帶壓力表的橡膠塞發(fā)射六片對(duì)稱尾翼式直噴水火箭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種教具或玩具，具體指帶壓力表的橡膠塞發(fā)射六片對(duì)稱尾翼式直噴水火箭。
【背景技術(shù)】
[0002]火箭是科技發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物，其出現(xiàn)已有上百年的歷史，火箭的發(fā)射包含了十分復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過程，也是物理原理的充分發(fā)揮和應(yīng)用。
[0003]因此，為了學(xué)習(xí)火箭發(fā)射的工作原理，有必要制作一種教具或玩具式的火箭，使其在低成本發(fā)射的條件下就可以充分模擬火箭發(fā)射的工作原理，讓學(xué)生和孩子在玩的過程中學(xué)習(xí)火箭發(fā)射的物理工作原理，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，也可以增強(qiáng)娛樂性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種巧妙應(yīng)用拉法爾噴管工作原理進(jìn)行氣水噴射的教具或玩具式火箭，這種火箭具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)施成本低的特點(diǎn)，特別適合做教具或玩具使用。
[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
一種帶壓力表的橡膠塞發(fā)射六片對(duì)稱尾翼式直噴水火箭，包括發(fā)射筒與火箭體，其特征在于:發(fā)射筒上部設(shè)有螺紋配合的發(fā)射蓋，發(fā)射蓋中有錐形橡膠塞，旋緊發(fā)射蓋可實(shí)現(xiàn)密封，當(dāng)發(fā)射筒內(nèi)壓力足夠大時(shí)，錐形橡膠塞可以爆噴打開，并能反復(fù)組裝使用；發(fā)射筒內(nèi)壁光滑并連接有壓力表，下部設(shè)有氣嘴輸入壓縮空氣，發(fā)射筒下部設(shè)有定位中心粧對(duì)置入火箭的下部噴口進(jìn)行嵌套式中心定位；火箭體上部有塑膠橢球體，在光滑的發(fā)射筒內(nèi)能進(jìn)行微間隙密閉活塞式滑行，塑膠橢球體上部中間位置有通孔與單向閥片，通孔可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣與灌水，單向閥片可以進(jìn)行單向控制并在正壓條件下實(shí)現(xiàn)關(guān)閉密封，類似籃球氣嘴；橢球體下部牢固密閉連接外管，外管內(nèi)部有中心氣管，中心氣管插入橢球體內(nèi)，橢球體通孔處塑膠的收縮彈力將中心氣管微張力關(guān)閉實(shí)現(xiàn)密封銜接，有內(nèi)壓時(shí)可以導(dǎo)通；外管下部為內(nèi)壁先擴(kuò)張?jiān)倏s小的氣水噴管，中心氣管下端為圓錐形，并設(shè)有小孔為壓縮空氣噴口，中心氣管非全接觸式的同軸嵌入外管，形成外管內(nèi)與中心管間錐筒狀節(jié)流水通道和拉法爾曲面擴(kuò)張室，拉法爾曲面擴(kuò)張室同時(shí)是壓縮空氣與加壓水進(jìn)入的混合室，氣水混合體通過火箭的下部噴口高速噴射；外管下部的外壁上設(shè)有六片對(duì)稱尾翼。
[0006]所述發(fā)射筒由三角形發(fā)射架固定支撐。
[0007]本發(fā)明主要是通過靈活應(yīng)用拉法爾噴管工作原理來進(jìn)行氣水火箭的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)氣水火箭能飛得更高。
