Foguete ar-hidráulico
O principal componente do foguete será a válvula, a eficácia de todo o nosso foguete dependerá disso.Com sua ajuda, o ar é bombeado para dentro da garrafa e retido. Vamos pegar uma câmara furada ou talvez funcional de qualquer bicicleta e cortar dela o “bico”, a parte à qual conectamos a bomba. Você também precisará de uma rolha normal para garrafas de vinho ou champanhe, mas como são tantas deles em diferentes formas e tamanhos, o principal critério de seleção para nós será um comprimento de pelo menos 30 mm e um diâmetro para que a rolha caiba no gargalo da garrafa com um ajuste de interferência de 2/3 do seu comprimento. Agora na rolha encontrada deve-se fazer um furo com um diâmetro tal que o “bico” caiba com força. É melhor fazer um furo em duas etapas, primeiro com uma broca fina e depois com uma broca do diâmetro desejado, e o principal é fazer isso com cuidado e com pouco esforço. A seguir, conectamos o “bico” e a rolha, depois de colocar um pouco de “super cola” no orifício da rolha para evitar que o ar vaze da garrafa. A última peça da válvula será a almofada, que é usada para fixar a válvula na plataforma de lançamento. Deve ser feito de material durável, por exemplo metal ou fibra de vidro com espessura de 2-3 mm e dimensões de 100x20 mm. Depois de fazer 3 furos para fixação e bicos, pode-se colar o tampão nele, mas é melhor usar cola epóxi para uma conexão mais durável. No final, o principal é que parte do bico se projeta cerca de 8-11 mm acima da plataforma, caso contrário não haverá nada para conectar a bomba.
Comecei no próprio foguete. Para fazer isso você vai precisar de duas garrafas de 1,5 litro, uma bola de tênis de mesa e fita adesiva colorida. Você pode deixar um frasco de lado por enquanto e vamos realizar a operação com o segundo. É necessário cortar cuidadosamente a parte superior da garrafa para que o comprimento total seja de aproximadamente 100 mm.A seguir, cortamos a cabeça roscada desta parte. Como resultado, obtivemos uma carenagem frontal, mas não é tudo. Como ainda resta um buraco no meio, ele precisa ser fechado e neste caso será necessária uma bola preparada. Vamos pegar uma garrafa inteira, virar de cabeça para baixo, colocar uma bola em cima e colocar a carenagem. No total, descobriu-se que a bola se projeta um pouco além da circunferência da garrafa, servirá como elemento que suaviza o impacto no solo durante a descida da órbita. Agora os foguetes precisam ser um pouco decorados, já que as garrafas são transparentes, o foguete ficará difícil de ver em vôo, e para isso, onde houver uma superfície cilíndrica lisa, envolvemos com fita colorida. Então, no final das contas, o míssil precioso acabou, embora pareça mais um míssil balístico intercontinental. Você pode, é claro, fazer estabilizadores para que pareça um foguete padrão, mas eles não afetarão de forma alguma o vôo deste projétil. Estabilizadores no valor de quatro podem ser facilmente feitos de papelão de eletrodomésticos, cortando-os em uma pequena área. Você pode colá-los no corpo do foguete usando cola líquida para unhas ou algo semelhante.
Agora vamos começar a fazer a plataforma de lançamento. Para isso, precisamos de uma folha plana de compensado de 5 a 7 mm de espessura, cortada em quadrados com lados de 250 mm de comprimento. No centro primeiro fixamos a plataforma previamente confeccionada com a válvula, escolhemos arbitrariamente a distância entre os furos, a distância entre as duas plataformas deve ser de no mínimo 60 mm, e para isso utilizamos parafusos com diâmetro de 4 ou 5 mm e um comprimento de pelo menos 80 mm como fixação.A seguir, para fixar o foguete na plataforma de lançamento, será necessário fazer um suporte com dispositivo de lançamento, que consiste em dois cantos, dois pregos e 4 parafusos com fixação. No canto, de um lado, fazemos dois furos para fixação na plataforma de lançamento, a distância entre os furos, tanto no canto quanto na plataforma principal, deve ser a mesma, por exemplo 30 mm. Do outro lado de ambos os cantos, também é necessário fazer dois furos com diâmetro de 5 mm para dois pregos grandes do mesmo diâmetro, mas a distância entre os furos deve ser tal que a distância entre os próprios pregos seja de 28 a 30mm. Quando tudo estiver montado, deve-se ajustar a altura dos pregos de fixação. Para isso, instalaremos a garrafa na válvula, como no modo de combate, com muito esforço, e em seguida precisaremos selecionar a altura dos cantos para que os pregos deslizem facilmente nos próprios furos e entre o gargalo do garrafa. Os pregos também servem como mecanismo de liberação, mas também precisaremos fazer uma placa especial conectando-os e para a corda que puxaremos para lançar o foguete. Os elementos finais da plataforma de lançamento serão as pernas, para as quais será necessário fazer 4 furos em todos os cantos da plataforma e aparafusar 4 pequenos parafusos de 30 a 50 mm de comprimento; eles servem para fixar a plataforma de lançamento no solo.
O foguete deve ser enchido com água em uma quantidade estritamente especificada, ou seja, 1/3 do comprimento total de toda a garrafa. É fácil verificar experimentalmente que não se deve derramar muita ou pouca água, pois no primeiro caso sobra muito pouco espaço para ar e no segundo sobra. O empuxo do motor nestes casos será muito fraco e o tempo de operação será curto.Quando a válvula se abre, o ar comprimido começa a ejetar água pelo bocal, resultando em empuxo, e o foguete desenvolve uma velocidade adequada (cerca de 12 m/s). Deve-se ter em mente que a quantidade de empuxo também é afetada pela área da seção transversal do bico. O empuxo, que diminui à medida que a água é lançada, permitirá que o foguete atinja uma altura de 30 a 50 m.
Vários testes de lançamento com ventos fracos ou moderados levam à conclusão de que com uma ligação estanque entre a válvula e a garrafa, enchimento adequado com água e com o modelo montado verticalmente no lançamento, pode atingir uma altura de cerca de 50 m. Instalação do foguete em um ângulo de 60° leva a uma diminuição na elevação da altura, mas o alcance do voo aumenta. Com trajetórias mais planas, ou os lançamentos do modelo serão malsucedidos ou o alcance do voo será curto. Um modelo lançado sem água será muito leve e subirá apenas 2 a 5 m. Os modelos pneumático-hidráulicos são melhor lançados em tempo calmo. Como resultado dos testes, é fácil perceber que o modelo apresenta boa estabilidade e tendência a se orientar contra o vento, tanto na presença de tração quanto após o motor parar de funcionar. O tempo de vôo do modelo desde o início até o pouso, dependendo da altura alcançada, é de 5 a 7 segundos.
Aliás, os foguetes ar-hidráulicos podem ser multiestágios, ou seja, podem ser compostos por várias garrafas ou até cinco ou mais. Em geral, o recorde de altitude de vôo de tal foguete chega a 600 metros; nem todo modelo de foguete padrão pode atingir tal altura. Ao mesmo tempo, eles podem levantar uma carga útil significativa, por exemplo, alguns testadores instalam câmeras ou minicâmeras de vídeo e conduzem fotografias aéreas com sucesso.
Assim, quando tudo estiver pronto, você pode sair e fazer os primeiros lançamentos. Junto com o foguete e o equipamento, você também precisa levar combustível adicional - algumas garrafas de água. Esses mísseis podem ser lançados em qualquer lugar, no pátio de uma escola, em uma clareira na floresta, o principal é que num raio de 20 metros não haja edifícios que impeçam um voo de combate. No centro do nosso local de teste, instale a plataforma de lançamento de forma que o foguete instalado fique estritamente vertical. Em seguida, conectamos a bomba à válvula, enchemos o foguete com água no volume necessário e instalamos rapidamente na plataforma de lançamento, para que a válvula se encaixe bem firmemente no gargalo da garrafa. Agora engatilhamos o mecanismo de gatilho, inserimos dois pregos nos orifícios, fixando-os. É melhor lançar um foguete ar-hidráulico juntos, um puxará a corda para fazer o lançamento e o outro bombeará ar para dentro da garrafa. O comprimento da corda deve ser de aproximadamente 10 a 15 metros, essa distância é suficiente para que o lançador não respingue na fonte de água do foguete, mas você não vai invejar quem vai trabalhar com a bomba, ele tem uma chance muito boa de tomar um banho frio durante um vôo fora do padrão do foguete. Como nosso foguete consiste em uma garrafa de 1,5 litro, ele deve ser inflado a uma pressão de 4 a 5 atmosferas, você pode tentar mais, mas a própria válvula e a conexão com a bomba não suportarão uma pressão tão alta e um vazamento ocorrerá ocorrer. Ao inflar, você não precisa ter medo de que algo aconteça com a garrafa, pois segundo dados técnicos ela pode suportar de 30 a 40 atmosferas. A injeção de ar dura aproximadamente 30 segundos.Quando a pressão necessária na garrafa é atingida, o lançador recebe o comando “Start”, que com um movimento brusco puxa a corda e um momento depois o foguete dispara para o céu, realizando uma missão de combate. Para decorar o vôo, você pode tingir a água, por exemplo, com tintas ou permanganato de potássio, desta forma você pode traçar com precisão o jato e a trajetória do foguete.Para o próximo lançamento, resta apenas adicionar combustível da reserva e bombear novamente o ar para o compartimento do motor... Esse foguete pode ser muito divertido em um dia ensolarado de verão.
