Raketten illustreren de derde bewegingswet van Newton: "Voor elke actiekracht zal er altijd een reactiekracht zijn die even groot is maar tegengesteld in richting." De eerste raket was misschien een op stoom gestookte houtduif, uitgevonden door Archytas van Tarentum, in de vierde eeuw voor Christus. De stoom maakte vervolgens de weg vrij voor de buskruitbuizen van de Chinezen en vervolgens voor raketten op vloeibare brandstof, ontworpen door Konstanin Tsiolkovsky en geïmplementeerd door Robert Goddard. Dit artikel beschrijft vijf manieren om je eigen raket te bouwen, van eenvoudig tot complexer; met een extra sectie aan het einde van het artikel, waarin enkele van de principes worden uitgelegd die werken bij het bouwen van raketten.
Stap
Methode 1 van 5: Ballonraket
Stap 1. Bind het ene uiteinde van het touw of de vislijn aan de steun
U kunt de rugleuning van een stoel of een deurknop als ondersteuning gebruiken.
Stap 2. Trek de lijn door het rietje
De draad en het rietje zullen dienen als een geleidingssysteem om het pad van de ballonraket te regelen.
Modelraketapparaten gebruiken meestal rietjes van vergelijkbare lengte die aan het lichaam van de raket zijn bevestigd. Deze rietjes worden door metalen palen op het lanceerplatform geregen om de raket te ondersteunen vóór de lancering
Stap 3. Bind het andere uiteinde aan een andere steun
Zorg ervoor dat de draad/string strak zit voordat u deze vastbindt.
Stap 4. Blaas de ballon op
Knijp in het uiteinde van de ballon om te voorkomen dat de lucht ontsnapt. U kunt uw vingers, paperclips of wasknijpers gebruiken.
Stap 5. Plak de ballon met tape op het rietje
Stap 6. Verwijder de lucht uit de ballon
Je raket zal langs de lijn vliegen, van het ene uiteinde naar het andere.
- Je kunt proberen ballonraketten te maken met ronde ballonnen in plaats van lange, evenals verschillende rietjes van verschillende lengtes om erachter te komen hoe effectief deze rietjes zijn om het pad van de ballonraket te leiden. Je kunt ook de vluchthoek van de ballonraket vergroten om te zien hoe deze het bereik van de raket beïnvloedt.
- Een verwant hulpmiddel dat je ook kunt maken is een jetboot: snijd een melkpak doormidden. Maak een gat in de bodem en rijg een ballon door het gat. Blaas de ballon op, plaats de boot in een badkuip gevuld met een beetje water en blaas de lucht uit de ballon.
Methode 2 van 5: Raket gelanceerd door Straw
Stap 1. Knip een vierkant papier uit
Dit stuk moet ongeveer drie keer zo breed zijn: de aanbevolen maat is 11,43 cm x 3,81 cm.
Stap 2. Wikkel dit stuk strak om een potlood of spijker
Wikkel het dicht bij de uiteinden in plaats van in het midden. Het uitgesneden deel moet over de punt van het potlood of de nagel hangen.
Zorg ervoor dat je een potlood of spijker gebruikt die iets dikker is dan het rietje, maar niet te dik
Stap 3. Lijm de snijranden van het papier om te voorkomen dat ze loskomen
Gebruik tape over de lengte, langs de strook papier.
Stap 4. Vouw de hangende uiteinden naar buiten om een punt of kegel te vormen
Gebruik tape op dit deel van de kegel om de vorm vast te houden.
Stap 5. Haal het potlood of de nagel eruit
Stap 6. Controleer op luchtlekken
Blaas zachtjes van het blootgestelde deel van de papieren raket. Luister naar het geluid van lucht die ontsnapt uit de zijkanten of uiteinden van de kegel en voel de naden aan de zijkanten en uiteinden voor luchtstroom. Gebruik tape om eventuele lekken af te dichten en probeer het opnieuw totdat u geen lekken kunt ontdekken.
