Freizeit & Fitness

07.09.2012

Wasserraketen-Projekt – Mit cleveren Ideen zu guten Noten (Teil II)

von Peter

Im ersten Teil, den Ihr hier noch einmal hier nachlesen könnt, hat Holger Wimmer ja bereits sehr detailliert von der Herausforderung seines Physik-Lehrers und den ersten Startschwierigkeiten des “Wasserraketen-Projekts” berichtet. Wie es mit den Arbeiten weitergeht und welche Probleme die “Raketentechniker” bewältigen mussten, könnt Ihr nun hier lesen:

Die Startrampe

Die Startrampe

Bau der Startrampe
Der Bau der Startrampe war relativ simpel. Das Brett wurde auf die umgedrehte Getränkekiste montiert und ein Loch, in das die Gardena-Kupplung genau passt, in das Holz gebohrt. Der Gartenschlauch wurde nach unten weggeführt und daran die Messingkupplungen und die Luftpumpe angeschlossen. Auf die Startrampe haben wir dann noch ein ca. 2 m langes Abflussrohr gestellt, damit die Rakete eine gewisse Stabilität beim Starten hat. Zudem dient das Rohr als Schutz vor evtl. unbeabsichtigten Explosionen beim Starten.

Um die Kupplung zu betätigen und somit den Startvorgang auszulösen, befestigten wir einen Fahrradbremszug mit Kabelbindern an der Schlauchkupplung. Mit dem Bremszug und einer ausgedienten Fahrradbremse samt Lenker konnten wir aus ein paar Metern Abstand die Kupplung gefahrlos auslösen.

Um die Flaschen mit der Gardena-Kupplung verbinden zu können, haben wir in einen der Deckel ein passendes Loch gebohrt und das „männliche“ Kupplungsstück eingeklebt.

Wir bohrten die Düse für mehr Power auf

Wir bohrten die Düse für mehr Power auf

Später haben wir dann den Innendurchmesser von 15 mm auf 17 mm aufgebohrt, um mehr Power zu bekommen.

Dabei haben wir auch darauf geachtet dass die Düse innen möglichst glatt ist, um keine unnötigen Verwirbelungen zu erzeugen und dadurch möglichst wenig Energie zu verlieren.

Den Deckel samt Düse konnten wir dann immer beliebig an unsere Flaschenraketen schrauben.

Der erste Versuch mit einer 1Liter Flasche klappte auf Anhieb

Der erste Versuch mit einer 1 Liter Flasche klappte auf Anhieb

Nun konnten wir starten, die Anspannung war gigantisch. Unser Lehrer meinte er kann mit seiner Rakete locker auf 8 bar kommen. Also haben wir zunächst mit einer einzelnen 1 Liter Flasche und 8 bar Druck begonnen.

Nach dem Betätigen des Auslösebremshebels machte es nur noch „Wuuuuuummmm“ und die Flasche flog mit einem Affenzahn locker 30 m in den Himmel. Mit jedem neuen Versuch erhöhten wir die den Luftdruck bis wir schließlich bei 13 bar angekommen waren. Anschließend variierten wir die Wassermenge. Der Unterschied war teilweise enorm! Das beste Resultat haben wir bei der 1 Liter Flasche bei einer Füllmenge von ca. 600 ml erzielt. Auf dem linken Bild kann man sehr gut erkennen das die 1 Liter Flasche innerhalb von 3 m ihr komplettes Wasser verbraucht hat und dann nicht mehr beschleunigen kann. Die restliche Flughöhe von 30 m erreichte sie somit nur mit Schwung und ohne Antrieb.

Der erste Trockentest aus dem 3.Stock

Der erste Trockentest aus dem 3.Stock

Da die Flaschen aus 30 m Höhe schon mit einer ziemlichen Wucht auf dem Boden aufkamen, benötigen wir für die größeren Raketen einen effektiven Fallschirm. Aber wie machen wir den Schirm? Wir hatten leider keinen passenden Stoff, um einen leichten Schirm zu nähen.