[0008]拉法爾噴管的工作原理是這樣的:帶喉管的噴管，當(dāng)壓縮氣體先由截面較大的管部位逐步進(jìn)入最狹小的喉部過程遵循經(jīng)典的流體力學(xué)，截面變小流速增加、阻力也大幅迅速增加，形成一種氣體節(jié)流流動(dòng)，但壓縮氣體通過喉部最小截面后進(jìn)入截面逐步擴(kuò)大的擴(kuò)張管部分，由于壓縮氣體的降壓膨脹，氣體不再遵循經(jīng)典流體力學(xué)，而是可以以很高的速度由擴(kuò)張管噴出，如果壓縮氣體壓力足夠高且噴管結(jié)構(gòu)合理，氣體能以超音速從噴口噴出。拉法爾噴管工作原理應(yīng)用于噴氣飛機(jī)與火箭，大幅提升了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率與功率，實(shí)現(xiàn)了航天、航空科技的飛越。
[0009]本發(fā)明是應(yīng)用拉法爾噴管的工作原理進(jìn)行氣水混合高速噴射，可實(shí)現(xiàn)最合理的能量轉(zhuǎn)化，使火箭飛行的很高，其工作過程是這樣的:
1、將火箭體的橢球體灌入適量水，水位最高不超過中心氣管上口，裝配并調(diào)整好垂直度就能連接氣嘴進(jìn)行壓縮空氣的輸入，此時(shí)發(fā)射筒與火箭體內(nèi)會(huì)逐步充滿壓縮空氣；
2、當(dāng)壓力上升到使錐形橡膠塞爆噴打開時(shí)，火箭橢球體前端的氣壓瞬間降為大氣壓，橢球體下部壓縮空氣則迅速如同炮彈發(fā)射一樣，將火箭體爆發(fā)射出，閥片在內(nèi)壓作用下會(huì)迅速關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)一級(jí)發(fā)射；
3、六片對(duì)稱尾翼能控制火箭穩(wěn)定飛行，同時(shí)橢球體內(nèi)壓縮空氣通過中心氣管下端噴口噴出，壓縮空氣驅(qū)動(dòng)橢球體內(nèi)的蓄水通過橢球體與中心氣管間彈性張開間隙進(jìn)入外管向下輸送，最后從下端錐筒狀節(jié)流通道一起進(jìn)入混合室，由于拉法爾效應(yīng)，壓縮空氣膨脹驅(qū)動(dòng)氣水混合并高速從噴口噴射而出，獲得強(qiáng)力反沖動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)水火箭的二級(jí)動(dòng)力噴射，使之飛得
[0010]為了將箭體內(nèi)壓縮空氣勢(shì)能最有效地轉(zhuǎn)化為噴射動(dòng)力，氣水同時(shí)噴完是最理想的狀態(tài)；管路節(jié)流能使氣水最佳比例混合噴射，可以實(shí)現(xiàn)最高效率與強(qiáng)勁動(dòng)力飛行，支持飛得更高、更遠(yuǎn)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果還在于:
巧妙實(shí)現(xiàn)了壓力發(fā)射與一級(jí)壓縮空氣彈射飛行；二級(jí)噴射飛行巧妙模擬了火箭的二級(jí)點(diǎn)火飛行；還巧妙融合了經(jīng)典的拉法爾噴管原理來提升實(shí)驗(yàn)水平和提升學(xué)生對(duì)科學(xué)的感悟，使火箭飛得更高、更遠(yuǎn)；對(duì)橡膠塞通過蘸水或涂抹肥皂水進(jìn)行潤滑可以改變噴出摩擦力來調(diào)節(jié)爆噴壓力。
[0012]本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、可靠、巧妙、成本低，具有良好的可操作性與科學(xué)探索益智特性，是實(shí)用性很強(qiáng)的教具和玩具。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是尾翼的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是噴管的局部放大圖。
[0016]圖中各標(biāo)號(hào)表不:
