塑料瓶水火箭直接网络刷屏了,这些材料和工具在学校的木工房间里被保留了下来,营造出一种工艺感。受欢迎的水火箭就是在这里诞生的。在谈到水火箭的灵感时,王印表示,这一切都来自学校的实践课。这学期适逢中国发射天问一号火星探测器,所以学校以太空探索与人类文明为主题等科学课题。
与单级水火箭的做法相比,两级分离水火箭的做法存在两个困难:一是实现两级的自动分离,二是两级火箭的自动开启。为了分离火箭的两级,王印建造了一个特殊的分离器,带有软管、硬管和单向阀。在二级火箭密封对接的情况下,气体通过两段管道和单向阀供给二级火箭。火箭发射时,在软管周围施加压力以“抓住”里面的硬管子,强大的摩擦力将第一和第二支箭连在一起。随着火箭起飞,随着水的不断漏出,第一箭身内的压力会下降,而软、硬管之间的摩擦不足以束缚第二箭身上部,第二箭身在反冲力的作用下与第一箭身分开。
塑料瓶水火箭的科学原理:一方面是为了模拟真实的火箭发射;另一方面,火箭分离后,两级火箭的重量会减小,并以更大的速度前进。通过观察,学生将对相关的科学原理有更深的理解。二级火箭的自动启动是另一个困难,启动需要定时,不能太早也不能太晚。经过各种不同的尝试,王印最后采用了最稳定的“侧开”方案,通过玩具上的延时弹簧控制舱盖的开启,从而实现了视频中二级火箭的开启功能。
王印说,水火箭并不是一个“完整的版本”,未来还会有更多的改进。我们将根据不同的需求定制不同版本的水火箭。举例来说,为了使它飞得更远,我们可以改进导轨和尾翼的设计;为了让火箭能够垂直着陆,我们将研发制造多降落伞火箭,打开引导降落伞,最初降低下降速度,然后从顶部打开大降落伞,这样着陆的位置更准确,这样垂直着陆就成为可能。