Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Como fazer terça-feira: foguete de ar comprimido

Fotografia de Gabriela Hasbun

PAPEL, FITA, AR COMPRIMIDO… LIFT-OFF!

Sopre seus amigos enquanto envia este foguete de 25 centavos no ar. Você pode criar esse lançador e foguete fáceis com itens de armazenamento de hardware comuns em uma tarde.

Todas as peças para este simples mas impressionante foguete e lançador de ar são baratas e fáceis de encontrar. Construir é uma brisa e as modificações são infinitas. É legal em uma cidade grande, reutilizável, limpa e pode ser lançado mesmo em ventos fortes em um campo pequeno.

Acredite em mim, as pessoas são bastante tomadas pelos vôos de 200 a 300 pés alimentados por 18 ou mais bombas de bicicleta de ar comprimido. Se você está lançando sozinho ou com um grupo inteiro de rocketeers, observe as multidões se reunirem ... 3, 2, 1 e longe!

! CUIDADO: PROJETO PERIGOSO

Em temperaturas normais, o PVC Standard Schedule 40 tem uma pressão de trabalho de cerca de 150psi, mas calor, luz solar, solventes, arranhões e tempo fazem com que o material perca força, e mesmo nos 75psi usados ​​para este projeto, ele eventualmente falhará. Quando ele falhar, ele se quebrará em fragmentos que podem ser lançados com grande força pelo ar comprimido. Para maior segurança, use óculos de segurança e envolva elementos de PVC em várias camadas de fita adesiva (não mostradas) para minimizar possíveis estilhaços. Para um modelo à prova de bomba, você também pode construir todo o sistema a partir de tubos de aço galvanizado a um custo maior.

BOMBA, PARA CIMA E PARA FORA!

Ilustração de Nik Schulz

ANATOMIA DO ROCKET DO AR

  1. Bomba de bicicleta ~ 18x
  2. Válvula de pneu Permite que a câmara de PVC seja pressurizada.
  3. Válvula de sprinkler elétrica inline de 3/4 ”Libera a pressão em um estouro instantâneo.
  4. Fios pareados Conecte o botão da bateria e a válvula do sprinkler.
  5. Botão Aciona a válvula do sprinkler para o lançamento.
  6. Brinquedo R / C ou bateria de ferramenta elétrica Fornece o suco necessário para acionar a válvula sob pressão. 4,8V 600mAh

Meu filho de 5 anos de idade demonstrou a física de um foguete de ar recentemente em uma lanchonete de hambúrguer quando ele tirou o invólucro de seu canudo de refrigerante. Isso é basicamente como esse foguete de ar funciona.

O lançador é feito de tubo de PVC e tem uma câmara que é pressurizada usando uma bomba de bicicleta. A pressão é liberada em uma fração de segundo através de uma válvula elétrica de sprinklers, enviando o foguete de papel e fita para o céu.

O que é único neste design (em oposição a um foguete modelo de combustível sólido ou um foguete de água com garrafa de refrigerante) é que a força do ar que impulsiona o foguete para cima é aplicada de uma só vez. Ainda me surpreende que apenas essa explosão inicial de ar possa mandar o foguete tão alto.

Se você quiser mais informações sobre a física básica do foguete de ar, este link da NASA dá uma boa descrição simples: makezine.com/go/airnasa. A descrição da NASA de como os foguetes movidos a ar funcionam também inclui uma boa animação em Flash.

CONFIGURAÇÃO.

MATERIAIS

Tampas de extremidade deslizantes de PVC [A] 3/4 "(2) veja abaixo

[B] Adaptadores de PVC de 3/4 ", rosca macho de 3/4" com rosca 3/4 "(1)

[C] 3/4 "Redutores de PVC: 3/4" macho deslizamento x 1/2 "fêmea com rosca e 1/2" fêmea deslizamento x 3/4 "macho deslizamento

T de slip de PVC de [D] 2 ″

Tampa de deslizamento de PVC [E] 2 "

Buchas de redutor de PVC [F] 2 ", deslizamento macho x 3/4" de deslizamento feminino (2)

[G] 2 ″ tubo de PVC, 10 ″ comprimento

[H] 3/4 "tubo de PVC, 3" e 4 "comprimentos

[I] 1/2 ″ tubo de PVC, 16 ″ de comprimento para o tubo de lançamento

Comprimento [J] 48 ″ de 1 x 3 tábua de pinho a ser cortada em vários tamanhos para a torre de lançamento

[K] 10 ′ comprimento do fio emparelhado Eu usei o fio do alto-falante.