1、橡膠塞；2、發(fā)射蓋；3、螺紋配合；4、通孔；5、單向閥片；6、中心氣管；7、發(fā)射筒；8、塑膠橢球體；9、外管；10、尾翼；11、發(fā)射架；12、氣水噴管；13、定位中心粧；14、氣嘴；15、拉法爾曲面擴(kuò)張室；16、氣水混合噴口 ；17、壓縮空氣噴口 ；21、壓力表。
【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步具體說明。
[0018]如圖1、圖2和圖3所示帶壓力表的橡膠塞發(fā)射六片對(duì)稱尾翼式直噴水火箭，包括發(fā)射筒7與火箭體，發(fā)射筒上部設(shè)有螺紋配合3的發(fā)射蓋2，發(fā)射蓋2中有錐形橡膠塞1，旋緊發(fā)射蓋2可實(shí)現(xiàn)密封，當(dāng)發(fā)射筒7內(nèi)壓力足夠大時(shí)，錐形橡膠塞I可以爆噴打開，并能反復(fù)組裝使用；發(fā)射筒7內(nèi)壁光滑并連接有壓力表21，下部設(shè)有氣嘴14輸入壓縮空氣，發(fā)射筒7下部設(shè)有定位中心粧13對(duì)置入火箭的下部噴口 16進(jìn)行嵌套式中心定位；火箭體上部有塑膠橢球體8，在光滑的發(fā)射筒7內(nèi)能進(jìn)行微間隙密閉活塞式滑行，塑膠橢球體8上部中間位置有通孔4與單向閥片5，通孔4可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣與灌水，單向閥片5可以進(jìn)行單向控制并在正壓條件下實(shí)現(xiàn)關(guān)閉密封，類似籃球氣嘴；橢球體8下部牢固密閉連接外管9，外管9內(nèi)部有中心氣管6，中心氣管6插入橢球體8內(nèi)，橢球體通孔處塑膠的收縮彈力將中心氣管6微張力關(guān)閉實(shí)現(xiàn)密封銜接，有內(nèi)壓時(shí)可以導(dǎo)通；外管9下部為內(nèi)壁先擴(kuò)張?jiān)倏s小的氣水噴管12，中心氣管6下端為圓錐形，并設(shè)有小孔為壓縮空氣噴口 17，中心氣管6非全接觸式的同軸嵌入外管9，形成外管內(nèi)與中心管間錐筒狀節(jié)流水通道和拉法爾曲面擴(kuò)張室15，拉法爾曲面擴(kuò)張室15同時(shí)是壓縮空氣與加壓水進(jìn)入的混合室，氣水混合體通過火箭的下部噴口 16高速噴射；外管9下部的外壁上設(shè)有六片對(duì)稱尾翼10。
[0019]所述發(fā)射筒7由三角形發(fā)射架11固定支撐。
[0020]本發(fā)明是應(yīng)用拉法爾噴管的工作原理進(jìn)行氣水混合高速噴射，可實(shí)現(xiàn)最合理的能量轉(zhuǎn)化，使火箭飛行的很高，其工作過程是這樣的:
1、將火箭體橢球體8灌入適量水，水位最高不超過中心氣管6上口，裝配并調(diào)整好垂直度就能連接氣嘴14進(jìn)行壓縮空氣的輸入，此時(shí)發(fā)射筒7與火箭體內(nèi)會(huì)逐步充滿壓縮空氣；
2、當(dāng)壓力上升到使錐形橡膠塞I爆噴打開時(shí)，火箭橢球體8前端的氣壓瞬間降為大氣壓，橢球體下部壓縮空氣則迅速如同炮彈發(fā)射一樣，將火箭體爆發(fā)射出，閥片5在內(nèi)壓作用下會(huì)迅速關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)一級(jí)發(fā)射；
3、六片對(duì)稱尾翼10能控制火箭穩(wěn)定飛行，同時(shí)橢球體內(nèi)壓縮空氣通過中心氣管下端噴口 17噴出，壓縮空氣驅(qū)動(dòng)橢球體8內(nèi)的蓄水通過橢球體與中心氣管間彈性張開間隙進(jìn)入外管9向下輸送，最后從下端錐筒狀節(jié)流通道一起進(jìn)入混合室15，由于拉法爾效應(yīng)，壓縮空氣膨脹驅(qū)動(dòng)氣水混合并高速從噴口 16噴射而出，獲得強(qiáng)力反沖動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)水火箭的二級(jí)動(dòng)力噴射，使之飛得更高。
