Hur man gör en raket?

Botten är ballongraketen en form av raketsläde.) Du fäster filmkapselraketten på en leksaksbil — (I grund och botten är ballongraketen en form av raketsläde.) Du fäster filmkapselraketten på en leksaksbil eller en vattenraket på en skateboard.

Rockets illustrerar Newtons tredje rörelselag: "För varje handling finns en lika och motsatt reaktion." Den första raketen kan ha varit en ångdriven träduva som uppfanns av Archytas av Tarentum under fjärde århundradet f.Kr. Ånga gav vika för kinesernas krutrör, sedan för de flytande drivna raketer som Konstanin Tsiolkovsky förutsåg och utformade av Robert Goddard. Den här artikeln beskriver fem sätt att bygga din egen raket, från enkel till mer komplex; i slutet finns ytterligare ett avsnitt som förklarar några av de principer som styr raketkonstruktionen.

Metod 1 av 5: ballongraketen

1

Knyt ena änden av en stränglängd eller en fiskesnö till ett stöd. Möjliga stöd inkluderar en stolrygg eller dörrhandtag.
2
Trä linan genom ett sugrör. Strängen och halmen fungerar som styrsystem för att styra ballongrakets väg.
- Modellraketsatser använder ofta en liknande längd halm fäst vid raketkroppen. Detta sugrör gängas genom en metallstav på skjutplattan för att hålla raketen upprätt före lanseringen.
3

Knyt den andra änden av linjen till ett annat stöd. Var noga med att dra linan tätt innan du knyter fast den.
4

Blås upp ballongen. Nyp av ballongens ände så att luften inte kommer ut. Du kan använda fingrarna, ett gem eller klädnypa.
5

Tejpa ballongen på sugröret.
6
Släpp luften från ballongen. Din raket kommer att färdas längs riktlinjen från ena änden till den andra.
- Du kan försöka göra ballongraketen med en rund ballong istället för en lång, samt olika halmlängder för att se hur bra de styr ballongraketen. Du kan också höja vinkeln under vilken ballongraketen flyger för att se hur den påverkar avståndet raketen färdas.
- En relaterad enhet som du kan göra är en jetbåt: Skär en mjölkkartong i halva längden. Gör ett hål i bottenänden och trä slutet av en ballong genom den. Blås upp ballongen, lägg sedan båten i ett delvis fyllt badkar med vatten och släpp luften.

Metod 2 av 5: den drickande halmlanserade raketen

1

Klipp ut en rektangulär pappersremsa. Remsan ska vara ungefär tre gånger så lång som den är bred: de föreslagna dimensionerna är 11 centimeter (11,43 cm) och 4 centimeter (3,81 cm).
2
Vik remsan tätt runt en penna eller tapp. Vrid remsan nära slutet eller punkten istället för i mitten. En del av remsan ska hänga över pennan eller änden.
- Var noga med att använda en penna eller en plugg som är något tjockare än ett sugrör, men inte mycket tjockare.
3

Tejpa remsans kant för att förhindra avrullning. Tejpa längs längs hela remsans längd.
4

Vik den överhängande änden i en spets eller kon. Tejpa upp näsan så att den håller sin form.
5

Ta bort pennan eller pluggen.
6

Test för luftläckage. Blås försiktigt in i den öppna änden av pappersraketen. Lyssna efter ett skurr av luft som flyr längs sidan eller näskottet och känn längs sidosömmen och näsan för en mild luftström. Tejpa över eventuella läckor och testa igen tills du inte längre kan upptäcka något läckage.
7

Lägg svansfenor i den öppna änden av pappersraketen. Eftersom pappersraketen är smal, kanske du vill klippa fästa par av fenor som blir lättare att tejpa på raketens ände än tre eller fyra separata fenor.
8

