Razzo a propulsione idrodinamica

 

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I lanci e le altitudini raggiunte (dati sperimentali)

All'inizio di questo esperimento, con il razzo versione I, non eravamo molto esperti e quindi trovavamo difficoltà a posizionare la bottiglia in modo che la sua imboccatura fosse centrata in corrispondenza della valvola e l'aria per il gonfiaggio entrasse direttamente nella bottiglia. Successivamente, con il razzo versione II, abbiamo cambiato la posizione della valvola di gonfiaggio e l'abbiamo inserita sul fondo della bottiglia (la punta del razzo). A questo punto il gonfiaggio avviene dall'alto senza interferire con l'acqua che si trova sul fondo del razzo (l'imboccatura della bottiglia). Alla fine ci siamo preoccupati della traiettoria del nostro razzo. Sui lati della bottiglia abbiamo messo tre alette stabilizzatrici del volo, fatte di cartoncino rigido o plastica.
Abbiamo aggiunto anche un'ogiva fatta da un pezzo di un'altra bottiglia di plastica da 1,5 l. (Accorgimenti:limare le due sbarrette nel punto dove bloccano la bottiglia in modo che aderiscano di più al collo della bottiglia). Le operazioni di lancio consistono nel riempire di acqua il razzo per circa 1/3 della sua capacità. La rampa viene poi posta sull'imboccatura della bottiglia che viene bloccata sulla gomma (che così funge da tappo) dalle due staffe collegate da una molla. Si rovescia il tutto e la rampa viene fissata al suolo. Si passa quindi al gonfiaggio dell'aria nel razzo con un compressore portatile. Si misura alla fine il valore della pressione immessa. Il lancio seguente viene seguito con un puntatore ( Fig. 3), posto a distanza nota dalla rampa, munito di goniometro che ci fornisce l'angolo, rispetto all'orizzonte, sotto cui viene vista la massima altezza raggiunta dal razzo. Dalla relazione trigonometrica

si ricava l'altitudine raggiunta dal razzo. Sono state fatte stime degli errori per gli angoli di puntamento e le altitudini, mentre non sono state fatte per la pressione dell'aria. Negli esperimenti futuri sicuramente avremo modo di perfezionare le misure.Nella tabelle seguenti sono riportate le misure effettuate durante una sessione di lanci.

Sono state misurate le varie quantità di acqua immesse e gli angoli sotto cui è stata osservata l'altitudine raggiunta dal razzo (Fig. 3). L'altezza h0, come si può vedere, è semplicemente l'altezza dal suolo a cui si trovava lo strumento puntatore. La pressione nominale dell'aria nel razzo era di 2 atm.Nei grafici sottostanti è riportata l'altitudine raggiunta dal razzo in funzione della massa d'acqua inserita e a parità di pressione dell'aria iniziale (2 atm). In realtà, come, già accennato, nel razzo versione I ci furono dei problemi di tenuta dell'acqua da parte della valvola posta sotto la rampa di lancio. Inoltre al momento della misura della pressione con l'inserzione del manometro nella valvola, fuoriusciva una discreta quantità d'acqua che perciò diminuiva così come diminuiva la pressione dell'aria. Questi problemi giustificano la diversità di altitudini raggiunte dalle dueversioni di razzo a parità di quantità d'acqua e di pressione nominale.