آموزش ساخت موشک آبی

طریقه ساخت موشک آبی
بخش اول :
موشک آبی چیست؟
در ساده ترین تعریف می توان موشک آبی را یک بطری نوشیدنی گازدار معرفی کرد که به صورت وارونه قرار گرفته و در انتهای آن دماغه (نوک) موشک نصب شده است. درون بطری موشک تا حد معینی آب وجود دارد که این آب نقش سوخت موشک را ایفا خواهد کرد. در پایین موشک (دهانه بطری) نیز می توان از نازل استفاده کرد. استفاده از بال هم جهت پرواز بهتر و پایداری بیشتر توصیه می شود.

دماغه یا نوک موشک قسمتی است که وظیفه شکافتن هوا و آئرودینامیک کردن جریان روی بطری نوشابه را دارد. بعلاوه اگر قرار باشد موشک شما مجهز به چتر فرود باشد و یا باری را حمل کند؛ این قسمت بهترین گزینه است.
بال ها یا پره ها از مهمترین قسمت های موشک آبی شما ، و مهمترین وجه تمایز یک بطری ساده و یک موشک آبی هستند. بال های موشک باعث می شوند به هنگام پرواز پایداری بیشتری ایجاد شود.

تا کنون شکل ظاهری یک موشک آبی را توصیف کردیم. ولی موشک چگونه پرواز خواهد کرد؟
برای پرواز موشک باید یک مکانیزم پرتاب برای آن طراحی کنیم.
مکانیزم پرتاب:
برای اینکه موشک ما بتواند در هوا پرواز کند باید به نوعی انرژی حرکت خود را در طول مسیر تامین کنید. همانطور که اشاره شد، آبی که درون موشک ریخته می شود کار سوخت را انجام می دهد. برای پرتاب موشک ابتدا باید قدری آب در آن ریخته و سپس بوسیله یک پمپ (تلمبه) درون آن را پر از هوا با فشار زیاد کرد. با وارد کردن هوای بیشتر در قسمت بالایی موشک، حباب های هوا از میان آب درون موشک بالا رفته و به قسمت بالایی می روند.
برای افزایش فشار هوای درون موشک از یک مکانیزم یک طرفه استفاده می شود ، که هوا را به درون موشک تلمبه می کند ولی مانع خروج آب می شود.

بعد از رسیدن فشار هوای درون موشک به مقدار مطلوب، با استفاده از یک ضامن ، ناگهان در بطری باز می شود و هوای درون بطری که فشار بیشتری از فشار اتمسفر دارد راه خروج پیدا می کند. اما از آنجا که آب موجود در بطری راه خروج هوا را مسدود کرده است، به جای هوا، آب با فشار زیاد از زیر موشک خارج می شود که همین امر باعث ایجاد نیروی پیشران برای موشک می شود.

سر همه ی بطری های موجود در بازار کم و بیش به شکل نازل عمل می کنند و همین امر باعث می شود که سرعت خروج آب ، و به تبع آن مومنتوم ایجاد شده نیز بیشتر شود.
اگر موشک درست طراحی شده باشد حرکت مستقیم خود را آغاز می کند و بسته به جهت پرتاب، تا مسافت زیادی پیش می رود.
ایمن سازی پرواز:
دو روش برای ایمن سازی پرتاب موشک آبی وجود دارد:
1- تعبیه یک چتر فرود در ته بطری (نوک موشک) که باعث می شود سرعت موشک به هنگام فرود کاهش یابد و امنیت بیشتری ایجاد شود. بعلاوه به خود موشک نیز آسیب کمتری خواهد رسید. البته تعبیه چتر و تعیین اینکه دقیقا چه موقع چتر باز شود کار سختی است و نیاز به نبوغ زیادی دارد.
روش دیگر آن است که موشک را با یک زاویه خاص پرتاب کنیم. با انتخاب یک زاویه پرتاب مناسب ، موشک مسافت زیادی را به صورت افقی طی خواهد کرد. یک موشک ساده ولی دقیق می تواند بردی معادل 20 تا 30 متر داشته باشد.
مهمترین مشکل پرتاب موشک با زاویه آن است که موشک دیگر نمی تواند روی انتهای خود قرار بگیرد و باید حتما یک سکوی پرتاب برای این کار تعبیه شود.