[L] interruptor momentâneo do botão RadioShack part # 275-609

[M] Válvula pneumática

Fita de [N] Teflon

[O] fita isolante

[P] Parafusos de madeira, tamanho # 6 x 1 1/2 ″ ou similar (8)

[Q] 10 ′ comprimento de 5/16 "(diâmetro externo) x 3/16" (diâmetro interno) tubo de vinil flexível

Parafusos sextavados [1/4 ”, 2” de comprimento (2), porcas de orelhas (2) e arruelas (4)

[S] cimento de PVC e primer

[T] 24 "x 24" pedaço de madeira compensada de 1/2 como base para a torre de lançamento

[U] 3/4 ″ inline 24V válvula de aspersão elétrica Barato é bom, apenas certifique-se de obter um inline.

[V] braçadeiras de mangueira: tamanho # 4, 7/16 "-1 1/16" (2) e tamanho # 72, 31/2 "- 5" (2)

[W] 1/2 "macho rosqueado x 1/8" rosca fêmea redutor de latão

[X] 3/16 "braçadeira de mangueira x 1/8" macho com encaixe de latão roscado

Fotografia por Rick Schertle

[NÃO MOSTRADO]

Conector de bateria Os conectores podem ser o tipo de brinquedo R / C padrão usado para baterias recarregáveis ​​ou um tipo de marcador genérico.

Ferramenta elétrica ou bateria de brinquedo R / C para acionar a válvula do sprinkler. Sob pressão, a válvula requer uma amperagem mais alta: uma ferramenta elétrica ou bateria de brinquedo R / C funcionará, no mínimo, 4,8V, 600mAh.

Bomba de bicicleta e manômetro Use uma bomba com um manômetro embutido ou use apenas um manômetro comum do tipo caneta.

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DO ROCKET

[AA] Guardanapo de papel

[BB] Bastão de cola

[CC] 2 fita adesiva larga em todo o mundo

[DD] fita adesiva de 3/4 "

[EE] Modelo de foguete impresso Faça o download em makezine.com/15/airrocket e imprima em papel de 8 1/2 ″ x 14 ″.

[FF] 13 ″ comprimento de 1/2 ″ tubo de PVC para suporte de construção de foguetes

[GG] 51/2 ″ comprimento de sucata 2 × 6 madeira

FERRAMENTAS

[NÃO MOSTRADO]

Cortador de serrote ou PVC Um cortador de PVC barato é uma ferramenta super prática para cortar mangueiras, tubos de PVC, etc.

Lixa fina

Martelo de borracha

Faca utilitário

Chaves de fenda

Broca e bits: 3/32 ″, 1/4 ″, 1/2 ″, 13/16 ″

Serra para cortar madeira para vários tamanhos

Ferro de solda e solda (opcional)

Conjunto de soquete (opcional)

Tesouras

Cortadores de fio

Chave de boca ajustável

Alicate de bloqueio de canal

Braçadeira C grande

Observe: Apenas Schedule 40 PVC deve ser usado.

FAÇA.

CONSTRUA O LANÇADOR DO ROCKET AIR E OS ROCKETS

INÍCIO >> Hora: Uma Complexidade da Tarde: Fácil

1. MONTE A CÂMARA DE PRESSÃO

1a. Use primer de PVC, em seguida, cimento, para colar a bucha redutor de deslizamento de PVC 2 ″ deslizamento masculino x 3/4 ″ feminino deslizamento para o tee de deslizamento de 2 ″. Em seguida, prima e cole o redutor de rosca fêmea 3/4 "macho deslizante x 1/2" com rosca fêmea na bucha do redutor de PVC de deslizamento fêmea de 2 ″ de deslizamento macho x 3/4 ″ fêmea.

1b. Aplique fita de teflon nas roscas de ambos os encaixes de latão. Aparafuse o encaixe farpado de latão à bucha redutora de latão 1/2 ”x 1/8”. Rosqueie a bucha de redutor de latão 1/2 "x 1/8" no redutor de rosca fêmea de 3/4 "macho deslizante x 1/2". Aperte todas as conexões com uma chave ajustável.

1c. Para completar o conjunto da câmara de pressão, prepare e cole a tampa de 2 ”no comprimento de 10” do tubo de PVC de 2 ”. Em seguida, cole o tubo de 10 ″ de 2 ″ na outra extremidade do tee de 2 ″, conforme mostrado.

