讓水火箭沖得更高

大臉兔

水火箭，顧名思義，就是利用壓縮空氣做動力，將水噴出后獲得反沖力，然后借助反沖力沖向天空的一種裝置。水火箭怎么做？怎樣讓水火箭飛得更高？除了常見的水火箭，還有什么有趣的創(chuàng)意水火箭？

簡易版水火箭制作教程

制作材料：飲料瓶一個、硬長管一截、軟塑膠管一段、塞子一個、筷子一根、打氣筒一個、橡膠火箭頭一枚、用于制作火箭尾翼的泡沫棉一塊、最后還有用于固定的泡棉膠帶。

制作步驟：

1. 在塞子上打兩個孔，但孔不要打太大，剛好能緊緊包裹住筷子和硬長管即可，一定不能漏氣。接著把硬長管和筷子分別穿進塞子（建議筷子的尖頭朝外）。

2. 把軟管接到硬長管朝外的那頭。

3. 把加工好的塞子塞入飲料瓶口，注意，只需將塞子塞一半進瓶口即可。

4. 用打氣筒通過硬長管給瓶子打氣，如果瓶內(nèi)壓力足夠，瓶子可順利發(fā)射，這說明裝置制作成功。如果瓶子不能發(fā)射，請檢查銜接處是否漏氣。

5. 將橡膠火箭頭套到飲料瓶尾部，如果套得不牢固，可用透明膠帶或電工膠帶加固。

6. 用泡棉膠帶將火箭的尾翼固定在火箭尾部，火箭雛形制作完成！

只要給瓶里灌一些水，再用氣筒打足氣，水火箭就會“boom”的一聲發(fā)射出去啦！

玩轉(zhuǎn)水火箭技巧

水火箭的發(fā)射原理是，當塞子將瓶口塞緊后，瓶子內(nèi)部就形成了一個密閉空間，這時，將氣體打入瓶子里，瓶內(nèi)空氣的氣壓增大，當塞子和瓶口的銜接處不能再承受這股壓力后，塞子就會脫離瓶口，此時，瓶內(nèi)的氣體就會集中流向低壓區(qū)（即瓶口），形成一股反作用力推動火箭前進。但單靠空氣所形成的動能太少，于是水就變成了一個很好的媒介，水會隨著空氣一起沖出瓶口，增加反作用推力。那怎樣才能讓水火箭飛得更高更遠？

首先是充水量。水火箭的豎直升高高度與瓶內(nèi)水位的關(guān)系可以通過實驗獲得，實驗表明，瓶內(nèi)氣壓與水火箭的射程成正比，氣壓越大，噴水的力量越大，水火箭的沖量也就越大，水火箭做反沖運動的動力才會大。一般來說，當水量在動力艙容積的1/5—1/3之間，水火箭飛得最高。

其次是提高水火箭的穩(wěn)定性。水火箭在上升過程中，并不是豎直向上升的，經(jīng)常橫著或側(cè)著瓶身上升。這就要求我們必須提高它的穩(wěn)定性，使它豎直上升。提高水火箭的穩(wěn)定性，就得考慮大氣阻力的作用。一是水火箭頂部應(yīng)為尖的，以便于減小空氣阻力;二是瓶體形狀應(yīng)接近流線型，這樣便于氣流的通過;三是利用三腳架，把水火箭支住，保持發(fā)射時的穩(wěn)定性。

第三是發(fā)射仰角的影響。水火箭的斜發(fā)與斜拋有關(guān)，所以由理論可得，當水火箭的發(fā)射仰角為45°左右時，飛行距離最長。如發(fā)射仰角太小時，水火箭向上的分力不大，使爬升高度不大，且由于水火箭的重量受地球引力的牽引，使其容易落下。而當發(fā)射仰角太大時，其向上分力雖大，但向前分力太小，以至于射程太短，形成“射得高，但射不遠”的情形。同學們多試幾次，試試找到最佳發(fā)射仰角吧。

創(chuàng)意水火箭

發(fā)射水火箭可以說是世界性的“游戲”，全世界各個國家和地區(qū)的水火箭愛好者們，不僅致力于研究如何讓水火箭飛得更高更遠，還腦洞大開，制作出各種各樣的水火箭。我們一起來看看吧！

想要讓火箭飛得更遠，水火箭愛好者們最先想到的是增加火箭的“燃料”。而增加“燃料”最快的方法就是增加瓶子的數(shù)量，于是就有了多瓶體水火箭。

既然有將多個瓶子逐一疊加的多瓶體水火箭，當然也有在火箭主體旁捆綁一圈瓶子的多瓶體水火箭。

捆綁式的多瓶體水火箭的發(fā)射場景相當壯觀，粗壯的水火箭一飛沖天，很有現(xiàn)場觀看火箭發(fā)射的感覺。下面這枚叫Axion G2的捆綁式多瓶體水火箭的飛行高度達到了242米。

但將多瓶體捆綁在水火箭身上當助推器并不是讓水火箭飛得更高的最有效的辦法。想要讓水火箭飛得更高，除了作為“燃料”的水要足夠多，另外就是有足夠大的壓力，并讓水火箭在飛行時受到的空氣阻力盡可能小。

上圖這枚水火箭叫暗影，箭體形狀像一根鉛筆，長度達到了2.85米，這種細長的體型可以有效地減少空氣阻力。這枚水火箭的箭身采用耐高壓的材料制成，充氣的時候更是用了壓縮氣瓶，內(nèi)部壓強到達34.5bar，相當于大氣壓強的34倍，松開閥門的一瞬間，水火箭就不見了。

有這么多“絕招”加持，暗影火箭發(fā)射的高度達到了534米，隨機搭載的相機拍攝到水火箭上升段的影像，甚至可以看到弧形的地平線。

除了設(shè)計出能飛得更高更遠的水火箭，水火箭愛好者們還設(shè)計出了各種有創(chuàng)意的水火箭。例如，與開源硬件相結(jié)合，能收集傳感數(shù)據(jù)的水火箭。

攜帶了降落傘的水火箭。

還有帶滑翔翼的水火箭，這種水火箭在上升推力耗盡后，還可以滑翔一段距離。

以及用3D打印機制造的星球大戰(zhàn)中R2D2造型的水火箭。它雖然飛得不高，但創(chuàng)意滿分。

看了這么多腦洞大開的水火箭，你是不是已經(jīng)躍躍欲試，準備大展身手了？趕緊動手制作屬于你的水火箭吧！

知識小鏈接

世界上第一個真正意義上的火箭發(fā)明者是美國人羅伯特·戈達德，因此他也被公認為現(xiàn)代火箭技術(shù)之父。

戈達德出生于美國馬薩諸塞州，他從1909年開始進行火箭動力學方面的理論研究，三年后，他點燃了一枚放在真空玻璃容器內(nèi)的固體燃料火箭，證明火箭在真空中也能夠工作。1920年，戈達德開始研究液體火箭，1926年3月16日，在馬薩諸塞州沃德農(nóng)場，戈達德成功發(fā)射了世界上第一枚液體火箭。