Aletas
Como Construir
As empenas do foguete (ou aletas) são usadas para estabilizar o voo do foguete. Eles devem ser feitos de materiais leves, como plástico ou papelão. As empenas mantêm o centro de pressão atrás do centro de gravidade para um voo estável.
Podemos cortar uma bandeja de isopor para fazer 3 aletas. Usamos as medidas de 85x60x30 mm. Identifique o bordo de ataque e o bordo de fuga. Lixe o bordo de ataque de tal forma que ele fique com uma seção levemente circular. Lixe o bordo de fuga em um ângulo mais fechado, para que ele vá afinando. Nesse ponto você pode laminar as aletas. Basta cobri-las com fita de empacotar transparente.
Para estabilizarmos o foguete no ar, evitando que ele rode ou mude de direção, fazemos com que a CP (Centro de Pressão) seja levada mais à trás ou construindo-as mais alongadas nessa mesma direção.
Também podemos fazer com que o CG (Centro de Gravidade) seja levado mais para frente, adicionando peso para o bico.
Centro de Gravidade
Todo corpo, sem importar seu tamanho, massa ou forma, tem um ponto chamado centro de gravidade. O CG de uma vassoura, por exemplo, é o ponto no qual devemos apoiá-la para que ela fique na horizontal.
Centro de pressão
O CP existe apenas quando o ar passa por um foguete em movimento. O ar em movimento atinge a cauda com mais força do que a ponta, de modo que a cauda experimenta mais "arrasto" ou resistência. É também por isso que a área da cauda é maior que a "ponta" do foguete. O centro de pressão está localizado entre o centro de gravidade e a cauda do foguete. O importante é que o centro de pressão do foguete esteja mais próximo da cauda e o centro de gravidade esteja mais próximo do bocal. Se estiverem no mesmo lugar ou muito próximos um do outro, o voo do foguete é instável.
Quantas Usar
Três aletas são melhores ao projetar um foguete de alto desempenho e baixo arrasto. Isso permite que o arrasto de interferência (arrasto causado pela interferência do fluxo de ar sobre o corpo e as aletas na junção) seja reduzido em aproximadamente 25%.
As barbatanas mais finas são ótimas para reduzir os efeitos de arrasto, mas geralmente exigem mais esforço para segurá-las com segurança em um foguete de água. As barbatanas finas devem ser muito rígidas após a montagem para evitar movimento durante o voo.
Foguetes em forma criam menos arrasto e, portanto, voam mais rápido e mais alto. Aletas simétricas na parte inferior do foguete atuam como estabilizadores para mantê-lo voando em linha reta.
*Como testar o Foguete com as Aletas*
Um dos meios que encontramos de usar o foguete com as aletas é usar a base que nós temos e lançar o foguete com e sem as aletas, para assim analisemos se tem ganhos ou perdas em relação à aerodinâmica para que ele vá reto.
*Responsável pelo Foguete: Luiz Paulo.*
Referências
https://serra.ifes.edu.br/images/stories/como_construir_o_foguete_MOBFOG_DE_2019.pdf
https://www.cacep.com.br/saiba-como-construir-um-foguete-a-agua-para-praticar-o-espaco-modelismo/
Foguete a base d'água
É interessante entendermos para que serve cada material que utilizamos no foguete, para que assim então possamos entender como o foguete a base de água funciona.
Primeiro vamos passar os materiais até agora utilizados em nosso projeto, que foram:
- 1 Garrafa pet
- 1 metro de cano pvc (25 mm)
- 1 T + 1 joelho para ligar as partes do pvc (25mm)
- 2 tampas para o pvc (25mm)
- 1 bomba de ar com o bico agulha
-aproximadamente 150ml de água
- 7 cm de cano de pvc grosso (usamos cano de esgoto)
- 4 metros de barbante
- 2 braçadeiras de ferro
- 4 cintas plásticas
Esses são os materiais que formam nosso projeto, entendendo a funcionalidade de cada um é possível até mesmo troca-los por outros materiais.
A garrafa pet: esse material é essencial, ele vai fazer o papel de ser a carcaça do foguete, mudanças neste material irão trazer transformações aerodinâmicas positivas ou negativas. No nosso caso foi exigido que se usasse uma garrafa de 600ml, mas muitas pessoas das quais ja realizaram tal projeto usam garrafas de 2 litros. E qual seria a diferença?
Bom, na garrafa de 2 litros assim como esperado aumenta-se a pressão e água que deve ser inserida. Além disso em alguns de nossos testes percebemos q a garrafa de 2 litros apresentou um menos desempenho quando compara à de 600 ml, levando em consideração testes aonde não fizemos nenhum tipo de ajuste em ambas garrafas, além é claro, de usarmos garrafas de uma mesma marca.
O cano pvc (25mm) + os ligamentos + tampas: esses materiais constituem nossa base, nela ficará encaixada a garrafa, e o bico da bomba ou seja, passamos a pressão para a garrafa através da própria base.
Bomba de ar com bico agulha: bom, acredito que fica claro a função da bomba de ar, que é trazer pressão para o nosso foguete. Quando enchemos a garrafa com mais ar do que se cabe normalmente é natural que aquela matéria que está de sobra na garrafa exerça uma espécie de força para sair.
Água (150ml): a água por sua vez será o material reponsável pela "decolagem" do foguete. Quando soltamos o foguete com toda pressão que colocamo a primeira substância a ser expulsa será a água. Assim então, conseguimos entender através da terceira lei de newton, que através da força de ação para baixo que a garrafa faz expulsando a água para baixo faz com que ela receba uma força de reação que faz com que ela suba no ar.
Mas uma questão que pode ser levantada, como fazemos para inserir pressão suficiente na garrafa sem que ela salte da base antes da hora?
Bom, para isso que servem os próximos materiais.
Cintas plásticas + braçadeiras + cano de esgoto + barbante: usamos esses materiais para desenvover uma trava para garrafa, para que assim pudéssemos acionar o foguete de uma distância segura quando colocássemos a pressão ideal, que em um estudo públicado pelo Instituto Federal Catarinense diz que é no máximo de 160 PSI para que a garrafa não exploda, porém o estudo diz ser seguro usar algo 30% abaixo disso, o que resulta em cerca de 112 PSI.