2. CONSTRUIR O SISTEMA DE LANÇAMENTO

2a. Enrole fita de teflon em torno de cada um dos adaptadores de PVC de deslizamento fêmea 3/4 "macho com rosca x 3/4". Rosqueie os adaptadores na válvula de sprinkler elétrica de 24V inline de 3/4 ”e aperte com um alicate de trava de canal.

2b. Corte um 3 ″ comprimento de 3/4 ″ PVC e um comprimento de 16 ″ de ″ ″ PVC. Cole a peça de 3 ″ no lado “In” da válvula do sprinkler. Cole o redutor de deslizamento fêmea 3/4 "macho deslizamento x 1/2" e o comprimento de 16 "de 1/2" PVC no lado "Out" da válvula.

2c. Cola a bucha do redutor de PVC de deslizamento fêmea de 2 ″ deslizamento x 3/4 ″ fêmea no tee na câmara de pressão.

2d. Cole a montagem de lançamento concluída na câmara de pressão. Seu sistema de lançamento aéreo está completo.

! ADVERTÊNCIA: Envolva a câmara de pressão com várias camadas de fita adesiva (não mostrada) para evitar ferimentos no caso de a câmara se quebrar sob pressão.

3. CONSTRUA A TORRE DE LANÇAMENTO E ANEXA O SISTEMA DE LANÇAMENTO

3a. Corte sua madeira de 3/4 "x 3" nos seguintes comprimentos: 15 "(1), 3 1/2" (2) e 12 "(2).

3b. Prenda um comprimento de 3 1/2 ″ ao comprimento de 15 ″ como mostrado. Pré-perfure 2 furos com o bit de 3/32 ″ e depois aperte os parafusos de 1 ½ polegada usando uma furadeira / acionador. Um pouco de cola de madeira também seria bom, se disponível. Repita com os outros 3 1/2 ″ de comprimento no outro lado.

3c. Marque um 3 1/2 ″ peça 1 ″ a partir do fundo, marque uma 12 ″ peça 2 ″ a partir do topo, alinhe-os e coloque-os juntos usando um grampo-C. Faça um furo de 1/4 de polegada através de ambas as peças, em seguida, deslize um parafuso sextavado de 1/4 de polegada, com arruelas de ambos os lados e uma porca borboleta no lado de fora. Repita do outro lado.

3d. O 24 "x 24" pedaço de madeira compensada irá fornecer uma base robusta para a torre de lançamento. Meça e marque uma linha no centro do contraplacado, 12 "de cada lado. Na sua linha central, meça e marque 4 1/2 ″ de ambas as extremidades. Coloque as pernas da torre de lançamento com suas bordas no lado de dentro das marcas e trace uma linha ao redor de cada perna. Faça dois furos de 3/32 ″ em cada área traçada.

3e. Vire a coisa toda de cabeça para baixo, alinhe a torre de lançamento com as marcas e, em seguida, termine a perfuração dos orifícios piloto nas pernas da torre de lançamento, através dos orifícios existentes na madeira compensada. Parafuso no lugar.

3f. Uma vez que sua base esteja segura, conecte a câmara de pressão / sistema de lançamento à placa horizontal usando os 2 grampos de mangueira grandes. Sua torre de lançamento está completa.

4. FAZER E PRENDER O BOTÃO DE LANÇAMENTO

4a. Faça um furo de 1/4 de polegada no meio de uma tampa de deslizamento de PVC de 3/4 "e perfure um orifício de 1/2" no meio do outro para acomodar o interruptor de botão.

4b. Passe o fio emparelhado através da tampa com o orifício menor, do lado de fora, e dê um nó a cerca de 8 cm da ponta, de modo que o nó fique dentro da tampa. Agora rosqueie a extremidade do arame na seguinte ordem - através do 4 ″ pedaço de 3/4 “PVC, através da porca e arruela para o botão, em seguida, através do furo de ½” na outra tampa de 3/4 ” , de dentro.

4c. Soldar o fio termina para os condutores na parte inferior do botão. Deslize a arruela e a porca sobre o botão, dentro da tampa de PVC, e aperte a porca usando um alicate de bico fino. Isso pode ser um pouco complicado.

4d. Empurre tudo para completar a montagem do botão. Não cole, caso precise fazer reparos em seu botão mais tarde.

4e. Conecte a fiação. Conexões de solda quando possível, e isole-as com fita isolante.

