Индивидуальный проект по физике "Реактивное движение"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя

общеобразовательная школа им. А.И. Крушанова с. Михайловка»

Михайловского муниципального района Приморского края

ПРОЕКТ ПО ФИЗИКЕ

«РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ»

(индивидуальный проект)

Выполнил:

Зинченко Виталий,

ученик 10 «Б» класса.

Руководитель:

Кобылянская И.А..,

учитель физики.

с. Михайловка, 2022 г.

Содержание

Введение……………………………………………………………… стр. 2-3

1. Теоретические основы реактивного движения

1.1. Сущность  понятия «реактивное движение»…………………. стр. 5

1.2. Реактивное движение в природе и технике…………………… стр. 5-8

1.3.           Принцы действия реактивных  ракет…………………………. стр. 8-11

2. Реализация  намеченного плана по изготовлению и тестированию макета реактивного движения

2.1. Способы создания макетов реактивного движения………… стр. 12-20

2.2. Конструирование и тестирование макета реактивного движения на примере создания ракеты……………………………………………… стр. 20

Заключение………………………………………………………… стр. 21-22

Список используемых источников………………………………. стр. 23

Приложение………………………………………………………. стр. 23-29

Введение

В течение многих веков человечество мечтало о космических по­лё­тах. Писатели-фантасты предлагали самые разные средства для дости­же­ния этой цели. Но ни один учёный, ни один писатель-фантаст за многие века не смог на­звать единственного находящегося в распоряжении чело­ве­ка средства, с помощью которого можно преодолеть силу земного при­тяжения и улететь в космос.

  Эту проблему разрешили с открытием реактивного движения.

 Реактивное движение используется людьми с 10 века. Оно давно прочно вошло в нашу жизнь и занимает большое место в современной технике: космической, военной, на транспорте. Проявления реактивного движения (отдачу) приходится учитывать при конструировании оружия, в спорте: при катании на скейте и коньках, метании ядра и т.д. Во время праздничного фейерверка мало кто задумывается, что такая красота невозможна без реактивного движения. Движение многих моллюсков (осьминогов, кальмаров, каракатиц, медуз) является реактивным.

Таким образом, изучение реактивного движения и создание устройств, для его демонстрации показалось нам интересной задачей. Я выбрал эту тему и потому что такого прибора нет в школе.  Чтобы у учащихся было представления об этом виде  движения, я решил создать устройство для демонстрации реактивного движения.

Цель проекта: научиться создавать макет реактивного движения в домашних условиях и изучить особенности реактивного движения и отдачи.

Для достижения поставленной цели и решения поставленной проблемы необходимо решить следующие задачи:

1) изучить литературу по заявленной теме и провести отбор необходимого теоретического материала из различных источников;

2) изучить способы создания макетов, демонстрирующих реактивное движение,  выбрать самый приемлемый из них для демонстрации.

3) создать макет реактивного движения  и протестировать  его действие.

4) создать видеоролик «Ракета своими руками».

 Область исследования: механика.

Объект исследования: реактивное движение.

Предмет исследования: устройства для демонстрации реактивного движения.

Проектный продукт - учебное пособие - видеоролик «Ракета своими руками».

1.Теоретические основы реактивного движения

1.1.Сущность  понятия «реактивное движение»

Прежде чем перейти к понятию реактивного движения, определим лексическое значения понятия «движение».

Если обратиться к толковым словарям, то можно найти следующие определения.

Движение -  результат совокупности наименьших действий.

Движение - перемещение кого (чего) в определенном направлении.

Таким образом,  движение понимается как изменение с течением времени положения тела относительно других тел.

Реактивное движение - это движение,  возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела. При этом возникает  реактивная сила, сообщающая телу ускорение. 

Реактивная тяга - сила, возникающая в результате взаимодействия двигательной установки с истекающей из сопла струей расширяющихся жидкости или газа, обладающих кинетической энергией.

Реактивное движение - это движение, при котором на движущееся тело действует сила вытекающей из него струи газа, пара ,направленная в сторону ,противоположную движению.

Вывод: реактивное движение это, движение которое возникает благодаря другой силе, присоединённой к телу.

Такое движение происходит за счёт того, что от тела отделяется и движется какая-то его часть. 

1.2. Применение реактивного движения в природе

Многие из нас в своей жизни встречались во время купания в море с медузами. Во всяком случае, в Черном море их вполне хватает. Но мало кто задумывался, что и медузы для передвижения пользуются реактивным движением. Кроме того, именно так передвигаются и личинки стрекоз, и некоторые виды морского планктона. И, зачастую, КПД морских беспозвоночных животных при использовании реактивного движения гораздо выше, чем у техноизобретений.

Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами. Например, морской моллюск-гребешок движется вперед за счет реактивной силы струи воды, выброшенной из раковины при резком сжатии ее створок. [12]

Применение реактивного движения в растительном мире

Среди растений реактивное движение встречается у созревших плодов бешеного огурца. При созревании растения его плод отцепляется от плодоножки. Под большим давлением из плода выбрасывается жидкость с семенами, которая направлена в противоположное направление движению плода. [9]

Реактивное движение в технике

Личное реактивное оружие было разработано в США еще в 1970-х годах. Автоматический многозарядный пистолет получил название "Жироджет" и имеет калибр 13 мм. Его пуля представляет собой миниатюрную ракету, в донной, части которой вокруг капсюля-воспламенителя располагаются 4 реактивных сопла, а в корпусе пули запрессована шашка твердого ракетного топлива. При выстреле капсюль накалывается на боек и воспламеняет реактивный заряд твердого топлива, под действием реактивной силы пуля по направляющим вылетает из ствола, попутно вновь взводя курок. Сопла располагаются под некоторым углом к оси пули, поэтому пуля закручивается вокруг своей оси, и таким образом происходит стабилизация ее в полете. Выстрел из реактивного пистолета почти бесшумен. Отдача практически отсутствует, что могло бы повысить кучнобойность оружия, однако реактивная пуля, испытывая сильное сопротивление воздуха (из-за большого диаметра), быстро теряет скорость. Еще одной причиной, по которой не происходит улучшение целевых характеристик, является уменьшение массы пули за счет выгорания реактивного заряда. Кроме того, по мнению автора, реактивная пуля не может набрать полной скорости сразу после покидания направляющих (по вылету из ствола), а поэтому, как на самых малых, так и на больших дистанциях, реактивный пистолет малоэффективен.

Применение реактивного движения в технике

В течение многих веков человечество мечтало о космических полётах. Писатели-фантасты предлагали самые разные средства для достижения этой цели. В XVII веке появился рассказ французского писателя Сирано де Бержерака о полёте на Луну. Герой этого рассказа добрался до Луны в железной повозке, над которой он всё время подбрасывал сильный магнит. Притягиваясь к нему, повозка всё выше поднималась над Землёй, пока не достигла Луны. А барон Мюнхгаузен рассказывал, что забрался на Луну по стеблю боба. В конце первого тысячелетия нашей эры в Китае изобрели реактивное движение, которое приводило в действие ракеты - бамбуковые трубки, начиненные порохом, они также использовались как забава. Один из первых проектов автомобилей был также с реактивным двигателем и принадлежал этот проект НьютонуАвтором первого в мире проекта реактивного летательного аппарата, предназначенного для полета человека, был русский революционер - народоволец Н.И. Кибальчич. Его казнили 3 апреля 1881 г. за участие в покушении на императора Александра II. Свой проект он разработал в тюрьме после вынесения смертного приговора. Кибальчич писал: “Находясь в заключении, за несколько дней до своей смерти я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении… Я спокойно встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мною”. Идея использования ракет для космических полётов была предложена ещё в начале нашего столетия русским учёным Константином Эдуардовичем Циолковским. В 1903 году появилась в печати статья преподавателя калужской гимназии К.Э. Циолковского “Исследование мировых пространств реактивными приборами”. В этой работе содержалось важнейшее для космонавтики математическое уравнение, теперь известное как “формула Циолковского”, которое описывало движение тела переменной массы. В дальнейшем он разработал схему ракетного двигателя на жидком топливе, предложил многоступенчатую конструкцию ракеты, высказал идею о возможности создания целых космических городов на околоземной орбите. Он показал, что единственный аппарат, способный преодолеть силу тяжести - это ракета, т.е. аппарат с реактивным двигателем, использующим горючее и окислитель, находящиеся на самом аппарате. [9]

в краткой научной энциклопедии можно найти и другое определение ракеты. Ракета - двигатель, подобный реактивному, который  можно использовать в космосе, потому что у него есть собственный запас кислорода. [13]

Вывод: реактивное движение хорошо применяется в технике, а в животном мире, благодаря ему, передвигаются, растительном мире - перерождаются

1.3. Принцип действия ракет

Ракета с жидкостным двигателем несет в себе запас топлива и окислителя, которые подаются в камеру сгорания либо под давлением газа, либо, что бывает чаще всего, с помощью насосов. В камере они воспламеняются. Окислитель при этом необходим для выделения кислорода, без которого ничего не происходит.