Sätt in ett sugrör i raketens öppna ände. Se till att halmen sträcker sig tillräckligt långt ut ur raketen så att du kan ta tag i den med fingrarna.
9
Andas ut kraftigt i halmen. Din raket kommer att flyga upp i luften, drivet av din andedräkt.
- Rikta alltid sugröret och raketen uppåt, inte mot någon när du skjuter.
- Variera hur du bygger raketen för att se hur ändringarna påverkar dess flygning. Variera också hur kraftigt du andas ut i halmen för att se hur det påverkar avståndet som din raket flyger.
- En leksak som liknade pappersraketten bestod av en pinne med en plastkotte fäst i ena änden och en plastfallskärm fäst vid den andra. Fallskärmen viks över pinnen, som sedan sätts in i ett pappsrör. När den blåses in skulle plastkotten fånga luften och starta pinnen. När den nådde maximal höjd skulle pinnen falla och sätta i fallskärmen.

Metod 3 av 5: filmkanisterraketen

1
Bestäm hur lång / lång du vill göra din raket. En bra längd / höjd är 15 centimeter (15 cm), men du kan göra raketen längre eller kortare om du vill.
- En bra diameter är 4 centimeter (3,75 cm), men den faktiska diametern bestäms av diametern på raketens förbränningskammare.
2
Skaffa en filmkapsel. Kapseln fungerar som förbränningskammare för din raket. Du kan få en från en fotostudio som fortfarande använder film.
- Leta efter en filmkapsel vars lock har en proppliknande utsprång som går in i kapselns mynning istället för att hållas på plats av en läpp på utsidan av kapselns mun.
- Om du inte hittar en filmkapsel kan du använda en tom receptflaska med ett påfällbart lock. Om du inte hittar en flaska med ett snäpplock kan du kasta en korkpropp som passar tätt i flaskmunnen.
3
Montera raketen. Det enklaste sättet att göra raketkroppen är att linda en pappersremsa runt filmbehållaren som med penna eller tapp när du gör den dricksstrålanserade raketen. Eftersom kapseln kommer att starta raketen kan det hända att du vill tejpa eller limma papperet på kapseln innan du förpackar den runt behållaren.
- Se till att munnen på kapseln eller pillerflaskan pekar ut när du fäster raketramen på den. Munnen kommer att fungera som raketmunstycket.
- Istället för att vika änden av raketkroppen bort från kapseln till en näskott kan du göra en separat näskon genom att skära en pappercirkel, skära från kanten precis till mitten och fälla den klippta cirkeln till en kon. Du kan fästa konen med antingen tejp eller lim.
- Lägg till fenor. Eftersom denna raket är tjockare i diameter än den pappersraket du sänder med ett sugrör, kanske du vill skära enskilda fenor för att fästa. Du kanske också vill ha tre fenor istället för fyra.
4

Bestäm var du vill starta raketen från. En öppen utomhusplats rekommenderas, eftersom raketen kan nå en avsevärd höjd när den skjuts.
5

Fyll kapseln 0,33 full av vatten. Om din vattenkälla inte är i närheten av din lanseringsplatta, kan du behöva bära raketen upp och ner eller bära vattnet separat och fylla kapseln vid lanseringsplatsen.
6

Bryt en brusetablett i hälften och släpp halva tabletten i vattnet.
7

Täck kapseln och vrid raketen upprätt på startplattan.
8
Gå tillbaka till ett säkert avstånd. När den löses upp frigör tabletten koldioxid. Trycket kommer att byggas tills det skjuter locket från kapseln och skjuter raketen.
- Istället för att använda vatten kan du istället fylla kapseln ungefär halvfull med ättika. I stället för den brusande tabletten kan du använda 1 tesked (0,18 gram eller 5 g) bakpulver. Vinäger, en syra (ättiksyra), reagerar med natron, en bas, för att producera vatten och koldioxid. Vinäger och bakpulver är mer flyktiga än vatten och brustabletter, så du måste komma ur raketens väg mycket snabbare - och om du använder för mycket av endera kemikalien kan du brista kapseln.