Stap 7. Voeg een staartvin toe op het blootgestelde deel van de papieren raket
Omdat papieren raketten smal zijn, kun je de vinnen die je apart hebt gemaakt misschien aan de uiteinden van de raket bevestigen. Dit is gemakkelijker te doen dan drie of vier verschillende vinnen direct op het blootgestelde deel van de raket te maken.
Stap 8. Steek het rietje in het open deel van de raket
Zorg ervoor dat het rietje lang genoeg uit de raket is uitgerekt zodat je het met je vingers kunt vastpakken.
Stap 9. Adem hard uit door een rietje
De raket zal de lucht in vliegen terwijl hij wordt voortgestuwd door de kracht van je adem.
- Wijs altijd het rietje en de raket omhoog, niet naar iemand als je hem lanceert.
- Varieer de manier waarop je de raket bouwt om te zien hoe de aanpassingen de vlucht beïnvloeden. Varieer ook hoe hard je door het rietje ademt om te zien hoe dit de afstand die je raket kan vliegen beïnvloedt.
- Dit papieren raketachtige speelgoed bestaat uit een stok met aan het ene uiteinde een plastic kegel en aan het andere uiteinde een plastic parachute. De parachute wordt over een stok gevouwen, die vervolgens in een kartonnen blaaspijp wordt gestoken. Wanneer deze wordt geblazen, zal de plastic kegel de lucht opvangen en de toverstaf lanceren. Wanneer het de maximale hoogte bereikt, zal de stick vallen en de parachute activeren.
Methode 3 van 5: Raketfilmrol
Stap 1. Bepaal hoe lang/hoog de raket die je wilt bouwen
Een goede lengte/hoogte van de raket is 15 cm, maar je kunt hem langer of korter maken als je wilt.
Een goede diameter is 3,75 cm, maar de werkelijke diameter wordt bepaald door de diameter van de verbrandingskamer van de raket
Stap 2. Bereid de rol/filmrol voor
Deze roller wordt de verbrandingskamer voor je raket. Je kunt filmrolletjes krijgen bij fotostudio's die nog film gebruiken.
- Zoek naar een filmrol met een hoes die eruitziet als een stop die in de opening van de rol gaat, in plaats van aan de buitenkant vast te zitten.
- Als u geen filmrolletje kunt vinden, kunt u een lege fles voor receptgeneesmiddel gebruiken, met een klikdop. Als je het niet kunt vinden, kun je een kurken stop gebruiken die mooi in de opening van de fles past.
Stap 3. Monteer de raket
De eenvoudigste manier om een raketlichaam te maken, is door een strook papier om een filmrol te wikkelen, op dezelfde manier waarop je een potlood of een spijker zou wikkelen bij het maken van een raket die met een rietje wordt gelanceerd. Omdat de rollers de raketten lanceren, wil je misschien het papier aan de rollers bevestigen met tape of lijm - voordat je ze om de container wikkelt.
- Zorg ervoor dat de opening van de roller of pillenfles naar buiten wijst wanneer u de raketbehuizing bevestigt. De mond zal dienen als het raketmondstuk.
- In plaats van de uiteinden van het raketlichaam weg van de rollen in de kegels te vouwen, kunt u afzonderlijke kegels maken door een cirkel van papier te snijden, van de rand naar het midden, en het papier in een kegel te vouwen. Je kunt de kegels bevestigen met tape of lijm.
- Voeg vinnen toe. Aangezien de diameter van deze raket dikker is dan de papieren raket die je met een rietje lanceert, knip je elke vin een voor een door om ze te bevestigen. Zorg er ook voor dat je drie vinnen gebruikt in plaats van vier.
Stap 4. Bepaal de lanceringslocatie van de raket
De open, buitenlocatie is degene die we aanbevelen, omdat de raket een redelijk goede hoogte kan bereiken wanneer deze op deze locatie wordt gelanceerd.
Stap 5. Vul de rol met water tot 1/3 vol
Als de waterbron niet in de buurt van je lanceerplatform is, moet je misschien de raket ondersteboven dragen of het water apart dragen en de rollen op het lanceerplatform vullen.