[0021]為了將箭體內(nèi)壓縮空氣勢(shì)能最有效地轉(zhuǎn)化為噴射動(dòng)力，氣水同時(shí)噴完是最理想的狀態(tài)；管路節(jié)流能使氣水最佳比例混合噴射，可以實(shí)現(xiàn)最高效率與強(qiáng)勁動(dòng)力飛行，支持飛得更高、更遠(yuǎn)。
[0022]上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶壓力表的橡膠塞發(fā)射六片對(duì)稱尾翼式直噴水火箭，包括發(fā)射筒與火箭體，其特征在于:發(fā)射筒上部設(shè)有螺紋配合的發(fā)射蓋，發(fā)射蓋中有錐形橡膠塞，旋緊發(fā)射蓋可實(shí)現(xiàn)密封，當(dāng)發(fā)射筒內(nèi)壓力足夠大時(shí)，錐形橡膠塞可以爆噴打開，并能反復(fù)組裝使用；發(fā)射筒內(nèi)壁光滑并連接有壓力表，下部設(shè)有氣嘴輸入壓縮空氣，發(fā)射筒下部設(shè)有定位中心粧對(duì)置入火箭的下部噴口進(jìn)行嵌套式中心定位；火箭體上部有塑膠橢球體，在光滑的發(fā)射筒內(nèi)能進(jìn)行微間隙密閉活塞式滑行，塑膠橢球體上部中間位置有通孔與單向閥片，通孔可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣與灌水，單向閥片可以進(jìn)行單向控制并在正壓條件下實(shí)現(xiàn)關(guān)閉密封，類似籃球氣嘴；橢球體下部牢固密閉連接外管，外管內(nèi)部有中心氣管，中心氣管插入橢球體內(nèi)，橢球體通孔處塑膠的收縮彈力將中心氣管微張力關(guān)閉實(shí)現(xiàn)密封銜接，有內(nèi)壓時(shí)可以導(dǎo)通；外管下部為內(nèi)壁先擴(kuò)張?jiān)倏s小的氣水噴管，中心氣管下端為圓錐形，并設(shè)有小孔為壓縮空氣噴口，中心氣管非全接觸式的同軸嵌入外管，形成外管內(nèi)與中心管間錐筒狀節(jié)流水通道和拉法爾曲面擴(kuò)張室，拉法爾曲面擴(kuò)張室同時(shí)是壓縮空氣與加壓水進(jìn)入的混合室，氣水混合體通過火箭的下部噴口高速噴射；外管下部的外壁上設(shè)有六片對(duì)稱尾翼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶壓力表的橡膠塞發(fā)射六片對(duì)稱尾翼式直噴水火箭，其特征在于:所述發(fā)射筒由三角形發(fā)射架固定支撐。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶壓力表的橡膠塞發(fā)射六片對(duì)稱尾翼式直噴水火箭，包括發(fā)射筒與火箭體，發(fā)射筒上部設(shè)有螺紋配合的發(fā)射蓋，發(fā)射蓋中有錐形橡膠塞，旋緊發(fā)射蓋可實(shí)現(xiàn)密封；發(fā)射筒內(nèi)壁光滑并連接有壓力表；火箭體上部有塑膠橢球體，橢球體下部牢固密閉連接外管，外管內(nèi)部有中心氣管，中心氣管插入橢球體內(nèi)，中心氣管非全接觸式的同軸嵌入外管，形成壓縮空氣與加壓水進(jìn)入的拉法爾曲面擴(kuò)張室，氣水混合體通過火箭的下部噴口高速噴射；外管下部的外壁上設(shè)有六片對(duì)稱尾翼。本發(fā)明巧妙實(shí)現(xiàn)了壓力發(fā)射與一級(jí)壓縮空氣彈射飛行；二級(jí)噴射飛行巧妙模擬了火箭的二級(jí)點(diǎn)火飛行，具有良好的可操作性與科學(xué)探索益智特性，是實(shí)用性很強(qiáng)的教具和玩具。
【IPC分類】A63H27/14, A63H27/127, G09B19/22
【公開號(hào)】CN105206139
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510702036
【發(fā)明人】楊正華, 銀永忠, 曾愛華
【申請(qǐng)人】吉首大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月27日