1. Use conectores de bala ou algo semelhante para conectar os cabos da bateria ao botão e à válvula elétrica.

2. Conecte 1 fio do botão a 1 fio na válvula do sprinkler. Torça, depois solde e / ou fita.

3. Conecte o outro fio do botão a um dos conectores dos cabos da bateria (vermelho ou preto, não importa).

4. Conecte o conector restante da bateria ao terminal restante na válvula do sprinkler.

4f. Tape o fio para o botão para o suporte vertical da torre de lançamento. Teste seu botão de lançamento. Quando você pressiona o botão, você deve ouvir a válvula do sprinkler clicando aberto e fechado. Você fará mais testes posteriormente quando o sistema estiver sob pressão.

5. FAÇA A MANGUEIRA DE AR ​​E TESTE O SISTEMA DE LANÇAMENTO

5a. Agora vamos montar e prender a mangueira de ar no lançador. Primeiro, retire a borracha da válvula do pneu. Você pode usar uma lixa fina para limpar a válvula e deixá-la brilhante.

5b. Deslize o pequeno grampo da mangueira sobre a mangueira e insira a válvula do pneu na mangueira. Empurre-o o mais que puder. Aperte a braçadeira da mangueira sobre o tubo e a válvula usando um soquete ou chave de fenda. Essa conexão foi o calcanhar de Aquiles no meu lançador de protótipos. Com certeza, foi emocionante ter a mangueira explodindo a 75psi, sibilando descontroladamente como uma cobra, mas, por uma questão de confiabilidade, reforcei-a usando as braçadeiras de mangueira.

Deslize o segundo mini-grampo de mangueira sobre a outra extremidade da mangueira, e empurre a extremidade da mangueira para cima da mangueira de 3/16 ”. Aperte a braçadeira sobre a mangueira e a farpa. Se você achar o grampo muito grande e não conseguir apertá-lo muito bem, enrole a farpa na borracha de um tubo interno da bicicleta e aperte a braçadeira por cima.

5c. Conecte a bomba de bicicleta à válvula do pneu e pressione o sistema para cerca de 75 psi. Fique de olho no medidor e ouça qualquer assobio. A pressão deve ficar em 75psi. Se você encontrar vazamentos, corrija-os e tente novamente.

Solte a pressão pressionando o botão de lançamento (com a bateria conectada). Tenha cuidado ao fazer isso - use proteção para os olhos e fique longe da câmara de pressão.

Se a pressão não for liberada quando você pressionar o botão, aperte o solenóide (a coisa preta com os fios saindo) na válvula do sprinkler. Você também pode precisar de uma bateria maior (uma com mais amplificadores) para acionar o solenóide sob pressão.

Se você ainda está tendo problemas com seu sistema elétrico, a maioria das válvulas tem um acionador manual que você pode girar para liberar a pressão. Se você estiver tão perto da válvula, talvez queira também proteção auditiva. Tenha muito cuidado para que sua cabeça esteja longe do tubo de lançamento.

6. CONSTRUA O SUPORTE DO CONJUNTO DO ROCKET

Marque o centro de um pedaço de 5 x 2 de 2 x 6 madeira. Perfure um 13/16 "buraco 1" no meio do centro. É aqui que uma furadeira é realmente útil. Em seguida, torça um tubo de PVC de 13 ″ de comprimento ½ ”no orifício. Adicione fita adesiva à base do tubo, se necessário, para obter um ajuste confortável.

7. CONSTRUA OS ROCKETS

7a. Faça o download do modelo de foguete em makezine.com/15/airrocket e imprima em papel 81/2 "x 14". Recorte todas as peças nas linhas sólidas, como mostrado.

7b. Enrole o tubo do corpo em volta do suporte da montagem e prenda-o em 5 lugares com a fita adesiva de 3/4 ”. Quanto mais suave for sua fita, mais aerodinâmico será seu foguete. Agora enrole o tubo do corpo com fita adesiva de 2 ″, trabalhando o seu caminho para baixo. Deslize o tubo do corpo para o topo do suporte de PVC. Tape a tampa de pressão na parte superior do tubo do corpo, cruzando fita de 3/4 "por cima e alise-a.

NOTA: Certifique-se de sobrepor a fita, deixando-a com cerca de 2 camadas de espessura por todo o lado. Se você perder um ponto, você terá uma grande surpresa!

