帶壓力表的橡膠塞發射一體尾翼式直噴水火箭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種教具或玩具，具體指帶壓力表的橡膠塞發射一體尾翼式直噴水火放
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【背景技術】
[0002]火箭是科技發展到一定程度的產物，其出現已有上百年的歷史，火箭的發射包含了十分復雜的動力學過程，也是物理原理的充分發揮和應用。
[0003]因此，為了學習火箭發射的工作原理，有必要制作一種教具或玩具式的火箭，使其在低成本發射的條件下就可以充分模擬火箭發射的工作原理，讓學生和孩子在玩的過程中學習火箭發射的物理工作原理，激發學習興趣，也可以增強娛樂性。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題就是克服現有技術的不足，提供一種巧妙應用拉法爾噴管工作原理進行氣水噴射的教具或玩具式火箭，這種火箭具有結構簡單、實施成本低的特點，特別適合做教具或玩具使用。
[0005]為克服現有技術的不足，本發明采取以下技術方案:
一種帶壓力表的橡膠塞發射一體尾翼式直噴水火箭，包括發射筒與火箭體，其特征在于:發射筒上部設有螺紋配合的發射蓋，發射蓋中有錐形橡膠塞，旋緊發射蓋可實現密封，當發射筒內壓力足夠大時，錐形橡膠塞可以爆噴打開，并能反復組裝使用；發射筒內壁光滑并連接有壓力表，下部設有氣嘴輸入壓縮空氣，發射筒下部設有定位中心粧對置入火箭的下部噴口進行嵌套式中心定位；火箭體上部有塑膠橢球體，在光滑的發射筒內能進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，通孔可以實現進氣與灌水，單向閥片可以進行單向控制并在正壓條件下實現關閉密封，類似籃球氣嘴；橢球體下部牢固密閉連接外管，外管內部有中心氣管，中心氣管插入橢球體內，橢球體通孔處塑膠的收縮彈力將中心氣管微張力關閉實現密封銜接，有內壓時可以導通；外管下部為內壁先擴張再縮小的氣水噴管，中心氣管下端為圓錐形，并設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，形成外管內與中心管間錐筒狀節流水通道和拉法爾曲面擴張室，拉法爾曲面擴張室同時是壓縮空氣與加壓水進入的混合室，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有一體尾翼。
[0006]所述發射筒由三角形發射架固定支撐。
[0007]本發明主要是通過靈活應用拉法爾噴管工作原理來進行氣水火箭的優化設計，以實現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，當壓縮氣體先由截面較大的管部位逐步進入最狹小的喉部過程遵循經典的流體力學，截面變小流速增加、阻力也大幅迅速增加，形成一種氣體節流流動，但壓縮氣體通過喉部最小截面后進入截面逐步擴大的擴張管部分，由于壓縮氣體的降壓膨脹，氣體不再遵循經典流體力學，而是可以以很高的速度由擴張管噴出，如果壓縮氣體壓力足夠高且噴管結構合理，氣體能以超音速從噴口噴出。拉法爾噴管工作原理應用于噴氣飛機與火箭，大幅提升了噴氣發動機的效率與功率，實現了航天、航空科技的飛越。
[0009]本發明是應用拉法爾噴管的工作原理進行氣水混合高速噴射，可實現最合理的能量轉化，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，裝配并調整好垂直度就能連接氣嘴進行壓縮空氣的輸入，此時發射筒與火箭體內會逐步充滿壓縮空氣；
2、當壓力上升到使錐形橡膠塞爆噴打開時，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射一樣，將火箭體爆發射出，閥片在內壓作用下會迅速關閉，實現一級發射；
3、一體尾翼能控制火箭穩定飛行，同時橢球體內壓縮空氣通過中心氣管下端噴口噴出，壓縮空氣驅動橢球體內的蓄水通過橢球體與中心氣管間彈性張開間隙進入外管向下輸送，最后從下端錐筒狀節流通道一起進入混合室，由于拉法爾效應，壓縮空氣膨脹驅動氣水混合并高速從噴口噴射而出，獲得強力反沖動力，實現水火箭的二級動力噴射，使之飛得更尚O
[0010]為了將箭體內壓縮空氣勢能最有效地轉化為噴射動力，氣水同時噴完是最理想的狀態；管路節流能使氣水最佳比例混合噴射，可以實現最高效率與強勁動力飛行，支持飛得更高、更遠。
[0011]與現有技術相比，本發明的有益效果還在于:
巧妙實現了壓力發射與一級壓縮空氣彈射飛行；二級噴射飛行巧妙模擬了火箭的二級點火飛行；還巧妙融合了經典的拉法爾噴管原理來提升實驗水平和提升學生對科學的感悟，使火箭飛得更高、更遠；對橡膠塞通過蘸水或涂抹肥皂水進行潤滑可以改變噴出摩擦力來調節爆噴壓力。
[0012]本發明裝置結構簡單、可靠、巧妙、成本低，具有良好的可操作性與科學探索益智特性，是實用性很強的教具和玩具。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的平面結構示意圖。
[0014]圖2是尾翼的結構示意圖。
[0015]圖3是噴管的局部放大圖。
[0016]圖中各標號表不:
1、橡膠塞；2、發射蓋；3、螺紋配合；4、通孔；5、單向閥片；6、中心氣管；7、發射筒；8、塑膠橢球體；9、外管；10、尾翼；11、發射架；12、氣水噴管；13、定位中心粧；14、氣嘴；15、拉法爾曲面擴張室；16、氣水混合噴口 ；17、壓縮空氣噴口 ；21、壓力表。
【具體實施方式】
[0017]現結合附圖，對本發明進一步具體說明。
