Weekend DIY Dad Activity: Sådan laver du en hurtig-n-let vandraket

{h1}


E-mail abonnenter for at se videoklik her.

Redaktørens note: Dette er et gæstepost fra David Erik Nelson, forfatter af Klip, brænde, lodde, makulere: Seriøst nørdede ting at lave med dine børn.


Selvom butikskøbte vandraketter engang var en næsten universel del af barndommen (i det mindste i forstæder Mellemamerika, hvor jeg voksede op), er DIY vandraketter næsten uhørt i USA, på trods af at de er almindelige i Storbritannien. Nøglen til DIY vandraketten er den allestedsnærværende sodavand af plast. (Ofte kaldet PET-flasker i Storbritannien er disse grundlæggende lavet af polyester, ligesom din foretrukne buksedragt.) En sodaflaske kan let modstå 150 pund tryk pr. kvadrat tomme - betydeligt mere end en bil eller et cykeldæk og mere end nok til at sætte den i luften .

Følgende design undgår mange af bekymringerne vedrørende ventiler, affyringsmekanismer, tryk osv., Fordi enheden er umulig at overtrykke, hvilket eliminerer risikoen for en raketeksplosion. Det er hurtigt og nemt (ikke mere end 5 minutter at konstruere), praktisk talt gratis, sjovt at lave og starte med dine børn (mens du lærer dem nogle grundlæggende principper for fysik) og kan, afhængigt af kvaliteten af ​​din cykelpumpe, bue en flaske 30 fod med hastigheder, der er sikre nok til at skyde på dine kammerater, eller send en raket, der svæver hundrede fod mod himlen.


Hvad du har brug for

Vintage vandraket og lanceringsrørsillustration.



Figur 1: En færdig hurtig-n-let vandraket og affyringsrør


Værktøjer

  • en elektrisk boremaskine med 1/4 ″ og 3/8 ″ bits
  • en hjælpekniv
  • En hersker
  • en kuglepen
  • en cykelpumpe

Forsyninger


  • en vinkork (en brugt kork er fint; hvis du køber nyt, giver en # 9 lige vinkork en tæt pasform.)
  • en gammel dækstamme fra en cykel eller et bildæk
  • en eller flere 20 oz vand eller sodaflasker
  • et rørsnit, der er bredt nok til at rumme dine flasker (såsom et 3 ″ papforsendelsesrør eller en havregryn, kartoffelchip eller en snackdåse)
  • en tynd dyvel eller havepæl
  • gaffatape

Vintage værktøjer til illustration af vandraket.

Figur 2: Værktøj og forbrugsstoffer


Sådan opbygges og lanceres din vandraket

Trin 1: Start med at anskaffe et dækspindel. Dækbutikker har normalt mange brugte stilke, da de gamle stilke kasseres, når nye dæk installeres. Disse butikker er meget ofte bemandet med unge fædre, der synes at bygge en vandraket lyder fantastisk og vil være ivrige efter at give dig så mange stilke, som du har brug for. Sørg for at fortælle dem, at 'knuste stængler er OK' - en knækket stilk er en, der har fået sin pæreformede ende afbrudt (du kan se denne runde ende øverst på stilken til venstre i figur 3); knuste stængler fungerer fint. Alternativt kan du gå til en cykelbutik, hvor der er masser af utætte cykeldækrør sandsynligvis til rådighed. En bildækstang er en separat enhed fra dækket og de perfekte dimensioner til en sodavandsvandraket, mens cykeldækstænger er integreret i røret og skal skæres løs. Hvis du bruger en cykeldækspindel (vist til højre i figur 3), skal du skære alt det omkringliggende gummi væk.

Vintage en bildæk til bil (venstre) og cykeldækstamme (højre) illustration.


Figur 3: En bildækspindel (venstre) og cykeldækspindel (højre); det meste af det indre rør er skåret væk fra cykelstammen.

Trin 2: For at bygge dit startstik skal du skære korken i halvdelen og derefter bore et hul gennem midten for at rumme dækstammen. Kork er lidt sværere at arbejde end andre skove, da den har en tendens til at rive fra hinanden. Kør boret hurtigt, start med at bore et 1/4 ″ hul. Hvis du bruger en cykeldækspindel (som er lidt smal), skal dette være fint (selvom du sandsynligvis bliver nødt til generøst at rømme hullet eller endda støde op til 19/64 bit. For en bildækspindel , skift til 3/8 ″ bit for at udvide hullet. I begge tilfælde vil korken tilbyde en meget tæt pasning (vigtigt for at sætte flasken under tryk). Test for at se, hvilken ende af din kork der passer bedst i den flaske, du har, og mål 1/8 ″ fra den ende af korken. Marker dette 'sikre punkt' (som jeg vil forklare senere).

Trin 3: Indsæt den gevindskårne ende af dækstammen i korkens ”sikre punkt”, og skub den igennem. Drejning mens du går hjælper dig med at arbejde det ind i korken. Alle messingtråde skal skubbes helt igennem kork, som vist i figur 4. (Du kan bruge en hjælpekniv til at trimme kork, hvis den ender med at blive lidt for lang.)

Vintage lanceringsstik illustration.

Figur 4: Det færdige startstik (bemærk linjen, der markerer 'sikkert punkt')

Trin 4: Sæt dit lanceringsstik til side, og bygg lanceringsrøret. Skær en 7 ″ længde fra forsendelsesrøret, og bånd havepælen til siden. (For et mere permanent lanceringsrør, overvej at bruge et stykke PVC med en diameter på 3 and og fastgøre staven med et par # 44 slangeklemmer.)

