Водяная ракета из пластиковой бутылки

Продолжаю писать о моделях двигателей, которые делал Витя для доклада "Сила воды" на городской конкурс "Шаг в науку". В прошлый раз я показала модель парового двигателя.

В этот раз это будет действующая модель пневмогидравлической ракеты, которая летит, благодаря действию реактивной силы.  Ее полет основан на том, что из корпуса ракеты под давлением сжатого воздуха вытесняется струя воды, заставляя ракету двигаться в противоположном направлении.

Схема пусковой установки для водяной ракеты (рисунок Вити)

В качестве корпуса ракеты была взята пластиковая бутылка. В качестве пусковой установки использована вертикально установленная на деревянную станину пластиковая трубка. На эту трубку герметично надевается бутылка, заполненная водою примерно на 1/3. В нижней части трубки установлен ниппель от велосипедной камеры, через который насосом накачивается воздух. При накачивании воздуха в бутылке создается высокое давление над водой в верхней части корпуса ракеты. Воздух выталкивает воду через горлышко.
И когда бутылка срывается с пусковой установки, струя воды продолжает вырываться вниз, создавая реактивную тягу, и толкая ракету вверх.
Высота взлета ракеты, изготовленной на основе двухлитровой бутылки, при запуске составляла до 30 м (выше девятиэтажки). 

Видео запуска пневмогидравлической ракеты (46 сек.):

Несмотря на то, что ракета на водяном реактивном двигателе не более чем игрушка и в реальной жизни такие двигатели не используются, этот же принцип положен в основу работы судов с водометным движителем. Он активно используется на плавающей бронетанковой технике и малых судах, работающих на мелководье.

Дальше мастер-класс  изготовления ракеты из пластиковой бутылки:

Нам понадобятся:

2-х литровая пластиковая бутылка, горлышко от еще одной бутылки, резиновая пробка, металлопластиковая водопроводная труба (длина примерно 50 см), стальной уголок, две клипсы для установки труб на стену, ниппель (попросили на шиномонтажке уже использованный нипель от автомобильного диска), доска, велосипедный насос.

Большинство из этих материалов остались еще с прошлого раза, когда Витя делал такую ракету папе в подарок на день рождения.

Изготовление:

В трубку с одного торца эпоксидкой вклеиваем ниппель, у которого надо будет сначала подрезать резиновую часть. К нему будем подсоединять насос.

На середину трубки надеваем обрезанное горлышко от бутылки и тоже приклеиваем его. Оно нужно для того, чтобы фиксировать пробку и не давать ей слезать с трубки.

Потом надеваем на трубку пробку из какого-нибудь материала типа резины. У нас это был застывший в тубе силиконовый герметик, который Антон вырезал в виде цилиндра с отверстием внутри. Пробка нужна для того, чтобы бутылка с водой плотно "сидела" на трубке.  Если подходящей резины не найдется, можно просто намотать несколько слоев изоленты.

Делаем опору, которая будет удерживать трубку в вертикальном положении. Для этого на металлический уголок, купленный в магазине стройматериалов, прикручиваем пластиковые клипсы. С помощью них можно ставить и снимать трубку с опоры.

Уголок для устойчивости прикручиваем на станину - кусок доски.

 Вот так выглядит готовая пусковая установка.

А вот так мы будем на нее надевать нашу ракету-бутылку. Только перед стартом ее нужно будет наполнить водой. Тут очень кстати окажутся отстегивающиеся клипсы. Трубку можно снять, вставить в бутылку, не боясь разлить воду, надеть на пробку покрепче и потом установить на место. Клипсы можно не застегивать - всё и так неплохо держится.

Запускаем:

Для запуска ракеты надо выйти на пустое пространство, подальше от окон и автомобилей.  (Мы это делали на школьном стадионе).  Ракета летит очень высоко, выше деревьев и девятиэтажек. А траектория ее полета практически непредсказуема. Для того, чтобы это исправить, можно наклеить на бутылку стабилизаторы, но мы решили с этим не заморачиваться. Из-за этой же непредсказуемости траектории полета человек, который будет непосредственно запускать ракету, должен быть одет с учетом того, что ракета в полете льет струю воды, и она вполне может попасть на него.

Наливаем воду в ракету. Она должна заполнить бутылку примерно на одну треть - это оптимальное соотношение воды и воздуха.

Втыкаем в бутылку трубку, плотно надев ее на пробку.

Подсоединяем велосипедный насос.

Пристегиваем трубку с надетой на нее бутылкой клипсами к опоре.

Теперь надо в бутылку быстро-быстро накачивать насосом воздух. И через 10-20 секунд она под давлением сорвется и полетит вверх. Полет продолжается недолго, но его всегда можно повторить еще, просто налив в бутылку новую порцию воды.



Другие детские поделки про космос можно посмотреть тут: "Космические поделки"
А еще можно посмотреть другие наши поделки с научно-техническим уклоном: Микроскоп из мобилки,  Пищалка, Модель электрического мотора, Фонарик-пчелка, Прибор для проверки твердости руки, Радистский (телеграфный) ключ, Робот-мышь, Робот-паук, Светофор,  Перископ.

А тут другие наши поделки из бутылок и банок:

Фильтр для воды, Песочные часы,  Акваланг, Водяные часы - клепсидра, "Вояджер", кормушка из пятилитровой бутылки и кормушка-хлебопровод, Ходули, Игрушки Кати-2,  Самодельные музыкальные инструменты, карандашницы-роботы, Эко-поделка "Медуза в бутылке", Послание в бутылке, Лабиринт для хомяка, Смерч в бутылке

Этот пост я отправляю в галерею "Мир мальчишек" в блог Жени Ясной.