[0018]如圖1、圖2和圖3所示帶壓力表的橡膠塞發射一體尾翼式直噴水火箭，包括發射筒7與火箭體，發射筒上部設有螺紋配合3的發射蓋2，發射蓋2中有錐形橡膠塞1，旋緊發射蓋2可實現密封，當發射筒7內壓力足夠大時，錐形橡膠塞I可以爆噴打開，并能反復組裝使用；發射筒7內壁光滑并連接有壓力表21，下部設有氣嘴14輸入壓縮空氣，發射筒7下部設有定位中心粧13對置入火箭的下部噴口 16進行嵌套式中心定位；火箭體上部有塑膠橢球體8，在光滑的發射筒7內能進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可以實現進氣與灌水，單向閥片5可以進行單向控制并在正壓條件下實現關閉密封，類似籃球氣嘴；橢球體8下部牢固密閉連接外管9，外管9內部有中心氣管6，中心氣管6插入橢球體8內，橢球體通孔處塑膠的收縮彈力將中心氣管6微張力關閉實現密封銜接，有內壓時可以導通；外管9下部為內壁先擴張再縮小的氣水噴管12，中心氣管6下端為圓錐形，并設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，形成外管內與中心管間錐筒狀節流水通道和拉法爾曲面擴張室15，拉法爾曲面擴張室15同時是壓縮空氣與加壓水進入的混合室，氣水混合體通過火箭的下部噴口 16高速噴射；外管9下部的外壁上設有一體尾翼10。
[0019]所述發射筒7由三角形發射架11固定支撐。
[0020]本發明是應用拉法爾噴管的工作原理進行氣水混合高速噴射，可實現最合理的能量轉化，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，裝配并調整好垂直度就能連接氣嘴14進行壓縮空氣的輸入，此時發射筒7與火箭體內會逐步充滿壓縮空氣；
2、當壓力上升到使錐形橡膠塞I爆噴打開時，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射一樣，將火箭體爆發射出，閥片5在內壓作用下會迅速關閉，實現一級發射；
3、一體尾翼10能控制火箭穩定飛行，同時橢球體內壓縮空氣通過中心氣管下端噴口17噴出，壓縮空氣驅動橢球體8內的蓄水通過橢球體與中心氣管間彈性張開間隙進入外管9向下輸送，最后從下端錐筒狀節流通道一起進入混合室15，由于拉法爾效應，壓縮空氣膨脹驅動氣水混合并高速從噴口 16噴射而出，獲得強力反沖動力，實現水火箭的二級動力噴射，使之飛得更高。
[0021]為了將箭體內壓縮空氣勢能最有效地轉化為噴射動力，氣水同時噴完是最理想的狀態；管路節流能使氣水最佳比例混合噴射，可以實現最高效率與強勁動力飛行，支持飛得更高、更遠。
[0022]上述只是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何形式上的限制。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種帶壓力表的橡膠塞發射一體尾翼式直噴水火箭，包括發射筒與火箭體，其特征在于:發射筒上部設有螺紋配合的發射蓋，發射蓋中有錐形橡膠塞，旋緊發射蓋可實現密封，當發射筒內壓力足夠大時，錐形橡膠塞可以爆噴打開，并能反復組裝使用；發射筒內壁光滑并連接有壓力表，下部設有氣嘴輸入壓縮空氣，發射筒下部設有定位中心粧對置入火箭的下部噴口進行嵌套式中心定位；火箭體上部有塑膠橢球體，在光滑的發射筒內能進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，通孔可以實現進氣與灌水，單向閥片可以進行單向控制并在正壓條件下實現關閉密封，類似籃球氣嘴；橢球體下部牢固密閉連接外管，外管內部有中心氣管，中心氣管插入橢球體內，橢球體通孔處塑膠的收縮彈力將中心氣管微張力關閉實現密封銜接，有內壓時可以導通；外管下部為內壁先擴張再縮小的氣水噴管，中心氣管下端為圓錐形，并設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，形成外管內與中心管間錐筒狀節流水通道和拉法爾曲面擴張室，拉法爾曲面擴張室同時是壓縮空氣與加壓水進入的混合室，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有一體尾翼。2.根據權利要求1所述帶壓力表的橡膠塞發射一體尾翼式直噴水火箭，其特征在于:所述發射筒由三角形發射架固定支撐。
【專利摘要】本發明公開了一種帶壓力表的橡膠塞發射一體尾翼式直噴水火箭，包括發射筒與火箭體，發射筒上部設有螺紋配合的發射蓋，發射蓋中有錐形橡膠塞，旋緊發射蓋可實現密封；發射筒內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，外管內部有中心氣管，中心氣管插入橢球體內，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入的拉法爾曲面擴張室，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有一體尾翼。本發明巧妙實現了壓力發射與一級壓縮空氣彈射飛行；二級噴射飛行巧妙模擬了火箭的二級點火飛行，具有良好的可操作性與科學探索益智特性，是實用性很強的教具和玩具。
【IPC分類】A63H27/127, A63H27/14, G09B19/22
【公開號】CN105139723
【申請號】CN201510702208
【發明人】楊正華, 銀永忠, 曾愛華
【申請人】吉首大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年10月27日