Metod 4 av 5: tändsticksraketten

1

Klipp en liten triangel av aluminiumfolie. Triangeln ska vara en jämn triangel ungefär 2,50 cm vid basen och 5 centimeter (5 cm) från mitten av basen till toppen.
2

Ta en match från en tändstickbok.
3

Rikta matchen mot en rak stift. Placera tändstickan och stiftet så att tappstiftet inte berör tändstickshuvudet inte högre än den tjockaste delen av huvudet.
4

Vik folietriangeln, toppens först, runt tändstickshuvudet. Vik folien så tätt runt tändstickshuvudet som möjligt utan att störa stiftet. När du är klar ska omslaget sträcka sig cirka 0,60 cm (6,25 mm) under tändstickshuvudet.
5

Vik folien som sveper runt tapphuvudet med miniatyrerna. Detta kommer att trycka omslaget närmare tändstickshuvudet och också bättre definiera kanalen som bildas av stiftet under omslaget
6

Skjut stiftet försiktigt ut ur omslaget. Var noga med att inte riva folien när du gör detta.
7
Böj ett gem i en lanseringsplatta.
- Böj den yttre böjningen i 60 graders vinkel. Detta kommer att utgöra basen för lanseringsplattan.
- Böj den inre böjningen uppåt och sedan runt för att bilda en öppen triangel. Det är här du vilar det folieförpackade tändstickshuvudet.
8
Placera din lanseringsplatta vid lanseringsplatsen. Återigen rekommenderas en öppen utomhusplats, eftersom tändsticksraketten kan färdas ett betydande avstånd. Undvik platser som är extremt torra, eftersom tändsticksraketten kan starta en brand.
- Se till att det omgivande området är fritt innan du sänder raketen.
9

Placera tändsticksraketten i startlocket, tippa upp. Raketet ska vila åtminstone i 60 graders vinkel. Om den vilar något lägre kan du behöva böja gemen tills den gör det.
10
Starta raketen. Tänd en tändstickor och lägg flamman direkt under det inslagna tändstickan. När fosforet i det lindade tändstickshuvudet tänds ska tändsticksraketten lyftas av.
- Ha en vattenkärl till hands för att dunka förbrukade tändsticksraketer i för att säkerställa att de är helt släckta.
- Om en tändsticksraket skulle landa på dig, sluta röra dig, släpp ner till marken och rulla tills någon eld är släckt.

