Các hệ thống tên lửa nước thông thường thường được chia làm 2 bộ phận chính:
Dàn tên lửa: là bộ phận phía dưới của hệ thống,có tác dụng giữ phần thân tên lửa cố định,truyền không khí từ máy bơm vào tên lửa và định hướng tên lửa khi mới rời khỏi dàn phóng.Bộ phận dàn thường được làm bằng ống nước,để có khả năng thông khí,và nhôm dùng để làm phần định hướng.
Thân tên lửa: là bộ phận phía trên của hê thống,là phần sẽ bay lên khi hệ thống được kích hoạt.Thân tên lửa có thể làm từ nhiều loại vật liệu, ở Việt Nam chủ yếu dùng chai nhựa Coca-Cola hoặc Pepsi có dung tích 1,5L.
Ngoài ra còn có một số bộ phận khác như cơ cấu kích hoạt,cơ cấu bung dù và cơ cấu tách tầng.
Nguyên lý hoạt động cửa Ten Lửa Nước
Tên lửa nước hoạt động theo nguyên tắc phản lực: không khí được bơm vào trong thân tên lửa làm gia tăng áp suất.Khi tên lửa được phóng,do áp suất trong thân tên lửa cao hơn bên ngoài nên không khí sẽ phun ra ngoài theo lỗ hổng ở đuôi tên lửa (miệng chai). Tên lửa sẽ được đẩy về phía trước theo định luật bảo toàn động lượng:MV=mv
Trong đó:
M:Là khối lượng của tên lửa.
V:vận tốc của tên lửa.
m:khối lượng của khí và nước phun ra.
v:vận tốc của khí và nước.
Như vậy,nước được cho vào tên lửa nhằm tăng khối lượng và động lượng vật chất phun ra và sẽ làm tăng vận tốc của tên lửa. Tuy nhiên, nếu cho quá nhiều nước sẽ chiếm không gian trong tên lửa, làm giảm lượng khí có trong đó. Thực nghiệm cho thấy, lượng nước chiếm 1/3 thể tích chai làm tên lửa là tối ưu. Sau đó tạo áp suất trong chai bởi một chất khí, thường là không khí nén từ đồ bơm xe đạp, hoặc xinlanh lên đến 125 psi, nhưng đôi lúc người chơi tên lửa nước nghiệp dư dùng khí CO2 và nitơ từ xilanh.
Nước và khí được nén bên trong quả tên lửa điều này tạo nên một dạng thế năng vì là bị nén và khi lực nén đó được giải phóng ra bên ngoài đẩy nước ra khỏi từ đuôi tên lửa nước tạo thành lực đẩy và đẩy tên lửa lên cao. Đôi khi những người chơi nghiệp dư sử dụng các chất phụ thêm khác vào nước để nâng cao hiệu suất bay cao và đẹp của tên lửa nước. Ví dụ: muối có thể được thêm vào trong nước để làm tăng tỉ trọng của khối lượng phản ứng để tạo một sức đẩy mạnh hơn. Xà phòng đôi khi cũng được bỏ vào nước để khi bắn tạo một đường bọt đặc trưng kéo dài, và tăng thời gian cho lực đẩy tên lửa nước.
Áp suất sau khi được giải phóng ra ngoài thì kéo theo lượng nước phun ra từ đuôi tên lửa nước với một tốc độ rất nhanh cho đến khi lượng nước hết và áp suất bên trong tên lửa nước bằng với áp suất khí quyển.
Ngoài ra, tên lửa nước bay cao hoăc bay thấp phụ thuộc vào các yêu tố cơ bản như lượng nước, áp suất, thời tiết... Các loại tên lửa nước khác nhau thì độ bay cao hoặc bay xa khác nhau. Thông thường loại tên lửa nước một tầng cơ bản khi bắn trong thời tiết lặng gió, có chứa 1/3 lượng nước, áp suất vào khoảng 70 psi thì có thể đạt độ cao trung bình là 40 mét, độ bay xa 50 mét với góc nghiêng 60 độ.
Hướng dẫn làm tên lửa nước !
CÁCH CHẾ TẠO TÊN LỬA NƯỚC
I/Nguyên lý của tên lửa nước
Tên lửa nước có một hoặc nhiều khoang nhiên liệu (thường được làm bằng các vỏ chai nhựa chứa nước ngọt có gas như Pepsi, Coca cola…), bên trong chứa một lượng nước nhất định (khoảng 1/3 tổng dung tích chai nước). Không khí được bơm vào các khoang đó tạo ra một áp suất đẩy nước phụt mạnh ra khỏi khoang (ở phía đuôi), nhờ đó đẩy tên lửa bay lên theo định luật bảo toàn động lượng.
II/Hướng dẫn chế tạo tên lửa nước
a. Phần thân:
Chỉ cần kiếm một vỏ chai nước ngọt loại 1,5 lít là bạn đã có một thân tên lửa rồi đấy !
b. Phần cánh:
Cánh tên lửa nước có thể được làm từ giấy bìa cứng, nhựa dẻo hay bất kỳ vật liệu nào có độ cứng và dễ cắt ghép.
Đầu tiên, bạn cắt vật liệu ra hình dạng cánh, bạn có thể cắt cánh theo bất cứ hình dạng nào mà bạn thích miễn nó có diện tích đủ rộng. Thông thường ta làm tên lửa nước có 3 cánh
Sau đó bạn ghép cánh vào đuôi tên lửa nước, là phần đầu của chai nước ngọt. Bạn có thể ghép trực tiếp vào chai hoặc ghép qua lớp vỏ bao phía ngoài. Chú ý tránh làm chai nước ngọt bị thủng vì như thế nước sẽ bị rò rỉ ra ngoài, tên lửa nước của bạn sẽ không đạt đươc hiệu suất như mong muốn.