Далее горящая жидкость создает мощную реактивную струю, которая устремляется наружу через сопло в задней части ракеты. Действие струи вызывает соответствующее противодействие в виде реакции струи, направленной в другую сторону, которая и толкает ракету вперед. [3]

Ракета является весьма «затратным» транспортным средством. Ракеты-носители космических аппаратов «транспортируют», главным образом, топливо, необходимое для работы их двигателей, и собственную конструкцию, состоящую в основном из топливных контейнеров и двигательной установки. На долю полезной нагрузки приходится лишь малая часть (1,5-2,0%) стартовой массы ракеты.

Составная ракета позволяет более рационально использовать ресурсы за счёт того, что в полёте ступень, выработавшая своё топливо, отделяется, и остальное топливо ракеты не тратится на ускорение конструкции отработавшей ступени, ставшей ненужной для продолжения полёта. Пример расчёта, подтверждающего эти соображения, приводится в статье Формула Циолковского.

Конструктивно многоступенчатые ракеты выполняются поперечным  или  продольным разделением ступеней.

При поперечном разделении ступени размещаются одна над другой и работают последовательно друг за другом, включаясь только после отделения предыдущей ступени. Такая схема даёт возможность создавать системы, в принципе, с любым количеством ступеней. Недостаток её заключается в том, что ресурсы последующих ступеней не могут быть использованы при работе предыдущей, являясь для неё пассивным грузом.

При продольном разделении первая ступень состоит из нескольких одинаковых ракет (на практике, от 2-х до 8-и), работающих одновременно и располагающихся вокруг корпуса второй ступени симметрично, чтобы равнодействующая сил тяги двигателей первой ступени была направлена по оси симметрии второй. Такая схема позволяет работать двигателю второй ступени одновременно с двигателями первой, увеличивая, таким образом, суммарную тягу, что особенно нужно во время работы первой ступени, когда масса ракеты максимальна. Но ракета с продольным разделением ступеней может быть только двухступенчатой.

Существует и комбинированная схема разделения - продольно-поперечная, позволяющая совместить преимущества обеих схем, при которой первая ступень разделяется со второй продольно, а разделение всех последующих ступеней происходит поперечно. Пример такого подхода - отечественный носитель Союз.

Уникальную схему двухступенчатой ракеты с продольным разделением имеет космический корабль Спейс Шаттл, первая ступень которого состоит из двух боковых твёрдотопливных ускорителей, а на второй ступени часть топлива содержится в баках орбитера (собственно многоразового корабля), а большая часть - в отделяемом внешнем топливном баке. Сначала двигательная установка орбитера расходует топливо из внешнего бака, а когда оно будет исчерпано, внешний бак сбрасывается и двигатели продолжают работу на том топливе, которое содержится в баках орбитера. Такая схема позволяет максимально использовать двигательную установку орбитера, которая работает на всём протяжении вывода корабля на орбиту.

При поперечном разделении ступени соединяются между собой специальными секциями - переходниками - несущими конструкциями цилиндрической или конической формы (в зависимости от соотношения диаметров ступеней), каждый из которых должен выдерживать суммарный вес всех последующих ступеней, помноженный на максимальное значение перегрузки, испытываемой ракетой на всех участках полёта, на которых данный переходник входит в состав ракеты. При продольном разделении на корпусе второй ступени создаются силовые бандажи (передний и задний), к которым крепятся блоки первой ступени. Элементы, соединяющие части составной ракеты, сообщают ей жёсткость цельного корпуса, а при разделении ступеней должны практически мгновенно освобождать верхнюю ступень. Обычно соединение ступеней выполняется с помощью пироболтов.