Metod 5 av 5: vattenraketen

1
Förbered en tom 2-liters sodaflaska för att fungera som raketkammaren. Eftersom flaskor används för att göra denna raket kallas det ibland en flaskraket. Det bör inte förväxlas med smällaren som kallas en flaskraket, som heter så eftersom den ofta skjuts inifrån en flaska. Den formen av flaskraket är olaglig att starta i många områden; vattenraketen är laglig i de flesta områden.
- Ta bort flaskans etikett genom att skära där den inte är limmad på flaskan. Var noga med att inte skrapa eller sticka flaskans yta när du gör detta, eftersom repor eller snitt försvagar den.
- Förstärka flaskan genom att linda den med bandtejp. Nya flaskor tål tryck på upp till 45 kg per kvadrattum (689,48 kilopascal), men upprepad lansering minskar trycket på flaskan utan att bryta. Du kan linda flera bandband runt mitten av flaskan eller linda flaskan runt dess mitt och halvvägs därifrån till vardera änden. Varje band ska gå runt flaskan två gånger.
- Markera platserna där du vill fästa fenorna på kroppen med en märkpenna. Om du planerar att ha fyra fenor, rita linjer 90 grader från varandra. Om du planerar att ha tre fenor, rita linjer 120 grader från varandra. Du kanske vill lägga en pappersremsa runt flaskan och göra dina markeringar på den först och sedan överföra markeringarna till flaskan.
2
Konstruera fenorna. Eftersom raketkroppen av plast är relativt hållbar, även om du har varit tvungen att förstärka den, behöver du fenor minst lika hållbara. Styv kartong kan fungera ett tag, men ett bättre material är plast av det slag som används i fickmappar eller tre-ringspärmar.
- Först måste du designa dina fenor och skapa en pappersmall för att fungera som en skärguide. Oavsett hur du designar dina fenor, bör de utformas så att den faktiska fenen vikas över (fördubblas) för extra styrka och når åtminstone den punkt där flaskan smalnar.
- Klipp ut mallen och använd den som en guide för att skära i finmaterialet.
- Vik fenorna i form och fäst dem på raketkroppen med bandband.
- Beroende på designen på din bärraket kanske du inte vill att fenorna sträcker sig under flaskans mynning / raketmunstycket.
3
Skapa sektionen för näskott och nyttolast. Du behöver en andra 2-liters flaska för detta.
- Skär botten ur flaskan.
- Placera en nyttolast i den övre delen av den kapade flaskan. Det här kan vara en bit modelleringslera eller en bit gummiband. Placera den nedskurna flaskans nedre del inuti den övre delen, med botten mot mynningen på den övre delen. Tejpa den på plats och tejpa sedan den modifierade flaskan på botten av flaskan som fungerar som tryckkammare.
- Din näskonus kan vara allt från ett 2-liters flasklock till en längd av PVC-rör till en plastkotte. När du väl har bestämt dig för noskonan och monterar den, ska den fästas permanent på den övre delen av den avskurna flaskan.
4
Test-balansera den monterade raketen. Balansera raketen på pekfingret. Den ska balansera någonstans ovanför toppen av tryckkammaren (botten på den första flaskan). Om det inte gör det, ta bort nyttolastdelen och justera vikten.
- När du har hittat masscentrum, väger du raketen. Den ska väga från 7 till 8,5 gram (200 till 240 g).
5
Gör launcher / propp. Det finns flera enheter du kan göra för att starta din vattenraket. Det enklaste är en ventil och propp som passar i mynningen på tryckkammarflaskan.
- Hitta en kork som sitter tätt i flaskans mynning. Du kan behöva raka kanten något.
- Skaffa ett ventilsystem av det slag som används i ett bildäck eller cykelrör. Mät dess diameter.
- Borra ett hål i mitten av korken med lite samma diameter som ventilen.
- Rengör ventilspindeln och lägg en tejp över dess gängade del och öppning.
- Trä ventilen genom korkens hål och försegla den sedan med silikon eller uretan. Låt tätningsmedlet torka helt innan du tar bort tejpen.
- Testa ventilen så att luft passerar fritt genom den.
- Testa proppen genom att lägga en liten mängd vatten i rakettryckkammaren, sätt sedan proppen på plats och ställ raketen upprätt. Om du hittar några läckage, täta igen ventilen och testa igen. När du har bestämt att det inte finns några läckor, testa igen för att hitta det tryck vid vilket luft tvingar proppen ur flaskan.
- För instruktioner om hur du bygger ett mer sofistikerat lanseringssystem, se http://sciencetoymaker.org/waterRocket/buildWaterRocketLauncher.htm.
6
Välj en lanseringsplats för din raket. Som med filmkapseln och tändstickraketer rekommenderas starkt en öppen utomhusplats. Eftersom vattenraketen är större än de andra raketerna behöver du ett större öppet område än när du skjuter ut någon av de andra raketerna, och den måste också vara plattare och jämnare än för de andra raketerna.
- En upphöjd yta som ett picknickbord är en bra idé när små barn är närvarande.
7
Starta din raket.
- Fyll tryckkammaren 0,33 till 0,5-full vatten. (Du kanske vill lägga till lite livsmedelsfärgning i vattnet för att producera ett mer färgstarkt "avgas" när raketen startar.) Det är också möjligt att starta raketen utan att lägga vatten i tryckkammaren, även om måltrycket kan vara annorlunda. än det när kammaren har vatten i sig.
- Sätt in raketen / stopparen i tryckkammarens mynning.
- Anslut slangen på en cykelpump till startventilen.
- Stå raketen upprätt.
- Pumpa luft tills du når det tryck där pluggen ska tvingas ut. Det kan finnas en liten fördröjning innan kontakten tvingas ut och raketen startar.

