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“中国航天日”玩转纸火箭!

2023-06-14李永刚

军事文摘·科学少年 2023年5期
关键词:尾翼虚线泡沫塑料

小编的话:

你知道吗?今年的4月24日是第8个“中国航天日”,为了庆祝这个特殊的节日,我们请李永刚教授带领大家亲手制作一款好玩的气动火箭。你准备好了吗?一起开始吧!

制作纸火箭,并且可以发射,是每个同学都希望完成的事情。我们知道,用泡沫塑料等材料可以制作火箭模型,再配合打气筒、充气泵作为发射动力就可以发射。有的火箭模型还带有LED 发光管、小纸片、降落伞等。但是,这些模型有的制作比较复杂,不容易装配;有的发射时要用空气、水等,发射时容易溅在人的身体上;有的重量较大,降落过程中容易砸到人的身体或者头上,具有一定的危险性。

在业余条件下,特别是在野外,如果有制作简单、发射安全、落地不伤人的纸火箭,那是最好的。今天我们就带领大家一起来制作一种很有意思、制作简单、安全可靠、可重复多次发射的纸火箭。

图1 是一张画有纸火箭模型线条的A4纸。上面画有“中国载人航天”“CZ-5”等图样。除此以外,还有实线和虚线。实线是剪裁线,虚线是折叠线。我们只要用剪刀、裁纸刀就可以裁剪完成。

图2 是沿着实线剪下的几部分。其中,图2左侧面积大的这部分是火箭的主体;右侧小的缺角五块方块作为火箭的尾翼。你可以按照自己的愿望,选择三块或者四块尾翼,安装在火箭上。具体选择几个尾翼,由制作者在安装时确定。但是不要少于三个尾翼,否则,火箭会乱飞。

图3 是发射火箭用的硬质PVC 管,发射时火箭要套在其上,当我们用压缩空气推动时,火箭就可以从这个PVC管发射出去。

图4 是制作火箭主体的材料。包括印有图案的纸片、承担发射用的硬质PVC 管,以及粘接火箭主体纸片卷圆筒的胶棒(也可用双面胶或热熔胶)。火箭主体是纸片,以PVC 管为支撑体,将该纸片卷曲,并且用胶棒均匀地涂在火箭的主体面上。注意,露出的部分不要涂胶水,而且胶水不要粘在PVC 圆筒上。圆筒在粘接时,不要卷得过细(也就是卷得很紧),否则由于阻力太大,火箭会无法发射;但是,圆筒也不要卷得过粗(也就是卷得过松),否则火箭与PVC 管之间会漏气,火箭当然也就发射不远。

图5 是卷好的圆筒,也就是火箭的主体部分。要粘得规范,不要有漏粘的地方。粘好后,要用手沿着PVC 硬管活动试一试,火箭主体能够比较灵活地在PVC 管外侧滑动即可。这是保证火箭发射的重要环節。成败与否,就在于此。

图6 是火箭的尾翼制作。将缺角的小方块沿着对角线虚线对折,作为火箭的尾翼。再沿着绿色的虚线反向折叠,作为粘在火箭尾部的尾翼。注意,为了确保火箭运行时直线飞行,要保证每个尾翼形状一致。

图7 是将尾翼根部折叠好的纸片,折叠部分可以粘在火箭主体的下部,沿着火箭主体的下沿粘贴尾翼。

图8 是尾翼折叠后的图片。一个火箭到底用三个尾翼,还是四个尾翼,由制作者决定。

图9 是已经粘好一个尾翼的效果图。注意,尾翼一定要粘得正确。尾翼的底部要贴住火箭主体的底部,而且方向一定不要搞反,还要粘得垂直于底边。

图10 是火箭头的材料,是使用柔软、缓冲性强的泡沫塑料為材料,按照火箭主体直径(20 毫米)的大小要求,用剪刀慢慢修剪。

图11 左侧的泡沫塑料块儿是用剪刀剪成的火箭头部填充物。该填充物有两个作用:一是发射时堵住火箭内部,不让压缩空气泄露,以保证火箭主体能够在压缩空气的作用下,快速沿着PVC 管发射出去;二是保证火箭在到达最高点后,降落过程中不会由于落在人的头顶或者身上而伤人,起到缓冲作用,还可以在落地时起到缓冲作用,保证火箭可以多次发射。

图12 是制作完好的火箭。箭头的泡沫塑料可以用胶棒、双面胶或热熔胶固定在箭筒顶端的内部,二者结合良好,不会脱落。当箭体圆滑、尾翼正常、箭头的缓冲塑料固定良好时,火箭就已经制作好了,就待发射了。

图13 是发射装置的硅胶气囊,起到为火箭发射提供压缩空气的作用,压缩后会自行恢复原状,因此可以反复使用。在发射火箭时,你可以用手捏,也可以用脚踩、跺,你给的力量越大,火箭飞得越高。

图14 是硅胶气囊与PVC 发射管之间的蛇皮伸缩软连接部分。它可以任意伸缩、扭曲,以利于火箭的发射。注意,要保证该软管一头要与硅胶胶囊连接,另一头与硬质PVC 管相连。一定要连接可靠、紧密,如果松脱,发射时管道之间可能脱落,发射就会失败。

图15 是组合好的发射动力部分。由硅胶气囊、蛇皮伸缩连接管、PVC发射管组成。要求每一部分连接紧密,并且牢固、可靠,转动、伸缩灵活。

图16 是最终组合好的发射装置与火箭。把伸缩的蛇皮管拉扯到合适的长度,将火箭插在PVC 硬管上,用手拿住PVC 硬管的下部,对准空中的某个位置(最好是垂直于地面),另一个人用脚使劲地猛踩硅胶气囊,火箭就可以按照预定的轨迹发射出去。如果各个部分制作合理,火箭粗细合适,没有漏气,在无风的条件下,垂直向上,火箭可以上升到8 ~ 10 层楼高。

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