Пироболт - это крепёжный болт, в стержне которого рядом с головкой создается полость, заполняя бризантным взрывчатым веществом с электродетонатором. При подаче импульса тока на электродетонатор происходит взрыв, разрушающий стержень болта, в результате чего его головка отрывается. Количество взрывчатки в пироболте тщательно дозируется, чтобы, с одной стороны, гарантировать отрыв головки, а, с другой - не повредить ракету. При разделении ступеней на электродетонаторы всех пироболтов, соединяющих разделяемые части, одновременно подаётся импульс тока, и соединение освобождается.
Далее ступени должны быть разведены на безопасное расстояние друг от друга. (Запуск двигателя высшей ступени вблизи низшей может вызвать прогар ее топливной емкости и взрыв остатков топлива, который повредит верхнюю ступень, или дестабилизирует её полет.) При разделении ступеней в атмосфере для их разведения может быть использована аэродинамическая сила встречного потока воздуха, а при разделении в пустоте иногда используются вспомогательные небольшие твёрдотопливные ракетные двигатели. На жидкостных ракетах эти же двигатели служат и для того, чтобы «осадить» топливо в баках верхней ступени: при выключении двигателя низшей ступени ракета летит по инерции, в состоянии свободного падения, при этом жидкое топливо в баках находится во взвешенном состоянии, что может привести к сбою при запуске двигателя. Вспомогательные двигатели сообщают ступени небольшое ускорение, под действием которого топливо «оседает» на днища баков. На приведённом выше снимке ракеты Сатурн-5, на корпусе третьей ступени (крайняя слева, в кадре представлена частично) виден чёрный корпус одного из вспомогательных твёрдотопливных двигателей разведения 3-й и 2-й ступеней.

Увеличение числа ступеней даёт положительный эффект только до определённого предела. Чем больше ступеней - тем больше суммарная масса переходников, а также двигателей, работающих лишь на одном участке полёта, и, в какой-то момент, дальнейшее увеличение числа ступеней становится контрпродуктивным. В современной практике ракетостроения более четырёх ступеней, как правило, не делается.

При выборе числа ступеней важное значение имеют также вопросы надёжности. Пироболты и вспомогательные РДТТ - элементы одноразового действия, проверить функционирование которых до старта ракеты невозможно. Между тем, отказ только одного пироболта может привести к аварийному завершению полёта ракеты. Увеличение числа одноразовых элементов, не подлежащих проверке функционирования, снижает надёжность всей ракеты в целом. Это также заставляет конструкторов воздерживаться от слишком большого количества ступеней.

 

 

 

 

 

 

2. Реализация намеченного плана по изготовлению и тестированию макета реактивного движения

2.1. Способы создания макетов реактивного движения

                                                                           I.Как сделать ракету из пластиковой бутылки

Эта модель дает возможность проводить множество различных опытов и, что самое главное, познакомиться с действием реактивного двигателя. Воздушно-гидравлическую ракету можно легко построить самому. Такую простейшую ракету (см. Приложение 1) сделать можно очень быстро из подручных материалов.

Для начала надо определиться, каких размеров будет ракета. Основа её корпуса будет простая пластмассовая бутылка из-под газировки. В зависимости от объема бутылки будут различаться полетные характеристики нашей будущей ракеты. Например, 0.5 литра хоть и будет маленькая по размерам, но и взлетать тоже будет невысоко метров на 10-15. Самый оптимальный размер - это бутылка объемом от 1.5 до 2 литров, можно конечно еще взять и пяти литровый сосуд, но это будет для нас слишком мощно, не на Луну, же лететь.

Для старта потребуется также основной инструмент - насос, лучше, если он будет автомобильным и с прибором для измерения давления - манометром. Основной узел в ракете будет клапан, от него будет завесить эффективность всей нашей ракеты. С помощью него в бутылку нагнетается и удерживается воздух.

Возьмем проколотую или можно рабочую камеру от любого велосипеда и вырежем их неё “сосок”, часть, к которой мы подсоединяем насос. Еще потребуется обычная пробка от бутылок вина или шампанского, но так как их очень много разных форм и размеров, то главным критерием отбора для нас будет длина не менее 30 мм и диаметром, чтобы пробка входила в горлышко бутылки с натягом на 2/3 своей длины (см. Приложение 2) .  

Теперь в найденной пробке следует сделать отверстие такого диаметра, чтобы “сосок” входил с усилием в неё. Отверстие сверлить лучше в два приема, сначала тонким сверлом, а потом уже сверлом нужного диаметра и главное это делать мягко с небольшим усилием. Далее “сосок” и пробку соединяем вместе, предварительно капнув в отверстие пробки немного “супер клея” для предотвращения просачивания воздуха из бутылки.

Последней деталью в клапане будет площадка (см. Приложение 3), которая служит для крепления клапана к стартовой площадке. Её нужно сделать из прочного материала, например, металл или стеклотекстолит толщиной 2-3 мм и размерами 100х20 мм. После того как в ней сделали 3 отверстия под крепление и ниппеля, можно приклеивать к ней пробку, при этом лучше использовать эпоксидный клей для более прочного соединения. В итоге главное, чтобы часть ниппеля выступала над площадкой примерно на 8-11 мм, иначе не за что будет подсоединять насос.

