專利名稱：一種利用空氣阻力分離的二級(jí)水火箭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水火箭，具體是一種利用空氣阻力實(shí)現(xiàn)以弱力控制強(qiáng)力的外力控制型二級(jí)水火箭。
背景技術(shù)：
水火箭是利用常見的塑料瓶(如可樂瓶)為材料，以牛頓第三定律(作用力與反作用力)為原理，以空氣壓力和水作為動(dòng)力的環(huán)保火箭模擬飛行器。水火箭發(fā)射是一種模擬火箭發(fā)射過程的課外科技活動(dòng)，其活動(dòng)過程刺激但也很安全，是寓教于樂、科技含量高、深受廣大青少年喜愛的綜合實(shí)踐性較高的科普活動(dòng)?，F(xiàn)有的二級(jí)水火箭是利用相鄰兩級(jí)箭體間的分離器及內(nèi)部水氣的釋放裝置進(jìn)行二級(jí)分離。中國(guó)專利CN2573037Y公開了一種二級(jí)水火箭，它包括尾噴嘴、一級(jí)箭體、分離器和二級(jí)箭體，一級(jí)箭體是兩端帶有小直徑管螺紋接頭的長(zhǎng)筒狀體，尾噴嘴通過一側(cè)的內(nèi)螺紋擰在一級(jí)箭體的一個(gè)管螺紋接頭上，分離器通過一端的內(nèi)螺紋擰在一級(jí)箭體的另一個(gè)管螺紋接頭上，另一端插入二級(jí)水火箭體底部的插口中。這種水火箭在安全性和可控性上面有明顯缺陷，且對(duì)一級(jí)箭體的動(dòng)力利用不夠充分，從而影響發(fā)射高度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，且能利用空氣阻力巧妙實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分離的新型二級(jí)水火箭。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種利用空氣阻力分離的新型二級(jí)水火箭，包括一級(jí)箭體、二級(jí)箭體、降落傘和發(fā)射架，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是:一級(jí)箭體與二級(jí)箭體之間通過分離控制器連接，在一級(jí)箭體底部設(shè)有分離控制翼，分離控制翼通過鋼絲繩與分離控制器上的吊碼固接，發(fā)射架上增設(shè)了鎖扣開關(guān)、氣壓表和定向?qū)к?。所述分離控制器包括吊碼、連接扣環(huán)、彈簧、彈簧定向柱、扎帶、氣門芯、橡皮塞和連接緊固支撐環(huán)，吊碼與連接扣環(huán)連接，彈簧與彈簧定向柱套接，彈簧定向柱與連接緊固支撐環(huán)上的凹槽配接，氣門芯穿過橡皮塞與一級(jí)箭體連接，扎帶穿過連接緊固支撐環(huán)與二級(jí)箭體扣接。所述分離控制翼為一對(duì)省力杠桿，其一端與固定在一級(jí)箭體上的鋼絲圈扣接，并繞其轉(zhuǎn)動(dòng)。所述鎖扣開關(guān)包括角鐵、橡膠塞和鎖扣，鎖扣通過窗鉤與角鐵扣接，在橡膠塞中設(shè)有通管，一級(jí)箭體的瓶口與橡膠塞連接。所述氣壓表為現(xiàn)有技術(shù)。所述定向?qū)к墳楝F(xiàn)有技術(shù)
本水火箭的工作原理是:采用外力控制觸發(fā)分離的方式，巧妙地利用了第一級(jí)水火箭加速上升過程中作用在分離控制翼上的空氣阻力來控制分離。當(dāng)?shù)谝患?jí)水火箭上升到一定高度減速到一定程度時(shí)，第二級(jí)水火箭才在彈簧彈力和瓶?jī)?nèi)大氣壓強(qiáng)的作用下脫離一級(jí)火箭，從而實(shí)現(xiàn)二級(jí)分離，進(jìn)行第二次加速，以此突破發(fā)射高度(發(fā)射高度可達(dá)100米左右)，更逼真的模擬火箭發(fā)射過程。二級(jí)連接處采用了單向閥，實(shí)現(xiàn)了氣體由下往上的單向?qū)?，從而使兩?jí)水火箭間氣壓差較小，確保了第二級(jí)的動(dòng)力，同時(shí)也方便充氣。