Войти
Запуск водяной ракеты A Водяная ракета - это тип модели ракеты с использованием вода в качестве его реакционной массы. Вода вытесняется сжатым газом, обычно сжатым воздухом. Как и все ракетные двигатели, он работает по принципу третьего закона движения Ньютона. Ракетные воды аквариумисты обычно используют один или более пластик безалкогольный напиток бутылка как сосуд высокого давления ракеты. Возможны самые разные конструкции, в том числе многоступенчатые ракеты. Водные ракеты также изготавливаются по индивидуальному заказу из композитных материалов для достижения мировых рекордов.
Упрощенная анимация того, как водная ракета работает. 1) Добавляется пузырек сжатого воздуха, который сжимает содержимое бутылки. 2) Бутылка снимается с помпы. 3) Вода выталкивается через сопло сжатым воздухом. 4) Бутылка удаляется от воды, потому что это следует третьему закону Ньютона. Бутылка частично заполнена водой и запечатана. Затем в баллоне создается давление газа, обычно сжатого воздуха от велосипедного насоса, воздушного компрессора или баллона до 125 фунтов на квадратный дюйм, но иногда CO 2 или азот из баллона.
Запуск из бутылки без носового обтекателя и ласт. 
Запуск водяной ракеты. Ракета находится на пике, внутри нее нет воды. Вода и газ используются в комбинации, причем газ обеспечивает средство для хранения энергии, поскольку он сжимается, а вода увеличивает массовую долю топлива и обеспечивает большую силу при выбросе из сопла ракеты. Иногда добавки смешивают с водой для улучшения характеристик по-разному. Например: соль может быть добавлена для увеличения плотности реакционной массы, что приводит к более высокому удельному импульсу. Мыло также иногда используется для создания плотной пены в ракете, которая снижает плотность выбрасываемой реакционной массы, но увеличивает продолжительность тяги.
Затем снимается заглушка на сопле ракеты, и происходит быстрое вытеснение воды на высоких скоростях до тех пор, пока топливо не будет израсходовано и давление воздуха внутри ракеты не упадет до атмосферного. На ракету создается чистая сила в соответствии с третьим законом Ньютона. Таким образом, выброс воды может заставить ракету подпрыгнуть на значительное расстояние в воздух.
Помимо аэродинамических соображений, высота и продолжительность полета зависят от объема воды, начального давления, размера сопла ракеты и веса ракеты без снаряжения. Взаимосвязь между этими факторами сложна, и было написано несколько симуляторов для изучения этих и других факторов.
Воспроизведение мультимедиа 40-кратное замедленное видео в формате Full HD о взлете водяной ракеты Часто сосуд высокого давления создается из одного или больше использованных пластиковых бутылок для безалкогольных напитков, но также использовались крышки люминесцентных труб из поликарбоната, пластиковые трубы и другие легкие, устойчивые к давлению цилиндрические сосуды.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Две многобаллонные ракеты с котом для масштаба. 
Ракета с несколькими баллонами большего размера с цилиндрическими ребрами. Как правило, в качестве сосуда под давлением используется одна бутылка с газированным полиэтилентерефталатом (ПЭТ) безалкогольным напитком. Ракеты из нескольких бутылок создаются путем соединения двух или более бутылок любым из нескольких способов; бутылки можно соединять через их сопла, разрезая их и сдвигая секции друг по другу, или соединяя их открытием с дном, образуя цепочку для увеличения объема. Это добавляет сложности, а увеличенный объем ведет к увеличению веса - но это должно быть компенсировано увеличением продолжительности тяги ракеты.
Многоступенчатые ракеты намного сложнее. Они включают в себя две или более ракет, установленных друг на друга и предназначенных для запуска в воздухе, во многом как многоступенчатые ракеты, которые используются для отправки полезной нагрузки в космос.
Используются несколько методов создания давления в водяной ракете, в том числе:
Сопла водяных ракет отличаются от сопел обычных ракет внутреннего сгорания тем, что у них нет расходящейся части, как в Де Лаваль сопло. Поскольку вода по существу несжимаема, расширяющаяся секция не способствует повышению эффективности и фактически может ухудшить производительность.
Существует два основных класса сопел водяных ракет:
Размер насадки влияет на тягу, создаваемую ракетой. Сопла большего диаметра обеспечивают более быстрое ускорение с более короткой фазой тяги, а сопла меньшего диаметра обеспечивают меньшее ускорение с более длинной фазой тяги.