Приступим к самой ракете. Она для её изготовления потребуется две бутылки объемом 1.5 литра, шарик от настольного тенниса, цветной скотч. Одну бутылку можно пока отложить в сторону, а со второй выполним операцию. Нужно отрезать аккуратно верхнюю часть бутылки, так чтобы общая длина составила примерно 100 мм. Далее отпиливаем от этой части головку с резьбой. В итоге получился у нас головной обтекатель, но это еще не всё. Так как осталась дырка в середине, то её нужно закрыть и в этом случае понадобится приготовленный шарик.

Возьмем целую бутылку, перевернем её горлышком вниз, сверху положим шарик и наденем головной обтекатель. В сумме получилось, что шарик немного выпирает за пределы окружности бутылки, он будет служить как элемент, смягчающий удар об землю при спуске с орбиты. Теперь ракеты нужно украсить немного, так как бутылки прозрачные, то в полете ракету будет плохо видно и для этого, где есть ровная цилиндрическая поверхность, обматываем цветным скотчем.

Вот и получилась в итоге заветная ракета, хотя она больше похожа на баллистическую межконтинентальную ракету. Можно конечно сделать стабилизаторы для сходства со стандартной ракетой, но они на полет никак не будут влиять на этом снаряде.

Стабилизаторы в количестве четырех штук легко сделать из картона из-под бытовой техники, вырезав их небольшой по площади. Приклеить их к корпусу ракеты можно с помощью клея жидких гвоздей или другого аналогичного.

Теперь начнем изготовление стартовой площадки (см. Приложение 4). Для этого нам потребуется ровный фанерный лист толщиной 5-7 мм выпиленный квадратом со сторонами длиной 250 мм.

В центе сначала закрепим сделанную ранее площадку с клапаном, расстояние между отверстиями выбираем произвольно, расстояние между двумя площадками должно быть не менее 60 мм и для этого применяем в качестве крепления болты диаметром 4 или 5 мм и длиной соответственно не меньше 80 мм. Далее, чтобы ракету зафиксировать на стартовой площадке потребуется смастерить держатель с пусковым устройством, который состоит из двух уголков, двух гвоздей и 4 болтов с креплением. У уголка с одной стороны сверлим два отверстия под крепеж к стартовой площадке, расстояние между отверстиями, как и в уголке, так и в основной площадке должны быть одинаковы, например, 30 мм.

С другой стороны, обоих уголков также нужно сделать два отверстия диаметром 5 мм под два больших гвоздя таким же диаметром, но расстояние между отверстиями должно быть такое, чтобы расстояние между самими гвоздями было от 28 до 30 мм. Когда всё собрано, следует отрегулировать высоту положения фиксирующих гвоздей.

Для этого установим бутылку на клапан, как в боевом режиме, с большим усилием и после этого нужно так подобрать высоту уголков, чтобы гвозди легко скользили в самих отверстиях и между горлышком бутылки. Гвозди служат также спускающим механизмом, но еще потребуется сделать специальную пластинку соединяющих их и для веревочки, которую мы будет дергать для запуска ракеты. Завершающими элемента в стартовой площадке будут ножки, для которых нужно просверлить 4 отверстия во всех углах площадки и прикрутить 4 небольших болта длиной от 30 до 50 мм, они служат для фиксации стартового стола в земле.

Ракета должна быть наполнена водой в строго указанном количестве, это 1/3 от общей длины всей бутылки. Опытным путем легко убедиться, что заливать слишком много воды, как и слишком мало, не стоит, так как в первом случае для воздуха остается слишком мало места, а во втором - слишком много. Тяга двигателя в этих случаях будет очень слабой, а время работы - непродолжительным. При открытии клапана сжатый воздух начинает выбрасывать воду через сопло, в результате чего возникает тяга, и ракета развивает соответствующую скорость (около 12 м/с). Следует иметь в виду, что на величину тяги влияет также площадь поперечного сечения сопла. Тяга, уменьшающаяся по мере выбрасывания воды, позволит ракете достигнуть высоты 30 - 50 м.

Несколько пробных запусков при слабом или умеренном ветре позволяют сделать вывод, что при герметическом соединении клапана с бутылкой, правильном наполнении водой и при вертикальной установке модели на старте она может достигнуть высоты около 50 м. Установка ракеты под углом 60° приводит к уменьшению высоты подъема, однако дальность полета увеличивается. При более пологих траекториях либо старты модели будут неудачными, либо дальность полета будет небольшой. Модель, запущенная без воды, будет очень легкой и поднимется только на 2 - 5 м. [10].