Raketdelar och hur de fungerar

1. Använd drivmedlet för att lyfta raketen in i och flytta den genom luften. En raket flyger genom att rikta en avgasström nedåt genom en eller flera munstycken för att skjuta den uppåt (lyfta) och flytta den framåt (tryck) genom luften. Raketmotorer fungerar genom att blanda det faktiska bränslet med en syrekälla (en oxidator), vilket gör att de kan arbeta i rymden såväl som i jordens atmosfär.

De tidigaste raketerna var fastbränsleraketer. Denna typ av raketer inkluderar smällare, kinesiska krigsraketer och de två tunna boosterraketerna som används av rymdfärjan. De flesta sådana raketer har ett hål i mitten för att bränslet och oxidationsmedlet ska mötas och förbrännas. Raketmotorerna som används i modellraketer använder drivmedel med fast bränsle, tillsammans med en rad laddningar för att sätta ut raketens fallskärm när bränslet används.
Flytande bränsleraketer har separata trycktankar av flytande bränsle såsom bensin eller hydrazin och flytande syre. Dessa vätskor pumpas in i en förbränningskammare vid raketens botten; avgaserna ventileras ut genom ett konformat munstycke. De viktigaste drivkrafterna på rymdfärjan var raketer med flytande bränsle som stöddes av den externa bränsletanken som bar under skytteln vid lanseringen. Saturn V-raketerna på Apollo-uppdraget var också raketer med flytande bränsle.
Många raketdrivna båtar använder också mindre raketer på sina sidor för att hjälpa till att styra farkosten i rymden. Dessa kallas manöverpropeller. Servicemodulen kopplad till Apollo-kommandomodulen hade sådana drivkrafter; de ryggsäckar med bemannad manöverenhet som används av rymdfärjeastronauter använde också sådana thrusterar.

Den formen av flaskraket är olaglig att starta i många områden; vattenraketen är laglig i de flesta områden.

2. Skär luftmotstånd med noskonen. Luft har massa och ju tätare den är (särskilt nära jordens yta), desto mer håller den tillbaka objekt som försöker röra sig genom den. Raketer måste strömlinjeformas (givet långsträckta, elliptiska former) för att minimera mängden friktion de stöter på när de reser genom luften, och av denna anledning har de vanligtvis en spetsig näskonus.

Raketer som bär nyttolaster (astronauter, satelliter eller explosiva stridsspetsar) bär vanligtvis dessa laster i eller nära näsekonerna på sina raketer. Apollo-kommandomodulen var till exempel konformad.
Näskotten bär också alla styrsystem som en raket kan ha för att hjälpa raketen dit den går utan att låta den tumla. Vägledningssystem kan inkludera datorer ombord, sensorer, radar och radio för att tillhandahålla information och kontrollera raketens flygväg. (Goddards raketer använde ett gyroskopkontrollsystem.).

3. Balansera raketen runt dess masscentrum. Den totala vikten för raketen måste balanseras runt en viss punkt i raketen för att säkerställa att den flyger sant utan att tumla. Poängen kan kallas balanspunkt, masscentrum eller tyngdpunkt.

Masscentrum för varje raket varierar. I allmänhet ligger balanspunkten någonstans ovanför toppen av bränsle- eller tryckkammaren.
Medan nyttolasten hjälper till att höja raketens masscentrum över dess tryckkammare, kommer en för tung nyttolast att göra raketen topptung, vilket gör det svårt att hålla sig upprätt innan sjösättning och styrning under avlyftning. Av denna anledning införlivades integrerade kretsar i rymdfarkoster för att minska deras vikt. (Detta ledde till användning av liknande integrerade kretsar, eller chips, i miniräknare, digitala klockor, persondatorer och mer nyligen, datortabletter och smartphones.)

