水
火
箭
设
计
制
作
报
告
书
水火箭设计制作报告书
制作人：杨 志、臧祖健、张 杰、仲 芹、张永琳、唐德均、肖光荣。
指导老师：邓万达老师、李玉龙老师。
一 引言
在学校开启的“我动手、我尝试、我创新”的活动中我们选择了“研制水火箭”这样一个项目。这些年，中国的航天事业飞速发展，看到神州号的直冲云霄，看到“嫦娥号”的奔月，看到天宫号的驻扎太空，我们对火箭产生了好奇，让我们拭目以待吧！
二 设计原理
1. 水火箭又称为气压式喷水火箭。用电动充气泵充入空气，以高压气体作为能量，水作为喷流将水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，使水火箭快速上升，加速度，惯性滑翔在空中飞行。通过这样的原理我们制作1级火箭、2级火箭以及捆绑式…………
2. 1级火箭的设计原理：利用2个废弃的1.5L饮料瓶制作动力舱，用水做动力利用反作用力作用于动力舱，用尾部相向连接以便为2级火箭的连接机构做好准备，同时也增大了动力舱的容积，以便为2级火箭提供足够的动力。
3. 2级火箭的设计原理：动力原理都是以水做动力，高压气体做能量。其结构是利用一个废弃的1.5L饮料瓶制作动力舱，发射装置是用橡胶手套手指部分制作，充分利用1级火箭的高压气体作用于发射装置使得2级动力舱固定，固定后在给2级动力舱充气，1、2级动力舱内要形成明显的压强差以防使得2级动力舱过早脱落。
4. 捆绑式火箭的设计原理：一个发射装置作用于几个动力舱并且需要同时释放几个动力舱，捆绑式火箭脱落的原理与2级和1级火箭脱落的原理是一样的，只是捆绑式火箭推动的动力更大，稳定性相对更好，更能稳定水火箭的飞行方向。
5. 整流罩的设计原理：利用硬一点的卡纸或者废弃的饮料瓶制作，与动力舱的连接处整流罩的边缘周长需要大于瓶身的周长并且适当固定整流罩，当水火箭下落时，连接处由于受到向下空气的冲力使得整流罩脱落方便内置的降落伞顺利打开。
三 制作过程
一 喷流舱制作
1. 材料：两个1.5L饮料瓶、密封胶带、美工刀、强力胶、502液体胶、磨砂纸
2. 步骤1：将两个饮料瓶底部裁去，并将饮料瓶截面毛边打磨光滑。
3. 步骤2：将瓶子下端接触面打磨粗糙3~4厘米。
4. 步骤3：将两瓶打磨处涂上强力胶，稍等片刻，在将两瓶交错连接，使之充分粘接。
5. 步骤4：滴入强力液体胶，使之粘接牢固。
6. 步骤5：待完全风干后，用密封胶带将接口处密封。
7. 步骤6：喷流舱制作完成。
二 发射装置制作
1. 材料：扎带若干、硬度较大不同大小的PVC管若干、塑料瓶盖、软管若干、橡皮塞、密封液体胶、钻孔器、虎钳、美工刀…………
2. 步骤1：将扎带于小号塑料管一端，使扎带头露出。
3. 步骤2：在扎带头一端的塑料管内粘接瓶盖，内固定有一带孔橡皮塞，用液体强力胶封死，使之气密性良好。
4. 步骤3：用大号套管将扎带与塑料连接管套好，套管上下活动用于控制发射。
5. 步骤4：用虎钳固定好塑料管的另一端，带孔橡皮塞下端与充气泵通过软管相连。
6. 步骤5：发射装置制作完成。
三 整流罩制作
1. 材料：塑料瓶顶、粘得牢液体胶、厚卡纸、胶带、剪刀、圆规、直尺等。
2. 步骤1：将卡纸绕瓶顶作为圆锥状，并在纸上做好裁剪点的标记。
3. 步骤2：用圆规画出构成圆锥的扇形并裁剪下来。
4. 步骤3：将卡纸卷着圆锥状，用胶带将其形状固定。
5. 步骤4：将塑料瓶顶置于整流罩中，在周围滴加液体胶使之连接。
6. 步骤5：最后在整流罩外侧完整的缠绕胶带，使之完全固定。
7. 步骤6：整流罩制作完成。
四 尾翼制作
1. 材料：文件夹若干、双面胶、剪刀、记号笔。
2. 步骤1：在文件夹表面绘出尾翼形状并绘出部分组装接头。
3. 步骤2：将已有形状在剪下6个样本。
4. 步骤3：将每两个尾翼用双面胶重合粘接，是接头往两侧翻折。
5. 步骤4：尾翼制作完成。
五 组装制作
1. 步骤1：整流罩内的瓶顶与喷流舱瓶顶连接，无需粘接，固定就行。
2. 步骤2：尾翼均匀分布于瓶身下端，每两翼之间夹角为120度。
3. 步骤3：将喷流舱下端与发射装置的橡皮塞连接，用套管将扎带扣紧。
四 试验日志
2011年12月9日晚，第一次试飞失败（因管口脱胶，提前飞出），加压4.5P。
2011年12月10日早，第二次试飞失败（方向偏移，高度不够），需要改造尾翼，加压6.0P。
2011年12月12日，第三次试飞失败，采用两瓶连接，使用AB胶，胶风干后过硬，两瓶连接处爆开，加压5.0P。
2011年12月15日，第四次试飞，单瓶试飞，密封一般，瓶口与发射装置处漏水，垂直高度30m左右，加压8.0P。
2011年12月16日，第五次试飞，因第四次试飞动力不够改为两瓶连接，采用德国软胶，连接处基本不跑气，瓶口与发射装置处解决漏水问题，试飞垂直高度达到50m左右。
2级火箭正在研制中…………
五 总结
通过这次“我动手、我尝试、我创新”活动中学习到了我们在书上所不能学到的东西，
提高了我们的思考和变通能力，更加理解了团队合作与有效分工的重要性。但水火箭的研究还应当继续。
在试飞的过程中还有种种困难未解决。首先应当从增加水火箭箭体连接部分的密封和强度开始。因为在水火箭研制过程中我们的气密性始终不能做到完全封闭，每一次充气对水火箭的密封都有影响，因为连接处瓶与瓶之间的阻力和连接机构的耐压性是成比例的，连接处所受的阻力越大，连接机构的耐压性就越好。所以提高连接机构阻力是最为重要的。要想有所突破，不仅要思考，而且要多做试验，增加稳定性。每一次飞行对水火箭的强度也有影响，因此我们应当从水火箭的密封和强度开始，使得水火箭真正可以重复使用，提高水火箭的使用寿命。
再次，二级火箭以及捆绑式火箭也是我们以后挑战的课题。因为二级火箭以及捆绑式火箭的推力更加强大，但他的连接装置也更加复杂，整个水火箭的质量也会增加。
同时，我们也知道了理论和现实是有很大本质的差别，所以我们以后多做试验以便发现实质的问题。由于时间的仓促，无法进行系统的试飞试验，但我们对于水火箭研制的热情是一直不会减的。
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