Also suchten wir nach Alternativen. Die beste Lösung waren Müllsäcke, genauer gesagt ein blauer 80 Liter Müllsack. Wir schnitten einen Sack in zwei Hälften und entfernten die Ecken an der oberen Kante. Durch entstanden an der oberen Kante zwei ca. 10 cm große Löcher, durch die die Luft entweichen konnte und der „Blaue Sack-Fallschirm“ Stabilität bekam. Wir kombinierten drei dieser Fallschirme miteinander und warfen sie mit einem Gewicht aus dem 3. Stock – und sie funktionierten auf Anhieb perfekt.

Ganz besonders wichtig war es, dass der Fallschirm sich möglichst schnell und zuverlässig öffnet! Deshalb probierten wir unterschiedliche Falttechniken aus, bis wir letztendlich das beste Ergebnis erzielten.

Der erste Bau des Fallschirmauslösers

Der erste Bau des Fallschirmauslösers

Schon tauchte die nächste Frage auf: Wie bekommen wir den Schirm zuverlässig aus der der Rakete?
Wir schnitten ein großes Loch in eine Flasche, sodass die Fallschirme gut hineinpassten und auch sehr leicht wieder herausfallen konnten. In diesem Loch befestigten wir Gummibänder, die bei geöffneter Klappe den Fallschirm nach außen drücken. Als Deckel nahmen wir ein etwas größeres Teil als das herausgeschnittene Stück und deckten somit die Öffnung perfekt ab.

Der Deckel wurde dann von einem V-förmig angebrachten Gummiband an der Flasche gehalten. Das Gummiband wurde an einem drehbaren Haken befestigt. Dieser Haken war mittels Servomotor per Funk-Fernbedienung vom Boden aus auslösbar. Da der Deckel an den Fallschirmen und die Rakete wiederum an dem Deckel angebunden war, zog der Deckel beim Öffnen automatisch die Schirme aus der Flasche.

Die erforderliche Fernsteuertechnik wie Akku, Empfänger und Servo versteckten wir in der Spitze der Flasche. Die Fallschirmflasche klebten wir mit Hilfe von Panzertape an die Spitze der Rakete. So konnten wir die Fallschirme für mehrere Raketen verwenden und auch schnell umbauen.

Auch wenn die Technik recht simpel war, mussten wir diese Flasche aber mehrmals bauen. Manchmal hat der Servomotor geklemmt und dadurch wurde der Fallschirm nicht richtig ausgelöst. Die Rakete ist dann mit der schweren Spitze voraus ungebremst in Richtung Boden gesaust. Aber auch wenn die Testraketen vor dem Start explodierten, war die Beschleunigung der einzelnen Bruchstücke oft so groß, dass es alles ordentlich verbogen hat.

Die Vorrichtung nach einer Landung

Die Vorrichtung nach einer geglückten Landung

Die Vorrichtung nach einer Explosion der Rakete

Die Vorrichtung nach einer Explosion der Rakete

Die ersten Startversuche mit den fertigen Raketen waren dann aber eher ernüchternd. Denn die aus mehreren Flaschen zusammengeklebten Flugkörper haben ein deutlich höheres Startgewicht und fliegen dadurch spürbar träger und langsamer als die kleine und leichte 1 Liter  Flasche. Demzufolge mussten wir versuchen die optimale Wassermenge wieder experimentell herausfinden.

Unabhängig davon machten wir uns daran, mehrere Flaschen zu einer Mega-Rakete zusammen zu kleben. Als wir damit anfingen war es 3 Tage von dem „Wettkampf“. Wir bauten aus 17 Cola Flaschen eine 2,6 m lange Rakete und eine weitere 1,2 m lange Rakete als Ersatz für den Notfall.

Anmerkung der Redaktion:
Ob die Jungs ihre Mega-Rakete zum Fliegen bekommen und ob sie den Wettkampf gewinnen können, all das könnt Ihr in Kürze hier im dritten und letzten Beitrag dieser außergewöhnlichen Geschichte lesen.

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  4. Mit cleveren Ideen zu guten Noten
    (Teil III)
  5. Wasserraketen-Projekt – Mit cleveren Ideen zu guten Noten (Teil I)

Schlagwörter: Colaflaschen, Kundengeschichte, Rakete, Wasserrakete

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