Du kan också höja vinkeln under vilken ballongraketen flyger för att se hur den påverkar avståndet raketen färdas.

4. Stabilisera raketens flygning med svansfenor. Fenor hjälper till att se till att en raket flyger rakt genom att ge luftmotstånd mot riktningsförändringar. Vissa fenor är utformade för att sträcka sig under raketmunstycket för att också hålla raketen stående upprätt innan den skjuts upp.

På 1800-talet utformade engelsmannen William Hale ett annat sätt att använda svansfenor för att stabilisera en rakets flygning. Han utarbetade avgasportar bredvid vingliknande fenor som orsakade utsläppande gaser att trycka mot fenorna och rotera raketen för att förhindra att den svänger. Denna process kallas snurrstabilisering.

Tips

Om det är för svårt att skjuta raketerna vertikalt kan du göra några av dem till raketslädor och skjuta dem horisontellt. (I grund och botten är ballongraketen en form av raketsläde.) Du fäster filmkapselraketten på en leksaksbil eller en vattenraket på en skateboard. Du måste fortfarande hitta ett öppet område med tillräckligt med lanseringsrum.
Om du gillar att göra ovanstående raketer men letar efter en större utmaning kan du ta upp hobbyen med modellraket. Modellraketer har tillverkats kommersiellt sedan slutet av 1950-talet i monteringsbehovssatser som kan lanseras med engångsmotorer i svart pulver till höjder på 300 till 1500 meter (100 till 500 m).
Var försiktig med saxen på steg 3 om vattenraketmetoden!

Varningar

Använd alltid ögonskydd när du skjuter ut någon av de frittflygande raketerna (andra raketer än ballongraketen). För större frittflygande raketer, såsom vattenraketen, rekommenderas också skyddande huvudbonader för att skydda dig om raketen skulle slå dig.
Övervakning av vuxna rekommenderas starkt när du arbetar med någon av raketerna som drivs av något starkare än andan från den som skjuter dem.
Skjut inte någon av de frittflygande raketerna på någon.

Läs också: Hur man gör en dietkoks och mentosraket?

Saker du behöver

Skyddsglasögon (för alla frittflygande raketer)
Skyddande huvudbonader (för större frittflygande raketer)

För ballongraketen:

Lång ballong
Längden på draksträngen eller fiskelinan (10 till 15 meter / 3 till 5 m)
Sugrör
Gem eller klädnypa (eller annat sätt att tillfälligt klämma av ballongen)
Tejp
Platser att binda strängändar till

Rekommenderas också skyddande huvudbonader för att skydda dig om raketen skulle slå dig — För större frittflygande raketer, såsom vattenraketen, rekommenderas också skyddande huvudbonader för att skydda dig om raketen skulle slå dig.

För dricksrörraketen:

Sugrör
Ark av konstruktionspapper
Sax
Penna
Tejp

För filmkanisterraketen:

Ark av konstruktionspapper
35 mm filmburk (finns i fotograferingsbutik) eller pillerflaska (med snäpplock)
Sax
Tejp
Vatten
Brusetablett (som Alka-Seltzer eller Efferdent)
Vinäger (i stället för vattnet)
Bakpulver (i stället för brusetabletten)
Penna
Lim
Pappershandukar

Modellraketsatser använder ofta en liknande längd halm fäst vid raketkroppen.

För tändsticksraketten:

Tändstickor
Aluminiumfolie
Sax
Wire cutters (tillval)
Rak stift
Gem

För vattenraketen:

2-liters läskflaska (2)
Märkpenna
Fickmappar i plast eller 3-ringspärm
Spännband
Kork eller plastpropp
Ventilspindel (från bildäck eller cykelrör)
Borra med biten på ventilspindeln
Tätningsmedel
Däckpump / luftkompressor med manometer