По мере того, как уровень топлива в ракете понижается, центр масс сначала перемещается вниз, а затем снова движется вверх по мере того, как топливо истощается. Это начальное движение снижает устойчивость и может привести к тому, что водяные ракеты начнут кувыркаться из стороны в сторону, значительно уменьшая максимальную скорость и, следовательно, продолжительность полета (время, в течение которого ракета летит под собственным импульсом).
Чтобы снизить центр давления и добавить устойчивости, можно добавить ласты или другие стабилизаторы, которые смещают центр сопротивления дальше назад, намного позади центра масс. всегда. Стабилизаторы любого типа обычно помещают около задней части бутылки, где находится центр масс. Повышение устойчивости, которое дают хорошо спроектированные стабилизаторы, стоит дополнительного сопротивления и помогает увеличить высоту полета ракеты.
Стабилизирующие плавники заставляют ракету лететь носом вперед, что даст значительно более высокую скорость, но они также заставят его падать со значительно большей скоростью, чем если бы он упал на землю, и это может повредить ракету или кого-либо или что-либо, что она ударит при приземлении.
Некоторые водные ракеты имеют парашют или другую систему восстановления для предотвращения проблем. Однако эти системы могут иметь неисправности. Это часто учитывается при проектировании ракет. Резиновые бамперы, зоны деформации и методы безопасного запуска могут быть использованы для минимизации повреждений или травм, вызванных падающей ракетой.
Другая возможная система восстановления включает в себя простое использование плавников ракеты для замедления ее снижения, что иногда называют обратным скольжением. При увеличении размера плавника создается большее сопротивление. Если центр масс находится перед ластами, ракета пикирует носом. В случае суперракет или ракет с обратным планированием, ракета спроектирована таким образом, что соотношение между центром тяжести и центром давления пустой ракеты приводит к противодействию вызываемой плавниками тенденции ракеты опрокидывать нос. из-за сопротивления воздуха длинного тела, которое заставило бы его упасть хвостом вниз, что привело бы к медленному падению ракеты вбок.
Некоторые водные ракетные пусковые установки используют пусковые трубы. Пусковая труба входит в сопло ракеты и выходит вверх к носу. Пусковая труба крепится к земле. Когда ракета начинает ускоряться вверх, пусковая труба блокирует сопло, и очень мало воды выбрасывается, пока ракета не выйдет из пусковой трубы. Это позволяет почти идеально эффективно преобразовывать потенциальную энергию сжатого воздуха в кинетическую энергию и гравитационную потенциальную энергию ракеты и воды. Важен высокий КПД на начальном этапе запуска, поскольку ракетные двигатели наименее эффективны на малых скоростях. Таким образом, пусковая труба значительно увеличивает скорость и высоту, достигаемую ракетой. Пусковые трубы наиболее эффективны при использовании с длинными ракетами, которые могут вместить длинные пусковые трубы.
Ассоциация мировых рекордов за достижения в области водных ракет - всемирная ассоциация, которая проводит соревнования по установлению рекордов высоты с участием одноступенчатых и многоступенчатых водных ракет, соревнований по продолжительности полета, скорости или дистанции. соревнования водометных машин.
Проводится множество местных соревнований различного рода, в том числе:
Apogee фотография, сделанная бортовой видеокамерой от рекордной ракеты X-12 Water Rocket от US Water Rockets на высоте 2068 футов (630 м). Мировой рекорд Гиннеса по запуску большинства водных ракет принадлежит Кунг Йик Ше Средняя школа, когда 7 декабря 2013 года они открыли 1056 из них одновременно, вместе с учениками начальной школы в Тин Шуй Вай, Гонконг.
Текущий рекорд по наивысшим Высота, достигнутая с помощью ракеты с водным и воздушным двигателем, составляет 2723 футов (830 метров), удерживаемая Кейптаунским университетом, достигнутая 26 августа 2015 года, что превышает предыдущий рекорд 2007 года в 2044 фута (623 метра). пользователя US Water Rockets. Ракета также несла видеокамеру в качестве полезной нагрузки в рамках проверки, требуемой правилами соревнований.
A паровая ракета, или «ракета с горячей водой», - это ракета, которая использует вода, содержащаяся в сосуде высокого давления при высокой температуре, которая создает тягу, выделяемую в виде пара через сопло ракеты.
 | Wikimedia Commons имеет средства массовой информации, связанные с водными ракетами. |