بخش دوم :
در اين بخش با چگونگي ساخت يك موشك آبي آشنا خواهيم شد كه در وضعيتهاي مختلف قادر به پرواز كردن ميباشد. در بخش بعدي با پرتاب كردن آن آشنا خواهيم شد.

ساخت يك موشك ساده ( ابتدايي)

به چه چيزهایی نياز داريد؟
· يك بطري نوشيدني گازدار( حباب دار):
كه بدنه اصلي موشك را تشكيل ميدهد. مطمئن باشيد كه حتماً از يك بطري نوشيدني گازدار استفاده كنيد. بطريهايي كه شامل نوشيدنيهاي راكد مثل (نوشيدنيهاي مقوي، شير و غيره) ميباشند براي اين كار مناسب نيستند. بطري نوشيدني های گازدار از پلى اتيلن ترفنات، يك پلاستيك فوقالعاده قوي ساخته شده است که برای ساخت اینگونه موشک ها مناسب است.
· يك توپ تنيس يا يك توپ لاستيكي (یا هر جسم دیگر) حدوداً به وزن 60 گرم، كه قسمت اصلي نوك موشك را تشكيل ميدهد.
· تعدادي مقواي نازك موج دار يا پلاستيك موج دار (نوع بدون موج هم مناسب است) كه براي ساخت بال ها و دماغه از آنها استفاده ميشود.
· نوار چسب خوب (و چسب آب بند در صورتی که موشک چند تکه باشد)
· قيچي يا چاقو
· زمان: بين 30 الي 40 دقيقه
پيش از هر كاري ابتدا با يك بطري نوشيدني گازدار شروع كنيد. نوشيدني را از داخل آن خالي كنيد، برچسب ها را از بطري جدا كرده و آن را با آب بشوييد.
اكنون به يك دماغه مخروطي شكل براي نوك موشك و تعدادي پره نياز داريد.

دماغه مخروطي شكل
لازم است كه دماغه مخروطي به اندازه كمي نوكدار (تیز) شود. همچنین توجه شود كه وزن جلوي موشك نیز بايد كمي زیادتر شود. راه مورد نظر براي رسيدن به هر دو هدف چسباندن يك توپ تنيس به انتهاي بطري است.
شايد به طور كامل شكل آيروديناميكي كه مد نظر شماست نشود ولي مطمئن باشید كه پرواز خواهد كرد.

پرهها (بال ها):
پلاستيكهاي موج دار ( با نام Corriflute شناخته ميشوند) ضد آب هستند و نسبت به وزنشان استحكام بالايي دارند. همچنين مقواهاي نازك موج دار نيز مناسب هستند اما پس از چند بار پرتاب خيس ميشوند. انتخاب ديگر اينكه ميتوان از CD براي ساخت پره استفاده كرد. اگر از اين روش استفاده نموديد، حتماً لبههاي تيز را با نوار چسب بپوشانيد. پرهها را می توان به سادگی با چسب به كنارههاي موشک چسباند.

پرهها بايد محكم چسبانده شوند تا در حين پرتاب پاره يا جدا نگردند. مسلماً پرهها هنگام فرود آمدن موشك آسيب خواهند ديد اما تعمير آنها كار مشكلي نيست.

نكات مهم درباره پرهها:
· همه پرهها بايد مشابه يكديگر باشند.
· آنها بايد در عقب موشك قرار داده شوند.
· بايد به صورت متقارن در اطراف موشك قرار داده شوند.( مثلا 3 پره با زاويه 120 درجه و یا 4 پره با زاويه 90 درجه)
· از بالا كه به آنها نگاه ميكنيد بايد نازك باشند.
متن انتقادي :
اين نوع موشك بهينه نميباشد و در بخش 3 خواهيم ديد كه چگونه بايد هر قسمت را بهينه نمود و بحث بیشتری بر روي انواع مختلف هرکدام از طرحها خواهیم کرد. شما میتوانید موشكهایی

سبكتر، دماغه های مخروطي آئروديناميكتر و پرههایی کوچکتر بسازید. به هر حال، يك آئروديناميك خوب و وزن و اندازه مناسب، از فاكتورهايي است كه ميتواند موشك را در هنگام پرواز پايدار نگه دارد.

