mogoče izstreliti tako, da jo damo na tla in prižgemo (Izjeme so rakete s palico za Novo leto, katerih palico lahko kar postavimo v steklenico.). Običajna raketa mora imeti neko začetno hitrost, da lahko leti naravnost. Zato potrebujemo izstrelilno rampo, ki vodi raketo, dokler ne dobi primerne hitrosti. Izstrelilna rampa je lahko enostavno kar železna palica zapičena v zemljo (Za manjše rakete zadošča 3 - 5 mm debela in 1 - 1.5 m dolga palica). Na raketi je potrebno izdelati vodilo na katero bo vtaknjena palica. Vodilo lahko enostavno naredimo kar tako, da uporabimo testenine za v juho, ki so v obliki kratke cevke ali naredimo dve cevki iz kartona ali plastike. Cevki na bosta malo večji od palce, da bo le ta lahko lepo drsela skozi in dolgi nekaj milimetrov. Eno cevko zalepite na vrh rakete eno pa zraven enega krilca. Pred izstrelitvijo enostavno vtaknete raketo skozi obe cevki na palico zapičeno v zemljo. Pri tem mora raketa kar sama od sebe zdrsniti na tla brez vsakega odpora. Če temu ni tako, na palico nanesite malo pudra (borotalka oz. smukca), da postane bolj gladka.
    Rampo lahko postavite tako da bo navpično, če hočete da raketa poleti čim višje (in tam eksplodira). Če piha veter si zapomnite, da bo raketo neslo v smer iz katere piha veter in ne obratno, kot mislijo mnogi. Primerno temu tudi izberite kraj izstreljevanja rakete.
    Če hočete da raketa zadene nek cilj na zemlji pa lahko rampo postavite tudi postrani.



HOME     Eksplozivi     Dimne bombe     Zažigalne bombe     Rakete    Rakete na vodo    Vžigalne naprave    Zanimive reakcije    Kemikalije     E-mail