Stap 6. Snijd de bruistablet doormidden en leg de andere helft in het water
Stap 7. Sluit de rollen en draai de raket zodat deze loodrecht op het lanceerplatform staat
Stap 8. Ga op veilige afstand weg
Als de tablet begint op te lossen, komt er koolstofdioxide vrij. De druk zal zich ophopen totdat deze breekt en het roldeksel loslaat waardoor de raket kan worden gelanceerd.
Naast water kun je de roller voor de helft vullen met azijn. In plaats van bruistabletten kunt u ook 1 theelepel (5 g) zuiveringszout gebruiken. Azijn, een zuur (azijnzuur), reageert met zuiveringszout (het basisingrediënt) om water en koolstofdioxide te produceren. Azijn en bakpoeder zijn echter vluchtiger dan water en bruistabletten, dus je zult veel sneller uit de raket moeten komen - en als je te veel van beide chemicaliën gebruikt, kunnen de rollers kapot gaan
Methode 4 van 5: Raketwedstrijden
Stap 1. Knip kleine driehoekjes uit aluminiumfolie
Deze driehoek moet gelijkbenig zijn, met een lengte van ongeveer 2,5 cm aan de basis en 5 cm van het midden van de basis tot de top van de driehoek.
Stap 2. Pak de lucifers uit het stel
Stap 3. Lijn de lucifers uit met de rechte pinnen
Plaats de lucifer en pin zo dat de punt van de kop van de pin de kop van de lucifer raakt, niet hoger dan het dikste deel van de kop.
Stap 4. Wikkel de foliedriehoek, beginnend bij het bovenste punt, rond de kop van de lucifer
Wikkel het zo strak mogelijk zonder de pinpositie te verstoren. Als u klaar bent, moet de wikkel ongeveer 6,25 mm onder de luciferkop uitsteken.
Stap 5. Vouw de foliewikkel met je duimnagels om de speldenkop
Hierdoor wordt de wikkel dichter tegen de luciferkop gedrukt en ontstaat er een beter pinkanaal onder de wikkel.
Stap 6. Haal de pin voorzichtig uit de verpakking
Zorg ervoor dat u de folie hierbij niet scheurt.
Stap 7. Buig de paperclip in een lanceerplatform
- Buig de buitenkant in een hoek van 60 graden. Dit vormt de basis van het lanceerplatform.
- Buig de binnenste groef naar boven en draai hem dan zodat hij een open driehoek vormt. Hier zet je je in folie verpakte lucifers neer.
Stap 8. Plaats uw lanceerplatform op de lanceerlocatie
Nogmaals, een open buitenlocatie wordt sterk aanbevolen, omdat luciferraketten aanzienlijke afstanden kunnen afleggen. Vermijd locaties die erg droog zijn, omdat luciferraketten brand kunnen veroorzaken.
Zorg ervoor dat het gebied om je heen veilig is voordat je de raket lanceert
Stap 9. Plaats de luciferraket op het lanceerplatform, met de kop naar boven gericht
De raket moet minimaal in een hoek van 60 graden worden geplaatst. Als deze lager is, moet u mogelijk de paperclip buigen totdat deze deze positie bereikt.
Stap 10. Lanceer de raket
Steek een lucifer aan net onder zijn ingepakte hoofd. Wanneer de fosfor in de ingepakte luciferkop ontbrandt, zal de luciferraket vliegen.
- Zet een emmer water klaar die handig is om gebruikte lucifers in te laten weken, om ervoor te zorgen dat deze lucifers volledig gedoofd zijn.
- Als de luciferraket op je landt, stop dan met bewegen, laat je op de grond vallen en rol totdat alle vlammen uit zijn.
Methode 5 van 5: Waterraket
Stap 1. Maak een lege frisdrankfles van 2 liter klaar
Deze fles zal dienen als drukkamer op de raket. Omdat er flessen worden gebruikt om deze raketten te maken, worden ze ook wel flessenraketten genoemd. Verwar het niet voor vuurwerk, ook wel flesraketten genoemd, die zo worden genoemd omdat ze vaak vanuit een fles worden afgevuurd. Flesraketten zoals deze zijn in veel gebieden illegaal om te lanceren; terwijl waterraketten in de meeste gebieden legaal zijn.