البته براي شروع، مدل گفته شده ميتواند يك نقطه آغاز خوبي باشد.
آمار مهم در موشک شکل بالا

حجم داخلي
2 ليتر.......................................جرم هنگام خالي بودن 171 گرم (171/0 كيلوگرم )
طول........................................45 سانتي متر (45/0 متر)
مساحت پره.............................1200 سانتي متر مربع
مساحت مقطع عرضي پيشاني..........62 سانتي متر مربع

بخش سوم:
بهينه سازي طرح موشك
در اين بخش با تعدادي از فاكتورهايي كه لازم است در بهينه سازي طرح موشك لحاظ شود آشنا خواهيد شد.

ملاحظات طراحي
اندازه(حجم):
اولين ملاحظهاي كه بايد در ساخت موشك در نظر گرفت اندازه آن ميباشد. اگر به بازار مراجعه كنيد انواع گوناگوني از بطريهاي نوشيدني گازدار را خواهيد يافت كه ميتوان بطريهاي 5/0 ليتري، 1 ليتري، 2 ليتري و يا 3 ليتري را نام برد. اگر قصد ساخت موشك با حجم بيش از 3 ليتر داريد، ميتوانيد با اتصال چند بطري به هم اين كار را انجام دهيد. در ادامه به چندين نكته در مورد اين نوع موشك ها اشاره خواهيم كرد.

حجم موشك، ماكزيمم مقدار انرژي كه ميتواند در گاز فشرده شده ذخيره شود را مشخص ميكند. انرژي با فشار و حجم متناسب است. محدوديتهايي براي فشاري كه موشك ميتواند تحمل كند وجود دارد (5 اتمسفر يا psi75 ، به نظر مناسب می رسد)
براي افزايش مقدار كل انرژي لازم است كه از يك موشك بزرگتر استفاده كنيم.

وزن:
هر چه موشك شما سبكتر باشد، بهتر ميتواند پرواز كند. علاوه بر بهبود نسبت استحكام به وزن بطري، بايستي از اضافه كردن وزن اضافي براي بهبود آئروديناميك موشك پرهيز كنيد. همچنين بسيار مهم است كه وزن اضافه شده را در مكان مناسبي اضافه كنيد كه موشك شما از نظر آئروديناميكي پايدار باشد. توزيع وزن در امتداد طول موشك يكي از فاكتورهايي است كه مشخص ميكند كه آيا آن مثل يك موشك يا اينكه مثل يك بطري پرواز ميكند. به نظر شما چه تفاوتي ميكند؟

يك موشك آئروديناميكي پايدار با نوك پرواز ميكند و داراي يك مسير پرواز هموار و زيبا ميباشد.

يك موشك آئروديناميك ناپايدار، ممكن است در ابتدا با نوك پرواز كند اما پروازش سريعاً ناپايدار مي شود و در هوا ميغلتد و به سادگي بر روي زمين ميافتد.

براي اينكه موشك شما مثل يك موشك پرواز كند نه مثل يك بطري، مركز جرم بايد در نيمه جلوي موشك باشد. اگر چه به طراحي پرهها در داشتن يك پرواز پايدار آئروديناميكي بسيار بستگي دارد. بنابراين يكي از مهمترين ويژگيهاي موشك شما، قرارگيري مركز جرم يا مركز گرانش ميباشد.

ارزيابي موقعيت مركز جرم:
براي پيدا كردن نقطه مورد نظر كافي است كه يك نخ به دور موشك تابانده و آنرا جلو و عقب كنيم تا اينكه به نقطه تعادل برسيم و هر چقدر به نيمه جلو موشك نزديك تر باشد به احتمال زياد يك پرواز پايدار خواهد داشت

پرهها:
پرهها بر روي موشك شرايط پرواز آئروديناميكي پايدار را ممكن ميسازند. براي درك نقش پرهها لازم است نيروهاي بر روي موشك را در هنگام پرواز (زماني كه اندكي ناهمراستا ميگردد) را در نظر بگيريم.

اگر اين نيروها در جهت افزايش زاويه ناهمراستايي باشند، موشك به خوبي نميتواند پرواز كند و اگر در جهت كاهش زاويه ناهمراستايي باشند، موشك شما مانند يك « موشك » پرواز خواهد كرد.

