水火箭的技术趣点

如题所述

水火箭种类众多,一般包括单级单推(一级火箭,一个推进器喷口)、单级多推(一级火箭,多个推进器喷口)和多级多推(多级火箭、多个推进器喷口)等,少有多级单推。由于单级多推一般为推进器(一个或几个瓶串联而成)“被动分离”且箭体与推进器同时发射,因此虽有推进器抛离效果但一般不视为多级水火箭。而多级多推水火箭采用推进器与箭体“主动分离”技术且为推进器箭体接替发射。水火箭制作的技术趣点主要包括:喷嘴技术、主动分离技术和回收技术。
国内较为流行的自行车内胎及气口做瓶塞的方法,但由于这种方法无法良好控制发射时间,因此是无法完美实现多推的。用滑轮和线向下拉动发射器套环,实现了对发射时间的良好控制。
一般来说,单级多推水火箭涉及推进器和箭体的推力差问题。由于是靠重力自然实现的“被动分离”,因此推进器的推力一定大于箭体推力,以保证水火箭升空时二者推力和最大且为一体,当推进器推力耗尽时,由于重力作用自然脱落。主箭体则继续飞行。这种火箭的优势是,不涉及复杂的多级分离技术,同时拥有较大的推力,制作较为简单。而要注意的是,箭体喷口直径要小于推进器喷口直径以实现推力差。一般箭体使用降落伞回收技术。
下面说说多级多推水火箭。这种水火箭体型庞大,高度甚至可超过200米,目前已知的最高发射高度是国外水火箭爱好者于2010年10月30日创造的864英尺,约合263米。虽然这种火箭的发射高度并不是十分高,但由于涉及“错时喷射“技术、“主动分离”技术和箭体及推进器的“分级回收”技术,因而更具有挑战性、更受到水火箭发烧友的青睐。国外的主动分离技术样式不一,但基本原理一致。利用推进器推力耗尽时的重力和预埋分离器中的弹簧弹力以及分离开始时第二级箭体喷射推力,快速实现一二级主动分离。推进器部分进入下落阶段打开降落伞、而第二级继续上升直到推力耗尽下落打开第二级降落伞。若有第三级,则依次推进。
单级多推水火箭和多级多推水火箭都可以做得很大,但分辨二者区别并不难,从外观上即可分辨。单级多推水火箭(可以叫假二级)箭体和推进器喷嘴是在一个平面上的,因为只有这样才最容易实现同时发射。而多级多推水火箭则不是,其第二级喷嘴一定是和推进器相连的,因为发射开始时第二级是不工作的。所以只要看喷嘴的位置即可分辨。

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