- Verwijder het etiket van de fles door het te knippen waar het niet op de fles is geplakt. Zorg ervoor dat u het oppervlak van de fles niet snijdt of doorboort terwijl u dit doet, omdat krassen of sneden de fles zullen verzwakken.
- Versterk de fles door hem met ducttape te wikkelen. De nieuwe flessen zijn bestand tegen drukken tot 100 pond per vierkante inch (689,48 kilopascal), maar herhaalde lanceringen zullen de druktolerantie verminderen die de flessen aankunnen zonder te barsten. U kunt meerdere lagen afplakband rond het midden van de fles wikkelen, of het midden wikkelen en halverwege de fles naar elk uiteinde doorgaan. Elke verpakking moet twee keer om de fles gaan.
- Markeer de plaatsen waar je de vinnen aan het lichaam van de raket gaat bevestigen met een markeerstift. Als u van plan bent vier vinnen te gebruiken, teken dan de lijnen in een hoek van 90 graden uit elkaar. Als u van plan bent drie vinnen te maken, teken dan de strepen 120 graden uit elkaar. Misschien wilt u een stuk papier rond de fles cirkelen en dit eerst markeren voordat u deze markeringen op de fles overbrengt.
Stap 2. Maak de vinnen
Omdat het plastic raketlichaam vrij sterk is, zelfs als je het opnieuw moet versterken, moeten je vinnen ook duurzaam zijn. Je kunt hard karton gebruiken, maar een beter materiaal is plastic dat wordt gebruikt in een zakmap of ringband met drie ringen.
- Eerst moet je je vinnen ontwerpen en een papiermonster maken als snijgids. Hoe je je vinnen ook ontwerpt, je moet ze zo maken dat de echte vinnen opnieuw worden gevouwen (verdubbeld) om extra stevigheid te krijgen en het punt van flesvernauwing te bereiken.
- Snijd het monster en gebruik het als een gids voor het snijden van het vinmateriaal.
- Vouw de vinnen in vorm en bevestig ze met tape aan het lichaam van de raket.
- Afhankelijk van het ontwerp van je draagraket, hoef je misschien geen vin te bouwen die door het mondstuk van de raket gaat.
Stap 3. Maak de neuskegel en het laadgedeelte
Hiervoor heb je een tweede fles van 2 liter nodig.
- Snijd de bodem van de fles.
- Plaats de lading op de bovenkant van de gesneden fles. Dit stuk kan boetseerklei zijn of een stel elastiekjes. Plaats de gesneden bodem van de fles in de bovenkant, met de onderkant naar de bovenkant van de fles gericht. Plak het met tape en bevestig vervolgens de aangepaste fles aan de bodem van de fles die als drukkamer fungeert.
- Je neuskegel kan van alles gemaakt worden, van een dop van een fles van 2 liter tot een PVC-buis van elke lengte tot een echte plastic kegel. Als je het eenmaal hebt gedefinieerd en gemaakt, moet deze kegel permanent aan de bovenkant van de gesneden fles worden bevestigd.
Stap 4. Test de balans van je zelfgemaakte raket
Balanceer de raket op de wijsvinger. De raket moet worden gebalanceerd op een punt boven de drukkamer (bodem van de eerste fles). Als dit niet het geval is, verwijdert u het laadgedeelte en past u het gewicht aan.
Zodra je het zwaartepunt hebt gevonden, weeg je de raket. Het gewicht moet tussen 200 en 240 gram liggen
Stap 5. Maak de launcher/stopper
Er zijn verschillende apparaten die je kunt gebruiken om je waterraket te lanceren. De eenvoudigste is een klep en een stop die in de mond van de fles kan worden gestoken die als drukkamer fungeert.
- Zoek naar een kurk die precies in de opening van de fles past. Het kan zijn dat je de randen een beetje moet schrapen.
- Koop een ventielsysteem dat veel wordt gebruikt in autobanden of binnenbanden van fietsen. Meet de diameter.
- Boor een gat in het midden van de klep, met dezelfde diameter als de klep.
- Reinig de klepsteel en breng tape aan over het schroefdraadgedeelte en de opening.
