本系統僅供教學示範參考,不適合安全玩具用途。

原理

利用控制摩擦力的大小,達成可設定發射時瓶內空氣壓力的寶特瓶水力火箭發射系統。F1=由寶特瓶內空氣壓力作用在打氣導桿上面而能產生的反作用力。F2=裝了適量的水,接妥噴嘴的寶特瓶水力火箭總重量。F3=寶特瓶水力火箭的噴嘴在打氣導桿上面移動時,與緊迫裝置產生的摩擦力。將裝了適量水的寶特瓶水力火箭倒立在彈簧秤上,由上向下垂直施力壓入打氣導桿的緊迫裝置,此時彈簧秤上的讀數即為F2F3由於發射瞬間F1= F2F3 因此可以在壓入打氣導桿的緊迫裝置時,完成設定發射時瓶內空氣壓力的大小。


製作

1.  先將長度為3呎,外徑為1/4吋的銅管(不銹鋼管更好)整理成直線形,再以彎管器彎成下圖:

     Water_Rocket_01.JPG 

2.  用剪刀將內徑為1/4吋的透明水管,剪下10公分長的兩截。以這兩截水管中間夾一個6(內徑為6公厘)O形緊迫環的次序套入打氣導桿的直線部份即完成了打氣導桿的緊迫裝置。(可依實際情況選用不同規格、不同數目之O形緊迫環以達到最佳之緊迫效果。)

3.  用剪刀將8×6mm(外徑8mm,內徑6mm)8×5mmPU耐壓空氣管剪下15公分長的兩截,第一截連接打氣導桿的輸入端和耐壓空氣管的母快速接頭,第二截連接耐壓空氣管的公快速接頭和用美工刀除去橡膠部份之後的汽車輪胎打氣嘴銅管部份(其內部止洩裝置要保留),發射架總成如下圖:

Water_Rocket_02.JPG 

4.   先以製圖工具在汽水寶特瓶的瓶蓋頂部中央畫好一直徑為彈珠汽水開瓶器之管狀部份外徑的圓線,再以美工用筆刀慢慢的切除此圓,直到彈珠汽水開瓶器之管狀部份可以剛好套入此圓,瓶蓋內部如有多餘的止洩墊片可以用小螺絲刀挑除。

5.  用最小的半圓形銼刀將彈珠汽水開瓶器之管狀部份內徑依下圖之剖面圖慢慢的磨好,注意完成後之噴嘴上端剛好能通過內徑為1/4吋的透明水管,下端剛好能通過6號之O形緊迫環。

wr03.JPG

 

6.  以剪刀將1mm厚的耐油橡膠布剪成外徑26mm內徑12mm的緊迫墊片環,依下圖組合噴嘴到水力火箭的寶特瓶瓶口。

wr04.JPG

 


操作

1.  在足球場正中央水平處安放發射架,發射架耐壓空氣管的母快速接頭先接一延長線再接另一端為汽車輪胎打氣嘴的耐壓空氣管之公快速接頭,汽車輪胎打氣嘴則接上有壓力計的腳踏式汽車輪胎打汽筒。

2.  將裝了適量水的寶特瓶水力火箭倒立在彈簧秤上,由上向下垂直施力壓入打氣導桿的緊迫裝置,此時你可以決定要用多大的壓力去發射,若以100psi.(約為7kg/cm2)為上限,而打氣導桿套透明水管處外徑為0.85cm,換算面積約為0.5 cm2,則彈簧秤上的讀數F2F3必須小於F1 max 7kg/cm2×0.5 cm23.5kg

wr05.JPG

3.  決定好要用多大的壓力去發射後再轉正發射架,以汽車輪胎打汽筒開始加壓,如果F2F3F1 max造成無法發射時,應該由汽車輪胎打氣嘴處解開放光氣壓(與輪胎放氣完全相同),再重新壓入打氣導桿的緊迫裝置,千萬不可直接去拔裝了水又加了氣壓的寶特瓶水力火箭。

wr06.JPG 

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