Language
Country/Area
No result found
Удивительный принцип действия водяных ракет: почему вода может заставить ракеты летать выше?
Водяная ракета — это модель ракеты, в которой в качестве реактивного топлива используется вода, а сжатый газ выталкивает воду и создает тягу. Ракета работает по принципу третьего закона движения Ньютона, который гласит, что когда сила действует на тело, возникает равная и противоположно направленная реакция. Любители водных ракет часто используют пластиковые бутылки в качестве сосудов высокого давления и могут использовать несколько бутылок для создания многоступенчатых ракет в целях достижения большей высоты полета.
Как работает водяная ракета
Чтобы использовать водяную ракету, пластиковую бутылку частично наполняют водой и запечатывают. Затем газ в бутылке сжимают до 125 фунтов на квадратный дюйм с помощью устройства, например, воздушного компрессора или велосипедного насоса.
Когда сопло ракеты разблокировано, вода выбрасывается с большой скоростью, заставляя ракету лететь вверх. Продолжительность этой фазы тесно связана с такими факторами, как объем воды, начальное давление, размер сопла и вес ракеты. Связано.Газ обеспечивает хранение энергии, в то время как вода обеспечивает тягу, добавляя массу к топливу.
Компоненты водяной ракеты
Бутылка
Обычно в качестве сосуда под давлением используется бутылка из полиэтилентерефталата (ПЭТ) для газированного напитка; при формировании ракеты из нескольких бутылок две или более бутылок можно соединить вместе различными способами.
Хотя это увеличивает вес, это может продлить время движения ракеты и позволить ей летать выше.
Источник газа
В процессе сжатия водяных ракет газ получают из различных источников, включая ручной насос велосипеда или автомобиля, оборудование для сжатого воздуха и баллонные газы, такие как углекислый газ и азот. Но будьте осторожны, чтобы избежать взрыва.
Конструкция сопла
Конструкция сопла водяной ракеты отличается от конструкции сопла традиционной ракеты сгорания. Она не требует диффузора, который снизил бы эффективность, поскольку вода не сжимаема.
Сопла водяных ракет можно разделить на открытые и ограниченные. Открытые сопла обеспечивают большую тягу, а ограниченные продлевают время тяги.
Система стабилизации и шасси
Конфигурация стабилизатора очень важна при проектировании, поскольку во время движения ракеты центр масс поднимается, что влияет на ее устойчивость. Таким образом, проектирование соответствующих стабилизаторов и систем восстановления может эффективно снизить риск повреждений при падении ракеты.
Соревнования и достижения
Соревнования по запуску водяных ракет привлекают большое количество энтузиастов, и различные формы соревнований предназначены для проверки комплексных характеристик, таких как дальность, высота и продолжительность полета.
Например: Национальная физическая лаборатория Великобритании ежегодно проводит влиятельный конкурс Water Rocket Challenge, в котором принимают участие различные образовательные учреждения и команды.
Мировые рекорды
Мировые рекорды водных ракет продолжают бить. Среди последних рекордов — мировой рекорд, когда Королевская академия Шри-Ланки в 2017 году запустила одновременно 1950 водяных ракет, а также рекорд по высоте водяной ракеты, установленный НПО Сёва Гакуэн в Японии — 7,72-метровая водяная ракета.
Ракета на горячей воде
Помимо обычных водяных ракет, «ракеты на горячей воде» или «паровые ракеты» используют высокотемпературную воду для преобразования в пар, который выпускается через сопло для создания тяги, демонстрируя еще один замечательный способ использования воды.
Водяная ракета — это не только простая демонстрация науки, но и вызов, сочетающий в себе производительность и дизайн. Когда мы рассматриваем историю современных ракет и их разнообразные применения, мы не можем не задаться вопросом: какие еще сюрпризы принесут нам водные ракеты в будущем?