- Steek de klep door het gat in de kurk en houd hem op zijn plaats met een siliconen- of urethaanafdichting. Laat deze stof goed drogen voordat u de tape verwijdert.
- Test de klep om er zeker van te zijn dat de lucht er vrij doorheen kan.
- Test de stop door een kleine hoeveelheid water in de drukkamer van de raket te plaatsen, vervolgens de stop op zijn plaats te plaatsen en de raket verticaal op te richten. Als er een lek is, sluit u de klep opnieuw af en test u opnieuw. Zodra er geen lekken zijn, test u opnieuw om de druk te vinden die de lucht dwingt om de stop uit de fles te verwijderen.
- Voor instructies over het maken van een meer geavanceerd startsysteem, zie
Stap 6. Selecteer uw raketlanceringsplaats
Net als bij filmrolraketten en aanstekers is een open buitenlocatie sterk aan te raden. Omdat waterraketten groter zijn dan andere raketten, heb je een groter, vlakker open gebied nodig dan andere raketten.
Verhoogde oppervlakken, zoals picknicktafels, zijn een goed idee als er kleine kinderen aanwezig zijn
Stap 7. Lanceer je raket
- Vul de drukkamer 1/3-1/2 vol met water (je kunt mogelijk kleurstof aan het water toevoegen om het een kleurrijkere "brandstof" te geven wanneer de raket wordt gelanceerd). Je kunt ook een raket lanceren zonder water in de drukkamer te gebruiken, hoewel de doeldruk anders kan zijn dan wanneer de kamer water had.
- Steek de launcher/stop in de mond van de drukkamer.
- Sluit de fietspompslang aan op het ontlastventiel.
- Zet de raket rechtop.
- Pomp lucht totdat u een druk bereikt die de klep naar buiten duwt. Er kan een beetje wachttijd zijn voordat dit gebeurt en de raket wordt gelanceerd.
Raketonderdelen en hoe ze werken
1. Brandstof gebruiken om de raket op te tillen en door de lucht te vliegen. Raketten vliegen door brandstofdamp naar beneden te leiden door een of meer uitlaten die het omhoog duwen (optillen) en naar voren (door) de lucht bewegen. Raketmotoren werken door echte brandstof te mengen met een zuurstofbron (oxidator), waardoor de raket in een andere ruimte dan de atmosfeer van de aarde kan werken.
- De eerste raketten waren vastebrandstofraketten. Deze raketten omvatten vuurwerk, Chinese oorlogsraketten en de twee dunne boosters die door ruimtevaartuigen worden gebruikt. De meeste raketten zoals deze hebben een gat in het midden, dat wordt gebruikt als een plaats waar de brandstof en het oxidatiemiddel elkaar ontmoeten en verbranden. De raketmotoren die in modelraketten worden gebruikt, gebruiken vaste brandstof, evenals een groep stromingen om de parachute van de raket te lanceren wanneer de brandstof opraakt.
- Vloeibare brandstofraketten omvatten afzonderlijke tanks onder druk die een vloeibare brandstof bevatten, zoals benzine of hydrazine en vloeibare zuurstof. Deze vloeistoffen worden onder in de raket in de verbrandingskamer gepompt; Uitlaatgassen worden uitgestoten door een conische snuit. De belangrijkste stuwraketten van het ruimtevaartuig zijn raketten op vloeibare brandstof die worden ondersteund door externe brandstoftanks, die bij de lancering onder het vaartuig worden gedragen. De Saturn V-raketten op de Apollo-missies zijn ook raketten op vloeibare brandstof.
- Veel raketaangedreven vliegtuigen gebruiken ook kleine raketten aan de zijkanten om het vliegtuig te helpen sturen terwijl het in de lucht is. Deze raketten worden manoeuvre-stuwraketten genoemd. De servicemodule op de Apollo-commandomodule heeft deze stuwraketten, de rugzakken van de bemande manoeuvreereenheid die door ruimtevaartuigastronauten worden gebruikt, gebruiken deze stuwraketten ook.