پايداري آئروديناميكي:
براي درك اين موضوع نياز است كه نيروهايي كه بر روي موشك عمل می کنند (چه در هنگامي كه به طور صحيح پرواز ميكند و چه در زماني كه نامتعادل پرواز ميكند) را در نظر بگيريم. در اينجا دو موشك را در نظر ميگيريم كه شكل مشابه و پرههاي مشابهي دارند اما توزيع وزن متفاوت در آنها باعث ميشود مركز جرمهاي متفاوتي داشته باشند. به طور كلي دو موشك يكي با مركز جرم در نيمه جلو و يكي در نيمه عقب را در نظر ميگيريم.
نيروي درگ اصلي بر روي كل سطحي كه در معرض هوا قرار گرفته است عمل كند. براي يك موشك معمولي كه به طور صحيح ميزان شده است، تنها بر روي نوك موشك عمل ميكنند چونكه پرهها نازك و داراي سطح مقطع عرضي خيلي كوچكي هستند. اكنون حالتي را در نظر بگيريد كه موشك اندكي ناهمراستا شده است. در اين زمان بيشتر موشك در معرض نيروهاي درگ قرارميگيرد و این نیروها به طور قابل توجهي افزايش پيدا می کنند.

نيروها به شكل زير عمل ميكنند:
· در نوك موشك
· در امتداد كنارهي موشك
· بر روي پرهها
محاسبه دقيق نيروها در هر بخش از موشك بسيار مشكل است اما نكاتي وجود دارد كه با شناسايي آنها به نتايج مهمي خواهيم رسيد.در موشك نقطهاي به نام مركز فشار وجود دارد كه در دو شكل مشخص شده است. از آنجايي كه شكل هر دو موشك شبيه هم هست مكان قرارگيري نقطه فشار در دو شكل يكساني است. اما چون مركز جرم متفاوت دارند اثر نيروهاي درگ مشابه بر روي هر موشك كاملاً متفاوت است.

در موشك اول (سمت چپ) مركز جرم در امتداد محور موشك جلوتر از مركز فشار قرار دارد. بنابراين نيروهاي درگ اضافي بيشتر در انتهاي نيمه عقب موشك عمل ميكنند و در طول مسير تمايل دارند كه آنرا به عقب بكشند و در مسير نگه دارند. به طور كلي، نيروهاي درگ يك گشتاور حول مركز جرم ايجاد ميكنند تا اينكه يك پرواز بهينه و مناسب داشته باشد.

در موشك دوم (سمت راست) مركز جرم در امتداد محور موشك عقبتر از مركز فشار قرار دارد. بنابراين نيروهاي درگ اضافي بيشتر در انتهاي نيمه جلو موشك عمل ميكنند و تمايل دارند كه آنرا به جلو بكشندو از مسير منحرف كنند.
بنابراين، موقعيتهاي نسبي مركز جرم و مركز فشار هستند كه مشخص ميكنند آيا موشك از نظر آئروديناميكي پايدار هست يا نيست. نحوه تعيين مركز جرم را در قسمتهاي قبلي توضيح داديم اما چگونه نقطه مركز فشار را مشخص كنيم؟

ارزيابي موقعيت مركز فشار:

تخمين دقيق موقعيت مركز فشار اندكي مشكل ميباشد اما يك تكنيك ساده وجود دارد كه شما ميتوانيد براي تخمين موقعيت مركز فشار از آن استفاده نماييد. براي اين كار نياز است كه شما ابتدا يك نيمرخي از موشك خود را بر روي مقواي نازك يا كاغذ A4 رسم نماييد و سپس آن را از روي كاغذ بريده و جدا كنيد. تا حدودي مركز جرم تصوير نيمرخي كه درست كردهايد يك تخمين خوبي براي مركز فشار ميباشد. همانطور كه قبلاً هم گفته شد اگر مركز جرم موشك در نيمه جلو و مركز فشار در پشت آن باشد، موشک از نظر آئروديناميكي ميتواند پايدار باشد و يك پرواز خوب داشته باشد.