- Ghép cánh trực tiếp vào thân, bạn có thể dùng keo dán. Phải đảm bảo cánh được dán thật chắc để không bị rơi ra trong qua trình bay.
- Nếu không, bạn có thể dùng giấy bìa cứng hoặc bìa mica mỏng cuộn lại thành một lớp vỏ bọc để dán cánh vào. Đường kính của lớp vỏ bọc đó bằng đường kính của thân tên lửa.
c. Phần chóp: Có 2 cách đơn giản để bạn chế tạo phần chóp:
- Cách 1: sử dụng phần đầu vỏ chai được cắt ra, sau đó ghép vào thân tên lửa có sẵn ta đã có được phần chóp.
Lưu ý: Đối với tên lửa nước dùng để bắn thẳng lên trời, các bạn chớ vội cố định lại bằng băng keo nhé, vì ta còn làm phần dù nữa đấy!
- Cách 2 : sử dụng giấy bìa cứng hoặc bìa mica mỏng cuộn lại thành chóp tên lửa:
Làm chóp theo cách 2 này có nhược điểm là nếu làm bằng giấy bìa cứng sẽ dễ ướt dẫn đến hư chóp.
d. Làm dù cho tên lửa nước:
Dù là bộ phận dùng để giảm chấn động cho tên lửa nước khi rơi, thường được đặt trong chóp tên lửa nước.
Tuy nhiên, đối với loại tên lửa nước dùng để bắn xa, ta sẽ không làm dù vì khi tên lửa nước bắt đầu rơi xuống, dù bung ra sẽ làm cản trở tên lửa nước bắn được xa hơn. Lúc đó, ta sẽ phải gia cố phần chóp và gắn vào phần thân cho thật chắc để có thể đảm bảo sử dụng được nhiều lần
Vật liệu để làm dù thường là bao nylon hoặc vải nilon mỏng. Bạn cắt ra thành hình tròn rồi cột các đoạn dây vào mép để làm dây dù. Sau đó bạn làm khoang chứa dù theo các bước sau:
Bạn cột các đầu dây dù còn lại vào thành của khoang chứa dù, sau đó cuộn dù lại thật gọn và cho vào khoang dù như hình dưới. Ta đã có một khoang chứa dù hoàn chỉnh cho tên lửa nước
III/Chế tạo dàn phóng
Tuỳ vào mục đích bắn và loại tên lửa nước, chúng ta sẽ có nhiều loại giàn phóng khác nhau. Đối với tên lửa nước bắn xa, chúng ta sẽ làm giàn phóng có ống phóng nghiêng 45 độ hoặc ống phóng có thể linh động điều chỉnh độ nghiêng.
Chuẩn bị:
- 1m25 ống nước PVC đường kính 21mm: cắt thành 7 đoạn, 6 đoạn dài 15cm, 1 đoạn dài 35cm
- 1 đoạn ống PVC 42mmm dài 5cm
- 4 đầu bịt ống 21mm
- 3 nối ống 21mm chữ T
- 10 sợi dây rút nhựa (lạt nhựa)
- 1 van xe máy (hoặc van xe đạp)
- 1 miếng săm xe
- Keo dán ống PVC
- 1 cuộn keo lụa quấn ống nước.
- 1 đồng hồ đo áp suất
Các vật dụng trên có thể dễ dàng mua tại các cửa hàng bán vật tư nước. Bạn lắp ghép các phần như hình sau. Các chỗ nối dán lại bằng keo dán ống PVC.
Phần van để bơm khí vào bạn gắn vào một đầu bịt ống. Đầu bịt ống này được mài phẳng (có thể dùng cưa để cưa đi phần thừa) sau đó đục một lỗ và cho van xe máy (hoặc xe đạp) vào. Bạn dùng các miếng xăm chèn vào chỗ tiếp giáp giữa van và ống nước để tránh rò rỉ khí.
Cuối cùng bạn có một hệ thống tên lửa nước 1 tầng hoàn chỉnh !
IV. Cách sử dụng:
Bạn quấn một lượt mỏng băng tan vào ống phóng 21mm (của giàn phóng), đút phần đuôi tên lửa nước vào ống 21mm sao cho miệng chai kín khít với ống phóng (nhờ lớp băng tan mỏng). Các mấu của lạt nhựa được giữ chặt vào cổ chai bằng đoạn ống nước đường kính 42mm. Bơm khí vào tên lửa nước qua van. Muốn cho tên lửa bay lên bạn chỉ cần giật đoạn ống 42mm để các mấu của lạt nhựa bung ra qua đó tên lửa nước được giải phóng và bay lên.
Chú ý : Vì cuộc thi tên lửa nước là bắn xa nên giàn phóng sẽ được làm nghiêng một góc 45 độ, các bạn có thể tham khảo một số cách làm giàn phóng khác nhau cho đội của mình.
Ví dụ, hình dưới đây là loại giàn phóng có khả năng điều chỉnh độ nghiêng của ống phóng tên lửa nước và có gắn kèm thước đo độ để xác định chính xác độ nghiêng của nó. Chúng tôi sẽ làm video hướng dẫn chế tạo giàn phóng kiếu này sau:
Ngày ......... HAS sẽ có một buổi tập trung hướng dẫn các bạn chi tiết về tên lửa nước, đồng thời, giúp các ban làm quen với cuộc thi.
Chúc các bạn thành công !
