Этапы создания жидкостного химического ракетного двигателя

I. Подготовка опыта.

Состав топлива:

1. Газированный напиток Coca-Cola

2. Уксусная кислота

3. Столовая сода

Вскрываем чайный пакетик и высыпаем его содержимое. В пустой чайный пакетик засыпаем пищевую соду. Завязываем пакетик так, чтобы сода не высыпалась. Должен получиться контейнер с содой, который легко поместится в горлышко пластиковой бутылки. Закрепляем содовый мешочек к пробке при помощи канцелярской скрепки.

При смешивании Колы и уксуса (CH₃COOH), получается «гремучая» смесь, однако без катализатора она не заработает. Катализатором в нашем случае является сода (NaHCO₃), выделяется большое количество углекислого газа.

Конструкция ЖХРД :

 

II. Подготовка к полёту и начало эксперимента.

Заливаем в бутылку уксус на треть объема (приблизительно 150 мл), на вторую треть объёма оставляем газировку. Аккуратно, чтобы сода не просыпалась в бутылку с уксусом, помещаем мешочек с содой во внутрь сосуда и плотно затыкаем горлышко бутылки пробкой. Она должна очень плотно, с усилием, входить в бутылку. Для этого нужно подобрать пробку соответствующей толщины, либо уплотнить с помощью изоленты имеющуюся. Чем прочнее будет держаться пробка, тем большее давление создастся внутри бутылки при химической реакции, и тем выше полетит наша ракета. Переворачиваем и кладём нашу ракету горлышком вниз на алюминиевый желоб так, чтобы пробка упиралась в упор. При этом уксус соприкасается с содовым мешочком и начинает идти химическая реакция с обильным выделением углекислого газа. Ждем некоторое время, пока не образуется достаточного количества газа для выстрела пробки. Вследствие реакции все больше и больше углекислого газа выделяется внутри бутылки. Так как этому газу не дает выйти наружу заткнутая пробка, то давление газа внутри бутылки растет. При достижении критического давления пробка вместе с содержимым бутылки выстреливается вниз. Под действием реактивной тяги ракета летит вверх.

Измерения, анализ полёта

Производим для трех опытов замеры времени (по секундомеру) и высоты полёта ракеты (по высоте столба), рассчитываем скорость и высоту подъема, сравниваем  и делаем выводы о сходстве теоретических значений и практических результатов.

Для расчёта максимальной возможной высоты подъема ракеты, я воспользовался формулой, полученной из закона сохранения энергии, т.к. мы предположили, что сила сопротивления мала.

m∙ g ∙hmax	=	m υ0 2
		2

 

hmax	=	υ0 2
		2g

υ₀ – скорость тела, м/c;

g – ускорение свободного падения, м/c²

h_max – максимальная высота, на которую поднимается тело при полёте, м.

Начальную скорость ракеты выведем из формулы скорости равнозамедленного движения при  условии, что в наивысшей точке подъема скорость ракеты равна нулю:

υ₀ = gt

Результаты экспериментального полета

Величина	Пуск 1	Пуск 2	Пуск 3
Время, с	2,5	2,5	2
Высота подъема, м	8	10	10
Средняя скорость, м/с	3,2	4	5
Начальная скорость, м / c	6,4	8	10
Расчетная начальная скорость, м / c	25	25	20
Расчетная высота подъема, м	31,25	31,25	20

Выводы о проделанной работе

Итак, проделанная работа позволяет сделать следующие выводы:

1. Мне удалось создать топливо для жидкостного ракетного двигателя;

2. Мне удалось создать опытный образец химического ракетного двигателя на основе использования газированного напитка;

3. Я экспериментально доказал возможность запуска самодельной ракеты и его работоспособность.

4. Полученные реальные результаты высоты подъема и начальной скорости не совпадают с расчетными, т.к. с большой долей вероятности предположение о небольшой величине силы сопротивления было не совсем верным. Поэтому следующим этапом моей работы будет изучение влияния силы сопротивления на параметры полета.

Вместе с тем, поставленные мною задачи выполнены, а цель данного проекта полностью достигнута.

 

 

Список литературы

1. Реактивное движение. Освоение космоса // Физика. Конспекты учебников URL.: http://phscs.ru/physics10/jet-propulsion

2. Реактивное движение. Ракеты // Онлайн учебники URL.: http://tepka.ru/fizika_9/21.html

3. Кока-кола: её химический состав, свойства и вред здоровью // Как правильно питаться URL.: http://www.kak-pravilno-pitatsya.ru/?page=vrednye_produkty&link=Coca_Cola

4. Прикладная аэродинамика (под ред. Краснова) М: Из-во Высшая школа, 1974.

5. Самодельное тепло // Популярная механика URL.: https://www.popmech.ru/diy/348342-samodelnoe-teplo-himicheskaya-grelka-s...

6. http://www.cosmos.ru

7. Энциклопедия для детей Аванта +. Космонавтика. – Москва. Мир энциклопедий Аванта+: Астрель. – Москва, 2006

 

 

 

Приложение 1

⇐ Предыдущая123

Поделиться: