Pneumatický raketodrom



O mladých Francouzích je známo, že se rádi věnují raketové technice. A v jejich raketových klubech můžete spatřit i takové výtvory, za něž by se nemusela stydět ani profesionální laboratoř. Tak například v pařížském raketovém klubu (GAREF, Club Scientifique de Jeunes, 6, rue Émile Levassor, 75013 Paris) můžete vidět rakety vysoké až 2 metry, zhotovené z uhlíkových vláken, vybavené motory na pevné palivo, se zabudovaným mikroprocesorem a se snímači teploty, tlaku a zrychlení.

Na 1. evropské výstavě vědeckotechnických projektů mládeže ESE 96 jsme ale měli možnost u francouzských studentů vidět z oblasti raketové techniky i cosi jiného, daleko snadněji zhotovitelného. Obyčejná plastová láhev od limonády dokáže vzlétnout do výšky i několika desítek metrů. Princip je jednoduchý - raketa je poháněná stlačeným vzduchem. Plastové láhve snesou s bezpečnou rezervou tlak do 0.8 MPa, což už stačí pro šedesátimetrovou výšku. Potřebný tlak lze vyvinout pomocí obyčejné hustilky k autu, nebo snadněji přenosným kompresorem.

Pro zvětšení účinnosti a tím dosažené výšky se do rakety před nasazením na vypouštěcí zařízení může nalít voda (asi do poloviny objemu), která je stlačeným vzduchem po startu vypuzována. Pro lepší letové vlastnosti se na láhev lepí jednoduché stabilizační plochy z tvrdšího papíru, nebo polystyrenu. To vše umožňuje snadno uskutečnit relativně velmi bezpečné první pokusy z oblasti raketové techniky.

Pokud někdy láhve pod tlakem prasknou, nozpůsobí žádnou škodu, protože se pouze roztrhnou a vzduch unikne ven. Plastové láhve se někdy trhají v místě svého dna, kde je tloušťka materiálu nejmenší. Spadne-li při návratu raketa někomu na hlavu, opět se (díky malé hmotnosti rakety) nic moc stát nemůže, nanejvýš se postižená osoba lekne. Opatrnost je však třeba zachovat při startu, kdy může dojít k předčasnému vypuštění rakety. Bude-li se někdo v takovém případě vyskytovat před špičkou rakety, vyslouží si pořádnou modřinu. Proto je potřeba, aby se manipulaci s vypouštěcím zařízením věnovala osoba dospělá a zodpovědná. Někdy se raketa odchýlí od předpokládaného směru a může rozbít okno v okolních domech. Proto je nutno vypouštění provádět na volné prostranství.

Q-klub nezodpovídá za případné škody, způsobené neopatrnou manipulací s pneumatickým raketodromem.

Vlastní raketu můžeme zhotovit z plastové láhve libovolného původu i velikosti, pokud mají vnitřní průměr hrdla 21 až 22 mm (obvyklá velikost). Z hlediska snadné montáže stabilizačních ploch se nám však nejvíc osvědčily láhve od Dobré vody, které mají u hrdla válcovitý tvar. Špičku rakety zhotovíme z druhé láhve a šroubového uzávěru. Stabilizační plochy vystřihneme podle šablony a ohyby uděláme pomocí hrany stolu. Špičku rakety a stabilizační plochy přilepíme vhodným lepidlem, nebo lepicí páskou, což je nejrychlejší.

Vypouštěcí zařízení (raketodrom) se skládá ze dvou hlavních celků: Prvním je pneumatické potrubí s manometrem a těsnicím zařízením pro hrdlo láhve. Druhým celkem je stojan se spoušťovým mechanismem a se zařízením pro nastavení sklonu osy startu.

Pro úsporu místa je výkres raketodromu zpracován maximálně zjednodušeně. Popsaná konstrukce je dílem Ing.Vladimíra Fišera a Jiřího Fiama, externích odborných pracovníků Q-klubu Příbram.