درگ:
از آنجايي كه آب، با سرعت نازل موشك را ترك ميكند ، عکس العمل مومنتوم هوا آن را به طرف جلو مي راند. اما به تدریج اين شتاب كاهش پيدا ميكند چون كه موشك نياز دارد كه هوا را از سر راه خود پس بزند. نيرويي كه نياز است هوا را از سر راه خود پس بزند درگ آئروديناميكي نام دارد و بدون امكانات ويژه تا حدودي اندازهگيري آن مشكل ميباشد.
براي يك موشك در حال حركت با سرعت چند متر بر ثانيه بايد به نيروي درگ هم توجه شود و در سرعتهاي بالا درگ کاملا بر حركت پرتابه مسلط ميشود. براي موشك مورد نظر، نيروي درگ در سرعت حدود 10 متر بر ثانيه قابل ملاحظه ميباشد. لذا لازم است که یک طراحی بهینه با کمترین مقدار نیروی درگ را اجرا کنیم. همان موشك ابتدایي ( دماغه نوكدار، بدنه طويل، پرهها) را در نظر بگيريد. با استفاده از نكات زير ميتوان نيروي درگ را به حداقل رساند.
نوك (دماغه) :
· نوك موشك بايد مخروطي باشد اما لازم نيست كه بيش از اندازه نوكدار شود.
· لازم است كه سنگيني در نوك موشك ايجاد شود. ميتوانيد از چسباندن نوار در اطراف توپ تنيس استفاده كنيد و يا اينكه از طرح های دیگری مانند چسباندن خمير بازي بر روي مقوا استفاده كنید.
بدنه :
· تا حد امكان سطحي صاف داشته باشد.
· براي حجم موشك گفته شده، موشك نازك و طويل از موشك تخت و كوتاه نيروي درگ كمتري دارد.
پرهها:
· پرهها بايد نازك و سبك وزن باشند.
· به طور متقارن در اطراف موشك چيده شده باشند كه اغلب از 3 يا 4 پره ميتوان استفاده نمود.
· تا آنجايي كا امكان دارد در انتهاي عقب موشك قرار بگيرند.

فرينگ (Fairing):
يك پوشش آئروديناميكي (بر روي بدنه هواپيما، ماشين يا وسيله ديگر) كه درگ را كاهش ميدهد. فرينگها به دو روش كاملاً متفاوت استفاده ميشوند. روش اول هنگامي استفاده ميشود كه دو

بطري را به هم متصل كردهايم؛ قسمت مياني يك بطري دیگر بريده ميشود و اطراف اتصال آنها را پوشش می دهد. روش دوم كل بطري يا قسمتهايي از بطري بر روي موشك آبي اضافه ميشود تا يك موشك بلندتر را ايجاد كرد. اين روش مناسبي براي جلو بردن مركز جرم موشك در امتداد موشك براي تقويت پايداري آن ميباشد

نازل:
نازل، مبدلي است كه انرژي هواي منبسط شده را به مومنتوم خطي آب موجود در پشت موشك تبديل ميكند. بازدهي نازل نسبت به انرژي كه در طي فرايند اتلاف ميشود اندازه گيري ميگردد. اتلافات در اثر اصطكاك، ويسكوزيته و شتاب خارج از محور آب ناشي ميشود. شما نسبتاً قادر به كنترل دو خاصیت اول نيستيد اما طراحي شما برمورد سوم ميتواند تأثير بگذارد.

دو بطري كه در سمت چپ و راست نشان داده شده است را در نظر بگيريد. شكل سمت چپ يك بطري نوشيدني گازدار استاندارد را نشان ميدهد و عملكرد نازل قابل قبولي خواهد داشت، اگر چه فرم بطري نشان داده شده در سمت راست ،عملكردي از نازل تقويت شده را پيشنهاد ميكند و مسلما نتایج بهتری حاصل خواهد کرد. شانههاي شيب دار آرام آن، آب را در جهت مستقيم هدايت ميكند و انرژي كمي در جلو بردن آب از اطراف به سمت نازل هدر ميرود.