Ракета из гильзы. Модели ракет и их создание является одним из способов досуга, ведь создать ракету очень просто. Для этого нужно взять немного бумаги, гильзу от ружья, селитру, которую можно приобрести в любом садово-дачном магазине, клей и применить небольшой опыт создания ракет, изложенный ниже.

В любой ракете главное две вещи - это корпус и горючее. Корпус должен создавать как можно меньше сопротивления к воздуху при полете, придавать стабильное положение и быть легким. Поэтому головная часть ракеты снабжается обтекателем конической формы, а низ ракеты украшают стабилизаторами из трех - четырех крыльев для стабильного движения вверх, созданных в нашем случае из бумаги или картона.

А вот с топливом дело обстоит сложнее. Эффективность топлива зависит от его массы (чем легче, тем лучше), дешевизны, легкости хранения, стабильности горения и максимальности отдачи энергии. Именно запас энергии является основной проблемой, так как вещества хорошо подходящие на роль топлива чрезвычайно активны и постоянно пытаются высвободить свой запас. Следовательно, для моделей такие жидкие взрывоопасные топлива нужно исключить, ввиду их опасности. Остается только более безопасные твердые топлива. В нашем случае прекрасно подойдут следующие виды топлива в виду их дешевизны и доступности:

·                     Газетная бумага, пропитанная горячим раствором селитры, затем высушенная и туго скрученная в рулон, засунутая в гильзу от охотничьего ружья с отсутствующим капсюлем;

·                     Карамельное топливо из сахара, глюкозы или сорбита 35% смешенного с калиевой селитрой 65%. Оно не прожигает корпус двигателя при горении, который выполняется из стрелянной металлической гильзы (с удаленным капсюлем), куда вливается расплавленная карамель. Отверстие из-под капсюля выполняет роль сопла, поэтому поджигается топливо в этом месте. С другого конца отверстие наглухо закрывается с помощью заглушки, закрепленной на корпусе с маленькими болтами или пыжом на жидких гвоздях;

·                     Порох марки ДРП-3П, который насыпается в фольгу и заворачивается в виде трубки с фитилем для поджога. Такой порох можно приобрести в виде уже готового ракетного двигателя РД-1. В РД-1 кроме топлива присутствует также вышибной заряд для парашютной системы и электрическая спичка для запуска ракеты. Его легко купить, и он довольно-таки дешевый и легко убирается из модели, после того как она приземлилась. Это дает возможность собрать многоразовую модель ракеты и оттюнинговать ее, начиная от раскраски и заканчивая кольцевыми стабилизаторами.

Для того чтобы сделать модель ракеты достаточно следующих действий:

·                     Подберите трубу с аналогичным диаметром, что и ваш двигатель и длиной в 22 раза больше диаметра;

·                     Туго оберните 5 – 6 раз трубу бумагой или пергаментом, проклеивая каждый слой клеем;

·                     Высушите корпус и вытащите трубу;

·                     С помощью ножа выточите конус из пенопласта и приклейте к отверстию бумажного цилиндра с помощью жидких гвоздей или клея момента;

·                     С другого края приклейте трех сантиметровые в высоту и в длину стабилизаторы из картона так, чтобы модель могла стоять и не падать, иметь зазор между землей и концом ракеты;

·                     Вставьте в конец цилиндра двигатель с фитилем или электро-спичкой;

·                     Поставьте на землю ракету и запустите ее.

Если лень делать модель ракеты, то можно приобрести ее. Как правило, такие модели снабжены ракетным двигателем, видеокамерой на борту, чтобы можно было запечатлеть полет и парашютом, который выпускается при срабатывании вышебного заряда двигателя после того, как топливо сгорело. 

 Ракета из бумаги и воздушного шара. Спору нет, ракетный моделизм - дело трудное и далеко не всем по плечу. Но можно начинать свой путь в космос с простейших моделей, например, такой, как эта. Материалом для нее послужит обыкновенная бумага, а двигателем... воздушный шарик. Энергии его воздушного потока вполне хватит, чтобы поднять ракету на 10-15-метровую высоту. Собрав же с друзьями несколько таких ракет, вы можете устроить увлекательные соревнования.

Для работы вам понадобится писчая и цветная бумага, ватман, тонкий картон, клей, алюминиевая фольга, лейкопластырь или клейкая лента, отрезок пластмассовой трубочки диаметром 10-15 мм, пробка для химической посуды, алюминиевая краска, скрепки, маленький гвоздик, винт и гайка с резьбой МЗ-М4 и два воздушных шарика.