Pneumatické potrubí:
Svislá trubka 1 Ć10x1-130 je na horním konci opatřena závitem M10x1 a do zahloubení je naražena a přivařena trubka 2 Ć6x1-305, vyčnívající asi 300 mm. Trubka 3 Ć6x1-120 je opatřena manometrem o rozsahu do 1 MPa. Trubka 4 Ć8x2-120 pochází z automobilové vzdušnice a má na konci uvnitř ventilek, umožňující připojení k pumpičce nebo k kompresoru. Tyto tři trubky jsou naraženy a přivařeny do kostky 5 o rozměrech 15x15x20 mm.

Na svislou trubku 1 jsou v tomto pořadí namontovány tyto nepopsané díly: Distanční trubka Ć10,5xĆ20x3, podložka Ć10,5xĆ20x1, těsnicí kroužek z polotvrdé pryže Ć10,5xĆ20x6, druhá podložka, další těsnicí kroužek, třetí podložka a matice M10x1. Maticí se nastavuje potřebné stlačení těsnicích kroužků.

Stojan:
Základní deska 6 16x270x360 mm je opatřena výřezem, který umožňuje sklápění stojanu a tím i nasazování rakety částečně naplněné vodou. Stojan se zkládá ze dvou bočnic 7, opěrné kostky 8, napínací páky 9 a spouštěcí páky 10. K jejímu hornímu kolíku se přiváže provázek, ze nějž se v okamžiku startu zatáhne. Pro nastavení sklonu osy startu je namontována páka 11 se zářezy, opatřena pružinou, západkovým kolíkem a dvěma dorazovými kolíky. Díly stojanu jsou sešroubovány pomocí šroubů M6 a M8. Pokud stojan vyrobíme ze dřeva, je užitečné jeho díly opatřit vodovzdorným nátěrem, například fermeží.

Zacházení s raketodromem:
Stojan je dobré namontovat na vhodný podstavec, vysoký alespoň 25 cm, např. na vhodnou bedýnku. Umožní to snadnější nasazování rakety, naplněné vodou.

Stojan sklopíme, nasadíme raketu hrdlem na těsnicí zařízení, napínací páku zmáčkneme a zajistíme spouštěcí pákou. Hrdlo rakety musí být těsně uzavřeno roztaženými pryžovými kroužky. Stojan otočíme do startovací polohy, případně nastavíme sklon osy startu pomocí páky se zářezy. Pak připojíme hustilku nebo kompresor, a raketu nahustíme na tlak max. 0,8 MPa. Zatažením za provázek, přivázaný ke spouštěcí páce, raketu odstartujeme. Někdy se stává, že se nechce raketa při startu "odlepit". Pak pomáhá lehké namazání pryžových kroužků např. stolním olejem.

S popsaným zařízením lze dělat řadu pokusů: Nejdříve vyzkoušejte vypustit samotnou láhev bez stabilizačních ploch a bez náplně vody, pak přidejte stabilizační plochy, pak náplň vody, pak i zátěž do špičky. Vše zaznamenávejte a sestavte do tabulek: Druh láhve, použitý tlak vzduchu, množství vody, hmotnost zátěže ve špičce, způsob letu, výšku (lze vypočítat pomocí funkce tangens pozorovacího úhlu, který zjistíme s použitím jednoduchého teodolitu). Můžete dělat i aerodynamické pokusy s různými tvary špičky rakety. Můžete vypočítat energii, kterou raketa má, zrychlení při startu, rychlost. Zjistěte, při jaké kombinaci parametrů letí raketa najvýše.

Pokročilí raketoví konstruktéři do špičky rakety zabudují telemetrické zařízení s radiovým přenosem parametrů do pozemní sledovací stanice.

Kdo přiveze na příští výstavu QUIDEX svůj raketodrom, se záznamy vědeckých pokusů, s výpočty, s konstrukčními vylepšeními? Výstava se koná vždy v polovině března v příbramském Q-klubu. Nejúspěšnější ze soutěžících postupují do celostátního kola, které je vždy v květnu v Národním technickém muzeu v Praze.