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

Rakete na vodni pogon



    Najbolj običajne rakete so na kemični pogon, kjer gorivo izgoreva in potiska raketo. Najbolj enostavne pa so rakete pri katerih imamo samo posodo v kateri je delovna snov visokim tlakom. Ko odpremo posodo začne snov izhajati iz posode, ter raketo potiska v nasprotno smer. Tak primer je balonček napolnjen z zrakom, ki ga spustimo. Tu sem opisal izdelavo rakete pri kateri zrak pod visokim pritiskom potisne vodo iz rakete.


                                                                                         Raketa
 
    Samo raketo ni problem narediti, težje pa je izdelati izstrelilno ploščad zanjo. Za osnovo rakete vzemite 1,5 l plastično steklenico(plastenko). Plastenka mora biti od gazirane pijače, saj so te steklenice močnejše. Steklenica od naprimer ledenega čaja lahko eksplodira. Na dno steklenice prilepite stožec iz kartona, ki bo služil kot konica rakete. Na stran steklenice pa prilepite krilca. Prilepljena morajo biti čimbolj proti ustju steklenice, saj bo tako raketa stabilnejša. Več o krilcih rakete najdete pod Ogrodje rakete. Tako, rakete je narejena! Ostane pa se najtežji del, izstrelilna ploščad.

Izstrelilna ploščad

   

Bistvo izstrelilne ploščadi je, da drži ustje rakete zamašeno dokler ne pride do iztrelitve, hkrati pa omogoča polnjenje rakete. Najprej vzemite gumijasti zamašek(plutovinast ni dober), ki dobro zamaši steklenico. Namesto zamaška lahko uporabite tudi črno gumico z luknjo za vijak, ki jo namestimo za vrata, da ne butajo ob steno. Sicer je treba to gumico malo zbrusiti, da bo šla v ustje steklenice. Skozi zamašek zvrtajte luknjo in vtaknite vanjo ventil od avtomobilske gume. Zdaj je potrebno narediti samo še ogrodje, ki bo držalo zamašek pritisnjen na ustje rakete, dokler le ta ne bo izstreljena. Vzemite kovinsko ploščico in vanjo zvrtajte tri luknje. Srednja luknja naj bo tako velika kakor je ventil, stranski dve pa bosta za dva dolga vijaka. Potrebujete leseno ploščo, v katero od spodaj privijte dva dolga vijaka. Na ta dva vijaka namestite matici in prej opisano ploščico, ter na vrh še dve matici. Tako imamo nastavek, na katerem je čep z ventilom, ki ima del za polnjenje obrnjen navzdol, nastavek pa se lahko z vrtenjem matic pomika gor ali dol. Zaj potrebujete še del, ki bo držal plastenko na zamašku. Najbolje je da naredite vilice iz debele železne žice v oliki črke U. Dva ravna dela naj bodo toliko odmaknjena med seboj kolikor je premer ustja steklenice, kjer je značilen obroček na steklenici. Iz pločevine naredite dva kosa v obliki črke L. Spodnjo stran privijte v leseno desko poleg prej narejenega nastavka z ventilom. Na obeh kosih pločevine zvrtajte dve luknji, tako da bodo vilice šle skozi vse štiri luknje. Luknje naj bodo na taki višini, da se bodo vilice lepo prilegale obročku na steklenici in bodo tiščale steklenico ob čep.


           


Izstrelitev

    Ko imate narejeno raketo in izstrelilno ploščad pojdite na velik travnik, s seboj pa vzemite še zračno tlačilko in vodo. V plastenko nalijte nekaj vode. Od količine vode je odvisno kako visoko bo poletela raketa. Najbolj ugodno je če napolnite 40% steklenice z vodo (To pomeni, če imate 1,5 l steklenico vanjo nalijte 600 ml vode). Več o tem si preberite v dodatku na konci te strani. S čepom, ki ima ventil zamašite plastenko in jo obrnite narobe. Ventil vtaknite v luknjo v ploščici. Vilice vtaknite v luknji v pločevini, porinite nad obročkom plastenke in vtaknite v luknji na nasprotni pločevini. Od spodaj priključite na ventil zračno tlačilko in natlačite zrak v steklenico. Če zamašek pušča, z maticama porinite ploščico z ventilom bolj gor, tako da bolj tešči ob plastenko. S tlakom ne pretiravajte, saj lahko steklenica poči, kar je zelo nevarno. Primeren tlak je od 5 do 10 barov. Steklenice od Radenske počijo pri približno 20 barov, vendar lahko katera poči tudi prej. Ko je v steklenici dovolj tlaka, samo sunkovito povlecite vilice preko vrvice, ki ste jo zavezali na vilice. Vrvico res povlecite sunkovito, ker če boste potegnili prepočasi bo raketa zvila vilice. Vrvica je bolje, da je dolga, saj lahko raketo zanese iz smeri in vas lahko zadane. Raketa narejena iz steklenice za 1,5 l lahko poleti tudi 50 m  in več visoko. Sicer pa pazite, da raketa ne pade komu na glavo!


Dodatek: Višina leta rakete v odvisnosti od količine vode

    Kot sem že prej omenil je višina leta rakete zelo odvisna od količine vode, ki jo natočimo v steklenico. Količino vode, pri kateri bo raketa poletela najvišje lahko preprosto izračunamo preko formul za adiabatno spremembo in zakonih o ohranitvi gibalne količine. Iz teh formul dobimo integral, ki ga numerično integriramo za več količin vode v raketi. Dobimo graf, ki ima maksimum. Lepo se tudi vidi, da če je v plastenki samo zrak ali samo voda raketa ne bo šla nikamor (ob predpostavki, da zrak nima mase). Položaj maksimuma (najbolj ugodne količine vode) je delno odvisen tudi od tlaka v raketi in mase prazne rakete. Spodnji graf zato velja samo za tlak 8 bar in za maso rakete 100 g (brez vode). Sicer pa se maksimum v območju 5 do 10 bar pomakne samo za nekaj odstotkov (pri tlaku 5 bar je maksimum pri 38%)
    Za tiste, ki imate program Mathematica, sem dodal še datoteko z raznimi grafi, animacijami in 3D grafom: raketa.zip



 


    Pravilnost teoretičnega modela sem potrdil s poskusom. V raketo sem vsakič dal drugačno količino vode, jo izstrelil in približno meril kako visoko je poletela. Vzel sem zelo majhen tlak - 1 bar. Razlog je ta, da je lažje meriti višino nekaj metrov kot pa nekaj deset metrov, pri manjših hitrostih pa je tudi upor zraka zanemarljiv(moji računi ne upoštevajo zračnega upora, sicer pa nameravam v prihodnosti dodati tudi zračni upor v račune)
    Krožci so moje meritve, mimo njih pa je potegnjena približna krivulja. Črtkana črta predstavlja teoretično napoved, za višino leta rakete pri danih pogojih. Pri količini vode 0 ml teoretični model napove, da raketa ne bo šla nikamor, v resnici pa ima tudi zrak svojo maso, čeprav majhno, da požene raketo 1 m v višino. Pri maksimumu raketa ni šla tako visoko, kot je napovedal model. Razlog je zračni upor in viskoznost vode. Pri 700 ml je zrak ravno potisnil vso vodo iz plastenke in če sem dal v plastenko npr.: 800 ml vode jo je še nekaj ostalo noter. Pri teoretičnem modelu postane integral kompleksen nad mejo 600 ml, iz česar lahko sklepamo, da se nekaj zelo spremeni. Ta sprememba se ujema z nesposobnostjo zraka, da potisne vso vodo iz steklenice.





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