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(I)采用外力控制觸發(fā)分離的方式，巧妙地利用了第一級(jí)水火箭加速上升過程中作用在分離控制翼上的空氣阻力來控制分離，充分利用了一級(jí)箭體的推力，且兩級(jí)箭體間氣壓差很小。(2)多項(xiàng)措施提高可控性和安全性:采用鎖扣開關(guān)控制水火箭的發(fā)射，延長(zhǎng)充氣管，安裝了氣壓表、定向?qū)к壓徒德鋫愕?，大大提高了水火箭的可控性和安全性?br> (3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，且安全環(huán)保，性能穩(wěn)定。


圖1為本發(fā)明二級(jí)水火箭的整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明分離控制器的結(jié)構(gòu)示意 圖3為分離控制器中連接扣環(huán)的俯視 圖4為分離控制器中連接緊固支撐環(huán)的俯視 圖5為本發(fā)明鎖扣開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，一種利用空氣阻力分離的二級(jí)水火箭，由一級(jí)箭體6、二級(jí)箭體2、設(shè)置在二級(jí)箭體2上的二級(jí)整流罩1、一級(jí)傘倉(cāng)4、設(shè)置在一級(jí)箭體6下部的分離控制翼17及連接一級(jí)箭體6和二級(jí)箭體2的分離控制器5組成，一級(jí)箭體6和二級(jí)箭體2均由兩個(gè)耐壓汽水瓶通過連通管3連接而成，分離控制翼17為一對(duì)省力杠桿，杠桿通過鋼絲繩18與分離控制器5上的吊碼20連接，分離控制翼17的一端與固定在一級(jí)箭體6上的鋼絲圈19扣接，并繞其轉(zhuǎn)動(dòng)，在二級(jí)整流罩I和一級(jí)傘倉(cāng)4內(nèi)分別設(shè)有降落傘。參照?qǐng)D2-4，分離控制器5由吊碼20、連接扣環(huán)7、氣門芯8、扎帶9、彈簧10、橡皮塞11、彈簧定向柱13和連接緊固支撐環(huán)15組成，其中連接扣環(huán)7和連接緊固支撐環(huán)15由PVC板刻制而成，彈簧定向柱13嵌入連接緊固支撐環(huán)15的凹槽15-1中，彈簧10與彈簧定向柱13套接，鋼絲繩18 —端穿過連接緊固支撐環(huán)15、彈簧定向柱13、彈簧10和連接扣環(huán)7后與吊碼20固定，另一端與分離控制翼17連接，氣門芯8通過橡皮塞11與一級(jí)箭體6的瓶蓋12用螺母14擰緊，扎帶9 一端穿過連接緊固支撐環(huán)15上的孔15-2，并用扎帶頭16調(diào)節(jié)到合適長(zhǎng)度，另一端與二級(jí)箭體2的瓶口扣接。參照?qǐng)D5，本發(fā)明在發(fā)射架上還增設(shè)了鎖扣開關(guān)21、氣壓表和定向?qū)к墸i扣開關(guān)21由角鐵21-1、橡膠塞21-2，窗鉤21-3、鎖扣21_4和通管21_5組成，安裝時(shí)，將一級(jí)箭體6的瓶口倒扣在橡膠塞21-2上，并用窗鉤21-3壓緊，窗鉤21-3的另一頭與鎖扣21_4扣接，即從橡膠塞21-2中的通管21-5向瓶體內(nèi)打氣。整體安裝時(shí)，先在一級(jí)箭體6內(nèi)裝入大約占箭體1/3的水量，將箭體6倒扣在發(fā)射架上固定，然后在二級(jí)箭體2內(nèi)裝入大約占箭體1/4的水量后反扣在一級(jí)箭體6和二級(jí)箭體2的連接處，通過分離控制器5將兩箭體連接。將一級(jí)箭體6下部的分離控制翼17壓至最低處，并利用發(fā)射架上的定向?qū)к墝⑵涔潭?。然后將二?jí)箭體2的降落傘收入安裝在二級(jí)箭體2頂部的二級(jí)整流罩I中；用一級(jí)傘倉(cāng)4將一級(jí)箭體6的降落傘包裹在兩箭體的連接處，這樣二級(jí)水火箭就安裝成功了。