از ديگر پارامترهای موثر براي توصيف نازل ميتوان به امپدانس (مقاومت ظاهري) جريان اشاره كرد كه عمدتاً توسط سطح مقطع عرضي مشخص ميشود. مساحت بزرگتر، یعنی امپدانس كمتر و آب سريعتر خارج ميشود. مساحت كوچكتر، یعنی امپدانس بزرگتر و آب آهستهتر خارج ميشود. در مواردي محدود از امپدانس بسيار بالا، آب از بطري به بيرون چكه ميكند و هرگز زمين را ترك نميكند.
موشكهاي چندگانه( چند بطري):
اتصال دو يا چند بطري با ايجاد يك اتصال محكم فشاري در اصل ساده است اما در عمل كار مشكلي است. تكنيك اصلي، پيدا كردن يك سازه ( نوعاً يك اتصال لولهاي يا شير) است كه به طور مكانيكي بطريها را به يكديگر متصل ميكند. سپس بايد سازه را درزگيري نمود. اكنون به دو تكنيك مشابه اشاره ميكنيم :

در تكنيك اول ابتدا يك حفره در مركز انتهاي بطري ايجاد مي كنيم. حفره ايجاد شده بايد حدوداً به قطر 5/12 ميلي متر باشد ( به قطر نيم اينچ اندازه بسيار خوبي است). به طور كلي يك مته چوبي بسيار نتيجه بهتري از يك مته قولادي با سرعت بسيار بالا خواهد داشت. اكنون شير

لاستيك ماشين را در انتهاي بطري جا ميزنيم. قبل از جا زدن شير به بطري، نياز است كه قسمتهاي داخلي شير بوسيله دمباريك يا چيز مشابهي برداشته شود؛ كه يك حفره مستقيم از ميان مركز شير تقريباً با قطر 3 ميليمتر را نتيجه ميدهد. حال بايد يك بطري ديگر به شير وصل كنيم. در ادامه از يك پوشش فلزي براي درزبندي بطري و ايجاد حفرهاي كه اجازه دهد انتهاي شير تاير برآمدگي خود راداشته باشد استفاده ميكنيم (مطابق شكل). اكنون با يك فشار محكم اتصالات را محكم ميكنيم. براي اين كار ابتدا يك واشر لاستيكي بر روي انتهاي شير قرار ميدهيم و آنرا توسط يك مهره در جاي خود محكم ميفشاريم. سپس تمام اتصالات را با درزگير
سيليكوني درزگيري کرده و بعد از آن 24 ساعت وقت نياز است كه مونتاژ آماده شود.
گام آخر اضافه كردن فرينگ براي كاهش درگ است. يك روش هوشمندانه براي انجام آن بريدن قسمت مركزي یک بطری ديگر و چسباندن آن بر محل اتصال بطريهاي تركيب شده است.

بخش چهارم:
جزئيات بيشتر در مورد موشك آبي
اين بخش اختصاص به اطلاعاتي در مورد محاسبات رياضي و فيزيكي موشك آبي دارد.

محاسبات 1: نكات لازم در مورد خارج كردن آب
گاز فشرده شده در بالاي آب در داخل موشك، منبع انرژي براي موشك هست. به طور كلي بايد بدانيم كه چگونه انرژي داخلي گاز به انرژي جنبشي موشك تبديل ميشود.

هنگامي كه فشار P از حجم به منبسط ميشود می توان كار را از رابطه بدست آورد. در اين رابطه كار انجام شده باعث ميشود كه آب از ميان گردن تنگ موشك آبي خارج شود. كار انجام شده مومنتوم و انرژي جنبشي آب را افزايش ميدهد و انرژي ذخيره شده در گاز را كاهش ميدهد. انرژي موشك در واكنش به افزايش مومنتوم آب کمک می کند. برای اينكه بفهمیم هوا چه مقدار كار برای خروج آب انجام مي دهد، نياز است كه تكرار اين فرايند را به طور مكرر در نظر بگيريم و مقادير كم PdV از هر انبساط فزاينده را اضافه كنيم.

اطلاعات بیشتر :

نيروهاي مؤثر بر موشك مدل: چهار نيروي اصلي كه بر حركت موشك تأثير مي گذارند عبارتند از: 1- وزن، 2- نيروي پرتاب، 3- كشش، 4- رانش. نيروهاي كشش و رانش در واقع دو جزء يك نيروي واحد آئروديناميكي هستند.

:1-وزن موشک
وزن مهم ترين عاملي است که در طراحي همه موشک ها مورد توجه قرار مي گيرد. معادلاتي وجود دارند که به کمک آنها مي توان وزن و مرکز ثقل موشک را در مراحل مختلف طراحي محاسبه کرد
.