Лист писчей бумаги размером 15x12 см скатайте в трубку (см. Приложение 5) и склейте - это будет корпус ракеты. Ширина полосы склейки - 1 см. Концы трубки оберните полосками липкой ленты или лейкопластыря шириной 0,5 см (см. Приложение 5). Верхнюю часть - двумя слоями, нижнюю - одним.

Затем оклейте оставшуюся поверхность алюминиевой фольгой (см. Приложение 5).

Делать это надо очень аккуратно, иначе корпус сомнется. Верхнюю полоску ленты или лейкопластыря заклейте такой же по ширине полоской цветной бумаги. Когда клей подсохнет, скруглите внутренние края трубки надфилем или, на худой конец, пилкой для ногтей. Это уменьшит трение шарика о стенки корпуса, а значит увеличит скоростью и дальность полета ракеты. Дно корпуса вырежьте из ватмана. Длина «лапок»- около 1 см. Отверстие в центре должно быть на 1-2 мм больше диаметра втулки (см. Приложение 5).

Саму втулку можно изготовить из пластмассовой трубки или пробки от шампанского. Порядок монтажа показан на рисунке 6. «Лапки» загните и прикрепите клеем к внешней стороне корпуса. Все стыки проклейте. Затем оберните нижнюю часть корпуса полоской липкой ленты или лейкопластыря шириной 1 см и заклейте полоской цветной бумаги такой же ширины (см. Приложение 5). Следующий этап - изготовление плоскостей стабилизаторов хвостового оперения (см. Приложение 5). Вы разберетесь, как их сделать, внимательно рассмотрев рисунки. Размеры подберите соответственно длине корпуса. Готовые детали приклейте к корпусу так, чтобы они были с ним в одной плоскости. К стабилизаторам хвостового оперения крепятся двигатели. Сделайте их из бумажных полосок, скатанных в трубочки. Они должны быть чуть длиннее стабилизаторов. Теперь очередь за главным двигателем ракеты. Он располагается внутри корпуса.

Возьмите два воздушных шарика и аккуратно, чтобы не проткнуть невзначай резину, вставьте один в другой с помощью карандаша или ручки. Горловины натяните на изготовленную из пробки втулку Ее можно сделать и из бумаги. Внутренний диаметр втулки- ропла не должен превышать 1,5 см, иначе скорость истечения воздушного потока будет мала и ракета не сможет оторваться от земли.

Не следует делать сопло и слишком маленьким - резко упадет мощность воздушного потока. Еще один важный элемент двигателя - запорная пробка-клапан. Он позволяет ракете постоянно находиться в «боевой готовности».

Сделать клапан проще всего из подходящей по размеру резиновой пробки для химической посуды. Слегка заточите ее на конус, как показано на рисунке 15, и просверлите отверстие диаметром 4-5 мм.

Затем вырежьте из картона кружок точно по диаметру пробки и приклейте его лейкопластырем или липкой лентой.

Осторожно установите готовый клапан во втулку. Он должен достаточно свободно входить и выниматься, надежно перекрывая выход воздуха. Принцип действия клапана и способ надувания шарика показанным в изложении 5 Для запуска ракеты понадобится стартовая установка. Вырежьте из картона три одинаковых диска диаметром 15 см и один диск поменьше - диаметром 12 см.

Последний разрежьте на две части точно посередине и отогните края на 1 см (см. приложение 6). Это будут щеки стартовых направляющих. На один из больших дисков наклейте четыре пустых спичечных коробка и плотно скрученный бумажный ролик.

Направляющие складываются из листа ватмана размером 20x10 см. Сверху на них наклеивают стопкой 2—3 кусочка картона (см. Приложение 6), которые не позволят ракете соскальзывать вниз.

Порядок сборки стартовой позиции показан на рисунке 24: Прежде чем наклеивать щеки, не забудьте соединить все три диска гвоздиком, воткнув его в бумажный ролик, наклеенный на нижний диск.

Средний круг приклейте к коробкам. В результате у вас получится стол, вращающийся на 360°, с изменяемым углом наклона направляющих. Все сооружение окрасьте серебряной краской.

Общий вид ракеты на позиции показан на рисунке 25. Щеки соединяются с направляющими винтом или осью с загнутыми краями и приклеиваются к верхнему диску. Все готово к запуску. Остается только вынуть пробку-клапан.