發(fā)射時(shí)，將二級(jí)水火箭2固定在發(fā)射架上，發(fā)射架利用了鎖扣和窗栓組合，使水火箭瓶口緊緊壓在發(fā)射架的橡皮塞上，用氣泵或打氣筒通過延長(zhǎng)的輸氣管給水火箭打氣，當(dāng)氣壓達(dá)到6個(gè)大氣壓左右時(shí),拉動(dòng)發(fā)射控制開關(guān)，水火箭在一級(jí)箭體6的推動(dòng)下整體加速上升，當(dāng)一級(jí)加速完成后減速到一定程度時(shí)，二級(jí)箭體2與一級(jí)箭體6分離，一級(jí)箭體6的降落傘在二級(jí)箭體2的拉動(dòng)下打開，使一級(jí)箭體6安全著陸。二級(jí)箭體2 二次加速后達(dá)到最高，然后下落。下落時(shí)，空氣阻力吹落二級(jí)整流罩1，降落傘隨二級(jí)整流罩I的落下而被拉出，使其順利打開，實(shí)現(xiàn)水火箭安全著陸，完成水火箭發(fā)射任務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種利用空氣阻力分離的新型二級(jí)水火箭，包括一級(jí)箭體、二級(jí)箭體、降落傘和發(fā)射架，其特征是:一級(jí)箭體與二級(jí)箭體之間通過分離控制器連接，在一級(jí)箭體底部設(shè)有分離控制翼，分離控制翼通過鋼絲繩與分離控制器上的吊碼固接，發(fā)射架上增設(shè)了鎖扣開關(guān)、氣壓表和定向?qū)к墶?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型二級(jí)水火箭，其特征是:所述分離控制器包括吊碼、連接扣環(huán)、彈簧、彈簧定向柱、扎帶、氣門芯、橡皮塞和連接緊固支撐環(huán)，吊碼與連接扣環(huán)連接，彈簧與彈簧定向柱套接，彈簧定向柱與連接緊固支撐環(huán)上的凹槽配接，氣門芯穿過橡皮塞與一級(jí)箭體連接，扎帶穿過連接緊固支撐環(huán)與二級(jí)箭體扣接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型二級(jí)水火箭，其特征是:所述分離控制翼為一對(duì)省力杠桿，其一端與固定在一級(jí)箭體上的鋼絲圈扣接，并繞其轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型二級(jí)水火箭，其特征是:所述鎖扣開關(guān)包括角鐵、橡膠塞和鎖扣，鎖扣通過窗鉤與角鐵扣接，在橡膠塞內(nèi)設(shè)有通管，一級(jí)箭體與橡膠塞連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用空氣阻力分離的新型二級(jí)水火箭，包括一級(jí)箭體、二級(jí)箭體、降落傘和發(fā)射架，其特征是一級(jí)箭體與二級(jí)箭體之間通過分離控制器連接，在一級(jí)箭體底部設(shè)有分離控制翼，分離控制翼通過鋼絲繩與分離控制器上的吊碼固接，發(fā)射架上增設(shè)了鎖扣開關(guān)、氣壓表和定向?qū)к?。本發(fā)明采用外力控制觸發(fā)分離的方式，巧妙地利用了第一級(jí)水火箭加速上升過程中作用在分離控制翼上的空氣阻力來控制分離，充分利用了一級(jí)箭體的推力，且兩級(jí)箭體間氣壓差很??；提高可控性和安全性采用鎖扣開關(guān)控制水火箭的發(fā)射，延長(zhǎng)充氣管，安裝了氣壓表、定向?qū)к壓徒德鋫愕?，大大提高了水火箭的可控性和安全性；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，且安全環(huán)保，性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G09B23/08GK103136988SQ201310054730
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者尤海軍, 周曉慶, 陳春禧, 劉小兵 申請(qǐng)人:廣西師范大學(xué)