:2-نيروي پرتاب موشك
بر خلاف هواپيما در موشك براي غلبه بر نيروي وزن به نيروي پرتاب احتياج است. معادلاتي براي محاسبه نيروي پرتاب در موتور موشك وجود دارد.

:3-آئروديناميک در پرواز موشک
آئروديناميک نقش بسيار مهمي را در پرواز موشک هاي مدل ايفا مي کند. براي محاسبه نيروي وارد بر موشک نيز معادلاتي وجود دارد.

· انواع موشك ها: موشكها انواع بسيار زيادي دارند. در اينجا موشكهاي مدل را با موشكهاي واقعي مقايسه مي كنيم.
:1-موشك با هواي فشرده

موشك با هواي فشرده بي خطرترين موشكي است كه علاقمندان مي توانند اولين پرواز موشك مدل را با آن تجربه كنند. اين موشك وزني ثابت داشته و در طول پرواز نيز نيروي رانش وجود ندارد.
:2-موشك آبي

موشك آبي به كمك آب فشرده شده پرواز مي كند. وزن و نيروي رانش در اين موشك در طول پرواز تغيير مي كند.

:3-مدل
موشكهاي مدل با استفاده از موتورهاي سوخت جامد پرواز مي كنند. نيروي رانش تا به پايان رسيدن سوخت وجود دارد. اين موشكها براي بازگشتي سالم از روشهاي مختلف بهره مي گيرند كه متداولترين آنها چتر است.

:4-موشك واقعي
در موشكهاي واقعي از هردو نوع سوخت مايع و جامد استفاده مي شود. اين موشكها از سيستم هاي هدايت پيشرفته براي ارسال فضاپيماها به خارج از جو استفاده مي كنند.

اين نوع موشك ها داراي ساختاري ساده اند و مانند ساير موشك ها از قوانين نيوتن پيروي مي كنند.

مسابقات موشك هاي ابي چند سالي است كه در دانشگاههاي كشور برگذار ميشود كه به علت سادگي و ارزان قيمت بودن انها از استقبال خوبي بر خوردار هستند.

- موشك آبي: موشك آبي به كمك آب فشرده شده پرواز مي كند. وزن و نيروي رانش در اين موشك در طول پرواز تغيير مي كند.

اين موشكها از اجزاي زير تشكيل مي شوند:

به ترتیب : 1.بدنه 2.متعادل كننده 3.مخروط دماغه 4.فنت و دهان

يك موشك ابي ساده:

مي توانيد در دهانه ي يك بطري خالي نوشابه يك فنت قرار داده و 3/1 ان را از اب پر كرد.به كمك يك تلمبه ان را باد مي كنيم تا از هوا پر شود.با رها كردن دهانه مخلوط اب و هوا بيرون ريخته و بطري پرتاب مي شود.

اما در سطوح پيشرفته تر توجه به يك سري مسائل اهميت مي يابد:

از انجا كه در مسابقات برد(گاهي ارتفاع)حد اكثر مهم است طرح بال و نوك موشك اهميت مي يابد.1

2.بايد به نسبت درستي از اب و هوا برسيد.

3.طراحي و سا خت سكوي پرتاب .

4.توجه به طول موشك و وزن ان.

5شكل وطول مخروط دماغه.

6.......

چند تكنيك:

1.به اب صابون اضافه كنيد.

2.مركز جرم موشك را در قسمت جلوي ان انتخاب كنيد.

3.افزايش طول موشك پايداري را زياد مي كند.

4.روابط تئوري زاويه مناسب پرتاب را 45 درجه نشان مي دهند اما در تجربه اين مقدار كم تر است.

5.در انتخاب شكل بال اصول ايرو ديناميك را توجه كنيد.

6......

پرواز موشك

حركت موشك در هوا و فضا تلفيقي است از حركت رو به جلو و چرخش حول مركز ثقل.
· تغييرات لحظه اي: تغييرات لحظه اي در حقيقت تغيير مركز ثقل موشك در هر لحظه از پرواز است. با كم شدن وزن موشك در طول پرواز در اثر سوختن سوخت، مركز ثقل نيز از نقطه اي به نقطه ديگر جابجا مي شود كه معادلاتي براي تعيين آنها وجود دارد.(البته براي موشك ابي صادق نيست چرا كه جرم ثابتي دارند.)
· حركت چرخشي: حركت چرخشي به هنگام پرواز موشك در مركز ثقل بوجود مي آيد. معادلاتي هستند كه چگونگي اين حركت را روشن مي سازند.
· معادلات پرواز: حركت موشك بوسيله معادلات مربوطه قابل بررسي است. اين معادلات از قانون دوم نيوتن مشتق شده اند. معادلات دقيق به طبيعت نيروهايي بستگي دارد كه بر موشك تأثير مي گذارند.