7c. Enrolar o cone do nariz ao redor para sobrepor a seção pontilhada e fita-lo no lugar. Encha o nariz com o guardanapo. Um guardanapo completo deve caber dentro Use um lápis para embalá-lo com força.

7d. Coloque o cone nasal na parte superior do tubo do corpo, prenda com fita adesiva nas abas e cubra o cone do nariz com fita adesiva.

7e. Enrole a guia da aleta ao redor do tubo de PVC na base do tubo do corpo e marque nos 3s para um modelo de 3 aletas ou no 4s para 4 aletas.

7f. Dobre as aletas nas linhas tracejadas, em seguida, empilhe-as e apare as partes superior e inferior em um ângulo.

7g. Cole as aletas junto com um bastão de cola e belisque-as para aderi-las. Certifique-se de não colar as abas que serão usadas para fixar as aletas ao foguete.

7h Alinhe as aletas com as marcas na parte inferior do tubo do corpo. Tape todas as aletas firmemente no lugar.

Seu foguete agora está completo e pronto para ser lançado. A grande coisa sobre esses foguetes é que não importa como eles são construídos, eles voarão! Alguns, claro, voarão melhor que outros, mas todos voarão até certo ponto.

TERMINAR | AGORA VAI USÁ-LO »

USE-O.

SEGURANÇA DO FOGUETE, SELEÇÃO DO LOCAL, OPERAÇÃO E CONCURSOS

SEGURANÇA

Como acontece com qualquer dispositivo alimentado por ar, você deve ter cuidado. Lesões oculares são seu maior perigo. Óculos de segurança para você e qualquer espectador são obrigatórios.

SELEÇÃO DO SITE

Como esses foguetes de ar não têm sistema de recuperação, você pode lançá-los em uma área relativamente pequena, mesmo com vento.Eles vão muito alto, mas depois voltam para baixo.

Um pequeno campo seria um local de lançamento ideal. Os foguetes são leves e suaves, por isso, embora não seja ideal para eles pousarem em carros, a chance de danos é pequena.

OPERAÇÃO

Coloque o lançador no chão e estenda a mangueira de ar e lance o fio do botão para fora do lançador.

Deslize o foguete pelo tubo de lançamento até que ele pare na tampa de pressão. Este é um ajuste apertado e você pode precisar suavizar a parte inferior interna do foguete com os dedos para obtê-lo. Você também pode chanfrar o topo do tubo de lançamento do PVC com um arquivo para torná-lo mais fácil.

Ligue a bomba de ar à mangueira e bombeie até cerca de 75 psi. Se você for acima de 75psi, você pode estourar o lado do seu foguete.

Contagem regressiva e depois lançamento! Com um bom lançamento, o foguete ficará quase fora de vista e, em seguida, cairá livremente no chão.

O foguete ficará amassado ao atingir o solo, mas pode ser simplesmente recortado e lançado novamente.

Se, por algum motivo, ele não iniciar, siga as instruções de teste de pressão na Etapa 5c.

CUIDADO: Ao colocar o foguete no lançador, certifique-se de que sua cabeça nunca esteja sobre o tubo de lançamento. Use óculos de segurança. Certifique-se de que todos estejam livres da área antes do lançamento e faça uma contagem regressiva quando todos estiverem a uma distância segura.

CONCURSOS

»Incline a torre de lançamento, coloque uma lata de lixo a 100m de distância e veja quem consegue chegar mais perto.

»Construa um clinômetro simples (wikihow.com/Make-a-Clinometer) e faça concursos para ver de quem é o foguete mais alto.

OUTROS RECURSOS

Se esse projeto do MAKE realmente agarra você, aqui está um ótimo artigo sobre foguetes aéreos e algumas configurações mais sofisticadas, de dois professores da Southern Illinois University: makezine.com/go/airrocket.


Rick Schertle ([email protected]) é um mestre no ofício de ensinar o ensino médio em San Jose e um criador novato em casa. Seus diversos interesses incluem frangos de quintal, viagens de aventura, carros alimentados a óleo e geocaching - tudo ficou mais divertido com o apoio entusiástico de sua esposa e as palhaçadas loucas de seu filho e sua filha.


Referências:

  • mailto: [email protected]
  • https://makezine.com/go/airnasa
  • http://www.makezine.com/15/airrocket
  • https://makezine.com/go/airrocket
  • http://www.wikihow.com/Make-a-Clinometer

De MAKE 15 - Página 103. Para obter MAKE, assine ou compre volumes únicos.

Ação

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