2. Snijd luchtafwijzing met zijn conische neus. Lucht heeft massa, en hoe dichter het is (vooral hoe dichter het bij het aardoppervlak is), hoe meer het zal vechten tegen objecten die er doorheen proberen te gaan. Raketten moeten zo zijn ontworpen dat ze gestroomlijnd zijn (met lange elliptische vormen) om de impact te minimaliseren als ze door de lucht gaan, en om deze reden hebben raketten een conische neuspunt.
- Raketten die nuttige ladingen dragen (astronauten, satellieten of nucleaire explosieven) dragen deze ladingen gewoonlijk in of dichtbij de neus van de raket. Zo is de commandomodule van Apollo conisch van vorm.
- Deze conische neus draagt ook alle besturingssystemen van de raket om hem ongehinderd naar zijn bestemming te sturen. Besturingssystemen kunnen computers, sensoren, radar en radio's in de cabine omvatten om informatie te verstrekken en de vliegbaan van de raket te regelen (Goddard-raketten gebruiken een gyroscoopbesturingssysteem).
3. Balanceren van de cirkel rond zijn zwaartepunt. Het totale gewicht van de raket moet rond een bepaald punt op de raket worden gebalanceerd, zodat de raket ongehinderd kan vliegen. Dit punt kan het evenwichtspunt, het zwaartepunt of het zwaartepunt worden genoemd.
- Het zwaartepunt van elke raket varieert. Over het algemeen zal het balanspunt boven de brandstof- of drukkamer liggen.
- Terwijl de nuttige lading helpt om het massamiddelpunt van de raket boven de drukkamer te brengen, zal een overmatige lading de raket zwaar maken bovenop, waardoor het moeilijk wordt om op te houden tijdens de lancering en controle tijdens de vlucht. Om deze reden werden geïntegreerde schakelingen gecombineerd met ruimtevaartuigcomputers om het gewicht te verminderen (dit leidde tot het gebruik van soortgelijke geïntegreerde schakelingen of chips in rekenmachines, digitale klokken, personal computers en, meer recentelijk, tabletcomputers en smartphones).
4. Balanceren van de vlucht van de raket met zijn staartvinnen. Deze vinnen zorgen ervoor dat de vlucht van de raket recht is, door luchtweerstand te bieden tegen richtingsveranderingen. Sommige vinnen zijn ontworpen om door de onderkant van het mondstuk van de raket te gaan en om de raket rechtop te houden voor de lancering.
In de 19e eeuw ontdekte de Engelsman William Hale een andere manier om raketvinnen te gebruiken om de raketvlucht te stabiliseren. Hij maakte een afvoer vlak naast de vinnen die op een propeller leken. Dit zorgt ervoor dat de verspilde gassen de vinnen samendrukken en de raket draaien om hem uit de lijn te houden. Dit proces wordt roterende stabilisatie genoemd
Tips
- Als je het leuk vindt om de bovenstaande raketten te maken, maar een grotere uitdaging wilt aangaan, kun je aan een hobbymodel van een raket werken. Modelraketten zijn sinds het einde van de jaren vijftig commercieel te koop in de vorm van in elkaar grijpende apparatuur die met zwarte buskruitmotoren kan worden gelanceerd tot een hoogte van 100-500 m.
- Als het te moeilijk is om de raket verticaal te lanceren, kun je een deel ervan horizontaal laten glijden (ballonraketten zijn eigenlijk een vorm van deze horizontale glijdende beweging). Je kunt een filmrolraket aan een speelgoedauto bevestigen of een waterraket aan een skateboard. Je zou nog steeds een open gebied moeten vinden met een voldoende grote lanceerruimte.
Waarschuwing
- Ouderlijk toezicht wordt sterk aangeraden bij het werken met een raket die wordt gelanceerd met iets dat sterker is dan de adem van de persoon die hem lanceert.
- Draag altijd oogbescherming bij het lanceren van een van de drie soorten vliegende raketten (andere raketten dan ballonraketten). Voor grotere vrij vliegende raketten, zoals waterraketten, wordt ook een veiligheidshelm aanbevolen om het hoofd te beschermen als de raket het raakt.
- Vuur op niemand vrij vliegende raketten af.