سقف پرواز: ما غالباً علاقمنديم بدانيم موشك مدل بعد از پرتاب تا چه ارتفاعي بالا مي رود.

اطلاعاتي پيرامون مسابقات موشك هاي ابي:

در اين مسابقات معمولا برد اهميت دارد.اما گاهي ارتفاع ماكسيمم اهميت مي يابد.و گاهي تركيب اين دو…….
براي تعيين ارتفاع ماكسيمم…. مي توان به كمك زمان حركت و برد …انرا تعيين كرد.
در اينجا فقط استفاده از انرژي حاصل از اب وهوا مجاز است….و هر گونه استفاده از ساير انرژي ها مانند انرژي مكانيكي ممنوع است….

لذا شيوه ي نصب بال ودم و نيز شكل انها--- نسبت اب به هوا --- اب بندي درز ها --- جرم موشك --- محل مركز جرم --- سيستم شناور سازي موشك --- و از همه مهمتر سكوي پرتاب و عملكرد ان اهميت دارند…..

البته خلاقيت هاي فردي هم بسيار مهم اند..

محفظه موشك:

حجم محفظه معمولا در ايين نامه ي مسابقه معين مي شود كه بين 1.5 تا 3 ليتر مي باشد.

حجم داخلي موشك با اب و هوا پر ميشود.

شيوه ي داخل كردن هوا درون محفظه نيز در ايين نامه ها تعيين مي شود كه ميتواند دستي باشد يا ...

مسابقات ازاد:

مسابقات اگر به صورت ازاد بر گذار شوند امكان تغييرات بيشتري را فراهم مي اورند.

از جمله تغيير در....

نوع گاز فشرده شده ي داخل محفظه

نوع مايع موجود در محفظه

جنس مواد

حجم محفظه

نوع چسب و شيوه هاي اب بندي
و.........

سيستم شناور سازي:

شيوه هاي مختلفي براي شناور ساختن يا همان شروع پرتاب وجود دارد....

البته به علت انكه يكي از مهمترين مراحل ساخت اين بخش است (كه مي تواند دستي يا مكانيكي يا حتي الكتريكي باشد.) محدوديت زيادي در نظر گرفته نمي شود.

سيستم و سكوي پرتاب

طراحي سيستم پرتاب ارتباط زيادي با بدنه ي موشك دارد...

مثلا تعداد بالها مي تواند در انتخاب ريل پرواز موثر باشد.(ريل پرواز مسيري است كه موشك بر روي ان حركت مي كند تا از سكو جدا شود.)

جنس سكو از چوب – پلاستيك – فلز و... مي تواند باشد.

طرح سكو هم جزو مواردي است كه خلاقيت هاي فردي در ان سهيم اند.

سكو مي تواند پيچشي باشد و قادر به تغيير زاويه باشد…يا به صورت ثابت انتخاب شود.

آيين نامه ها:

مطالبي كه در ايين نامه وارد مي شوند متفاوت هستند.اما نكات مشتركي هم دارند....

مثلا

محدوده ي جرم- حجم

جنس گاز – مايع

محدوديت انرژي

ابعاد سكو

شيوه ي مقايسه و داوري

تعداد اعضا و موشك ها

برای دریافت فایل تصویری اینجاواینجا کلیک کنید برای انسانهای بزرگ بن بستی وجود ندارد. زیرا بر این باورند که : یا راهی خواهم یافت، یا راهی خواهم ساخت.
و...

آموزش ساخت موشک آبی

مطالب مشابه :

طریقه ساخت موشک آبی

طریقه ساخت موشک آبی

ساخت موشک آبی

آموزش ساخت موشک آبی

موشک آبی

ساخت موشک آبی

طرز ساخت موشک آبی

چگونه یک موشک آبی ساده بسازیم؟

طرز ساخت موشک آبی

ساخت موشک آبی با سرکه و جوش شیرین