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火箭制造其实只需要两样要素: 喷射物(要被喷射的物体)和把它喷出去的装置。而在常规火箭中,燃料同时扮演了这两种角色。首先燃料被点燃燃烧,产生能量,然后这能量把燃烧反应生成物从火箭的喷嘴喷出从而得到推力。
什么?如何得到推力?就是说当你推向什么物体时(比方说推进剂),这个物体同时也反过来推了你一把。这就是力的一个基本特性。
看看,火箭原理不过如此。基于这些,不必费力你就能用一个可乐瓶子做出自己的火箭,而且还有三种不同的方法。
传统水火箭
这种火箭即简单又安全。其实就是把水灌到一个瓶子里,不要倒满,剩余一些空气。然后塞好瓶塞,底朝天放好,用气泵增加瓶内空气的气压到一定程度。之后打开瓶塞,瓶内的空气把水推出瓶子,水火箭就有了推动力。
在这种情况下,喷射物就是水,而能量来自于压缩空气。这种设计很简单,你可以自己动手试试,或者直接上某宝去买。下面是一个有趣的diy水火箭发射器(慢动作)。
嘿嘿,这儿还有一个。这是一个老式一体泵火箭发射器。
还要说一点,就是如果你喜欢的话,可以做更复杂的水火箭。比如:两级水火箭。
我的同事艾瑞克·布斯(Eric Booth)博士分享了一个视频:一个超级牛的丙烷苏打动力火箭(并不是很确定用的是丙烷还是丁烷)。他说想看看我们够不够牛也能做一个出来,于是我们就做了,呵呵。
步骤如下:首先,准备一瓶苏打水或苏打饮料,倒一点出来给丁烷腾点地方。接下来,在苏打饮料上方添加丁烷(充气打火机的气…)。丁烷的沸点是-1°C,液态时冰冷异常,而沸点-42°C的丙烷更冷。这类低温液体非常容易沸腾气化,但是当你把它倒到苏打饮料上方时,它们会像油与水一样相互隔离。
液态丁烷(丙烷)的密度比水轻,所以会稳定的浮在水的顶部。但是当你反转瓶子的时候,一切将会改变。冰冷的丁烷和相对温暖的苏打饮料相混合后会剧烈沸腾,瞬间产生大量的丁烷气体。由于这些丁烷气体的体积远远超过它在液态时的体积,所以瞬间它就将处于瓶子下部的苏打饮料从瓶口推了出去。
这就是你要的丁烷苏打火箭。在这里苏打饮料是喷射物,而膨胀的丁烷气体将它推出了瓶子。我非常粉这种火箭,原因就是发射简单,你要做的就是轻轻的转过来,不要拿太紧,就刚刚悬住能发射且不会掉下去那样就行,很像以前的二踢脚。这是另一个发射的慢动作。
还是要提个醒……其实就是你最好还是别自己玩这个了。首先,因为丁烷这个东西是易燃的(或者说是可燃的,随便怎么说吧)。其次吧,丁烷超级低温的,有可能会造成皮肤冻伤。最后吧,塑料饮料瓶子还有可能爆炸,尤其是它温度低时。这些都可能造成非常严重的后果。
可是就非得用苏打饮料么?就不能用水么?答案是 No!看看把苏打饮料换成水会发生什么吧。
我猜原因是在水中丁烷的气化没有在苏打饮料中那么快。大概是碳酸化和沸腾同时进行的原因吧。哪位大神来开个博士课题研究下吧。
嘿嘿,如果你手头上木有丁烷的话,还有种方法,你可以用液氮呀!
开玩笑啦,哈哈。通常情况下绝大多数人是无法弄到液氮的(但我能能能…)。液氮和丁烷之间存在着一个巨大的差异——就是沸点。液氮的沸点更低,达到-196°C。正因它如此高冷,所以在与室温下的水接触时,液氮能做到丁烷做不到的剧烈沸腾。因此你不但不需要丁烷甚至连苏打饮料都不需要了。除此之外,其他都和丁烷苏打火箭一模一样。
在我眼中,液氮火箭要比什么丁烷苏打火箭猛得多。这可能是因为它制作较后者简单(一旦你有了液氮,嗯),而且主要是飞的更高。不过还是要小心,别倒太多液氮,不然会这样。
……看来还是液氮没有那么容易能搞到的好,呵呵。虽然各有不同,但其实这三种火箭的原理一致—都不过是把物质从底部喷出来获得向上的推升力。不过如果你真想试试,我觉得还是来个传统水火箭,或者建个两级的水火箭靠谱点。(真的很好玩)
来源:wired 撰文:EDWARD KINSMAN DeepTech深科技编译整理,转载请注明来源
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