2.2. Конструирование и тестирование макета реактивного движения на примере создания ракеты 

Я выбрал построение ракеты из пластиковой бутылки и немного её упростил.

ИНСТРУКЦИЯ:

Шаг 1.

Приготовим предметы: ниппель от велосипедной камеры; деревянная пробка из под вина; бутылка наполненная водой на 1/3 водой.

Шаг 2.

Разрезаем пробку пополам

Шаг 3.

Делаем в половине пробки отверстие с помощью сверла и вставляем в него ниппель. После чего вставляем пробку с ниппелем в горлышко бутылки.

Запуск.

Закрепляем бутылку в нужном направлении и подаём воздух с помощью насоса до тех пор, пока бутылка не взлетит.

Заключение

Закончив свой проект, я испытал удовлетворение от проделанной работы, поскольку все, что было задуманое, получилось. Мне удалось выбрать тему проекта, которая действительно актуальна, сформулировать цель и задачи, для   ее разрешения.

В настоящее время благодаря многим учёным со всего света, изучение реактивного движения продвинуто, но насколько оно продвинуто и сколько осталось до конца пути никто не знает. Человек уже был в космосе, но он чувствует и знает, что он не увидел и одной миллиардной доли того чего бы хотел увидеть. Значит, нам есть к чему стремиться, а если в жизни есть цель, значит то, что она небессмысленна.

Кроме того, проект имеет важную практическую значимость: оказывает помощь и учащимся, и учителям физики при изучении темы «Реактивное движение».

 

Список используемых источников

1.             http://www.mirpodelki.ru/index.php?id=33

2.             http://kia-soft.narod.ru/interests/rockets/rk1/rk1.htm

3.            http://kosmosl.ru/index.php/2010-06-18-06-54-45/72-2010-06-18-08-40-02

4.             http://otvet.mail.ru/question/30484788.ISBN 5-902872-08-1

5.             http://referatwork.ru/refs/source/ref-114718.html

6.             http://ru.wikipedia.org/wiki/%C4%E2%E8%E6%E5%ED%E8%E

7.            толковый словарь русского языка:80 000слов и фразеологических выражений/Российская академия наук. Институт русского языка им.В.В. Виноградова.-4-е изд.,дополнительное.-М.:ООО “Издательство ЭЛПИС”,2003-944стр

8.            http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%ED%EE%E3%EE%F1%F2%F3%EF%E5%ED%F7%E0%F2%E0%FF_%F0%E0%EA%E5%F2%E0#.D0.9F.D1.80.D0.B8.D0.BD.D1.86.D0.B8.D0.BF_.D0.B4.D0.B5.D0.B9.D1.81.D1.82.D0.B2.D0.B8.D1.8F_.D0.BC.D0.BD.D0.BE.D0.B3.D0.BE.D1.81.D1.82.D1.83.D0.BF.D0.B5.D0.BD.D1.87.D0.B0.D1.82.D0.BE.D0.B9_.D1.80.D0.B0.D0.BA.D0.B5.D1.82.D1.8B

9.            http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%E5%E0%EA%F2%E8%E2%ED%E0%FF_%F2%FF%E3%E0 

10.        http://www.mirpodelki.ru/index.php?id=348.

11.        http://www.sky-blog.net/nauka/Modeli-raket.htm

12.        http://www.vevivi.ru/best/Reaktivnoe-dvizhenie-v-prirode-i-tekhnike-ref131696.html

13.        краткая научная энциклопедия. Под редакцией Е. Б. Аузан. Слово 1994 год.-159с. С .88-принцип  действия ракеты с. 109

14.        Цветков В.И. Ц27 Космос. Полная энциклопедия/Ил. Н. Красновой.-М.:Экскимо,2008-248 с.: ил. -история ракет с. 86

Приложение 1.

Ракета из пластиковой бутылки

                  Рис. 1. ракета из пластиковой бутылки

Приложение 2.

Необходимые элементы ракеты из пластиковой бутылки

       Рис. 2. необходимые элементы ракеты из пластиковой бутылки

Приложение 3.

Инструкция по креплению клапана к стартовой площадке

Рис. 3. инструкция по креплению клапана к стартовой площадке

Приложение  4

Инструкция по изготовлению стартовой площадке

Рис. 4. инструкция по изготовлению стартовой площадке

Приложение 5

Инструкция по изготовлению ракеты из бумаги и воздушного шара

 Рис. 5. инструкция по изготовлению ракеты из бумаги и воздушного шара

                                             Приложение 6 ( продолжение приложения 5)

           Рис. 6.