Trin 5: Du er klar til lancering! Gå ud med dine flasker, startrør, startstik, cykelpumpe og en kande vand. Stik affyringsrørets pæl i jorden, så røret er i en 45 graders vinkel med nok åbent rum i bunden til, at du kan fastgøre cykelpumpen.

Trin 6: Fyld flasken 1/3 fuld med vand, og sæt derefter startstikket i flaskens munding, så den gevindskårne ende af ventilspindlen stikker ud. Indsæt kun stikket så langt til det 'sikre punkt', du markerede i trin 2.

Trin 7: Skub raketten ind i affyringsrøret, tilslut pumpen til ventilspindlen (figur 5), og begynd at pumpe kraftigt. Efter et dusin pumper (afhængigt af kvaliteten af ​​din pumpe) vil kork pop og raketten vil sprøjte over gården og rydde mindst 20 ′.

Vintage en vandraketillustration.

Figur 5: Klar til lancering!

Vandraketter lanceret med stikket indsat i det 'sikre punkt' og drevet af normale håndpumpede cykelpumper er ret sikre og egnede til mørtelstil vandraket-duel: kæmpere arbejder i hold - en skytte og en læsser - der ligger mindst 15 'til 20' fra hinanden. Bevæbnet med et lager med tomme flasker og vand sprænger de to hold væk mod hinanden, indtil de keder sig eller er sultne. Det er sjovere end en sprøjtepistolkamp og mindre farlig end en raketkamp med flasker.

Opbygning af en bedre raket

Fordi kraften, der driver raketten, afhænger af vandets tryk, der spytter ud på bagsiden, kan du forbedre flyvetid og afstand på to måder: øg trykket i flasken eller gør vandoverførselsmomentet mere effektivt.

Start med at eksperimentere med at køre kork længere ind i flasken og bruge forskellige udsætningsvinkler. En dybere kork kræver mere pres for at poppe, så du kan forvente længere flyrejser. Den begrænsende faktor her er din pumpe; enhver gammel pumpe vil være i stand til at starte en raket, hvis stik kun er indsat til det 'sikre punkt', men når du kører kork dybere, har du brug for mere pres.

Hvis du bruger en meget billig cykelpumpe, kan modtrykket overvælde pakningerne på pumpen, før raketten starter. Hvis vandet sprøjtes ud af pumpen og på dine manchetter, er det sikkert at antage, at du ikke ser en lift-off med denne opsætning. Hvis du oplever en sådan startfejl, skal du tage fat i pumpens ventil og startstikket. Gå derefter ned og tag fat i enden af ​​flasken uden at læne dig over affyringsrøret (du vil ikke engang fange en lav-effekt vandraket i ansigtet) og rykke den ud af kork. Vand sprøjter overalt.

Forudsigeligt, hvis en bedre håndpumpe giver bedre start, så vil en elektrisk kompressor (vist i figur 6) være temmelig fantastisk — højere, længere flyvninger; kortere presningstider mindre indsats og mere støj. Det sagt, Skyd ikke en raket mod din ven, hvis du bruger en luftkompressor! Nogen kan miste et øje eller en tand.

Vintage elektrisk luftkompressor illustration.

Figur 6: En elektrisk luftkompressor

Du kan også eksperimentere med at gøre vandet mere effektivt arbejdsmasse for at accelerere din raket. Med hensyn til volumen er dette et tilfælde af 'mindre er mere;' skønt det at have for lidt vand betyder en skuffende fremdrift, gør for meget vand raketten for tung til at overvinde vægten af ​​sit eget brændstof. Tættere drivmiddel vil derimod give dig større fremdrift (fordi det vil overføre mere momentum) uden at øge 'forbrændingstiden' (den tid det tager at forlade det tunge brændstof, som vejer din raket ned). Du kan gøre vandet tættere ved at tilsætte opvaskemiddel eller salt.

Naturligvis kan du også forbedre raketterne, som vist i figur 7. Den mest oplagte måde er at bevæge sig op til en større sodavandflaske. Uanset flaskestørrelse, hvis du er interesseret i at maksimere højden, kan du tilføje en simpel næsekegle og en stabiliserende hale (næsekeglen er skåret fra toppen af ​​en identisk flaske og limet på plads). Husk, at tilføjelse af en hale kan kræve brug af en skrue ventilspindelforlængelse for at forbinde startstikket til pumpen. Autoforsyningsbutikker sælger disse udvidelser for mindre end $ 10; de kan være nyttige, hvis du har brug for at kontrollere trykket på et hjul med en smuk fælge, eller hvis du vil topte dine reservedele uden at løsne det fra dets opbevaringsrum.

Vintage et par forbedrede raketter med næsekegler og haler (til venstre). Vintage skåret væk på halen af ​​den mindre raket (til højre).

Figur 7: Et par forbedrede raketter med næsekegler og haler (til venstre) og et detaljeret skud, der viser udskæringerne på halen af ​​den mindre raket (højre).

____________________________________

Om forfatteren: David Erik Nelson er freelance skribent og forfatter til Klip, brænde, lodde, makulere: Seriøst nørdede ting at lave med dine børn. Lær mere om bogen, og download yderligere to gratis projekter på Snip Burn Lodde Blog.