Foto: RazorConcepts (Instructables)

De luchtweerstand die een raket doorstaat, is de kracht van de lucht die de beweging van de raket tegenhoud. Elke fietser zal wel de lastige wind in zijn of haar gezicht voelen wanneer ze hun snelheid opvoeren en lijkt sterk op dit effect. Om een waterraket goed te doen werken, dient de luchtweerstand zo klein mogelijk te zijn. Leer aan de hand van dit artikel alles over de luchtweerstand en gestroomlijnde vorm van een raket.

Luchtweerstand = 0,5 . LC . A . luchtdichtheid . snelheid²

Luchtweerstand in Newton
LC = luchtweerstandscoëfficient (een constante voor een gekend object in een bepaalde richting)
A = frontale oppervlakte in m²
Luchtdichtheid in kg/m³, meestal rond 1,2kg/m³
Snelheid die gemeten werd in meter per seconde (m/s)

Bovenstaande formule geeft aan dat het verdubbelen van de snelheid de luchtweerstand zal verhogen met een viervoud , indien we de snelheid verdrievoudigen zal de luchtweerstand negen maal hoger liggen. Dit is waarom het zo moeilijk is om zeer snel te gaan doorheen lucht.

Een gestroomlijnde vorm (gereduceerde LC) en/of kleine frontale oppervlakte en/of lagere snelheden en/of lagere luchtdichtheid zal resulteren in een verlaagde luchtweerstand.

Het verlagen van de Luchtweerstandscoëfficient door het stroomlijnen van de raket

  • Een conische neus gemaakt van de bovenzijde van een PET fles kan bevestigd worden aan de basis van een raket, meestal door het op zijn plaats te duwen of vast te lijmen, dit compartiment kan ook gebruikt worden als plaats waar parachute in geplaatst wordt. Dit verbeterd tevens ook de aërodynamica van de raket en beschermd de basis van de fles bij een eventuele impact op de grond. Een half elliptische neus is aan te raden, gelijkaardig aan deze van een passagiersvliegtuig.
  • Een tennisbal, deels bevestigd op de conische neus van de PET fles, dit voorziet ook wat valbescherming en stabiliteit aan de raket. Door het toevoegen van de tennisbal die men op de top monteert zal dit de LC bevorderen en relatief goed gestroomlijnd zijn.
  • Het toevoegen van wat plaaster om de top gestroomlijnder te maken. Dit zorgt natuurlijk voor pak extra gewicht maar verbeterd de stabiliteit en maximum hoogte van de raket.

Een druppelvormige raket, versmallend naar het einde, zoals het einde van een passagiersvliegtuig, zal de LC verder doen verkleinen. Andere manieren om een vorm te bekomen is het verhitten van de fles en deze zodanig te vervormen naar een goede gestroomlijnde vorm, echter is dit tijdrovend en gevaarlijk klusje, uw raket kan snel verloren gaan. Door het veel bewerken en maken van raketten kunt u nog veel meer gestroomlijnde vormen maken .

Reduceren van de frontale oppervlakte

Dit heeft als enige vereiste dat u smallere flessen gebruikt. Langere en dunne flessen zijn dus aan te raden.

Reduceren van de snelheid

Een versmalde uitlaat zal resulteren in een lagere voortstuwing van een langere duur, een veel betere versnelling, lagere snelheden en veel minder luchtweerstand, maar het nadeel is dat het gewicht dat de raket moet meenemen naar boven veel hoger is aangezien het water langer in de fles blijft. Een optimale uitlaat kan bestaan voor een bepaalde raket, na veel testen en ontwikkelen kan men dit eventueel bekomen.

Het verlagen van de luchtdichtheid

Voor de meeste doeleinden kan dit niet behaald worden, alhoewel het mogelijk is op hoge hoogtes dat het wat effect zal hebben. Een waterraket die gelanceerd wordt in een vacuüm zal geen luchtweerstand ondervinden.

Terwijl het aan te raden is om de luchtweerstand te verminderen heeft dit ook effect op de andere factoren die de goede werking van de raket kunnen beïnvloeden. Het reduceren van volume zal resulteren in een verminderde voortstuwing. De lengte van de voortstuwing met een versmalde uitlaat zal tot een vertraagde versnelling leiden en een groter gewicht zal naar boven gesleurd moeten worden. Optimale raketontwerpen vereisen veel design, kennis en ontwikkeling. Het vergt veel oefening en kunst maar elke liefhebber zal hier geen probleem mee hebben.

Sander

Vancanneyt Sander

Oprichter & beheerder van Spacepage & Poollicht.beSterrenkunde en ruimteweer redacteur.

Dit gebeurde vandaag in 1923

Het gebeurde toen

Overlijden van de Amerikaanse astronoom Edward Emerson Barnard. Nadat hij in 1876 zijn eerste telescoop kocht, studeerde hij op 30-jarige leeftijd af als astronoom waarna hij ging werken bij het Lick Observatory in Californië. Hij ontdekte tussen 1881 en 1892 veertien kometen en de zwakke Ster van Barnard werd naar hem vernoemd nadat Barnard in 1916 ontdekte dat deze ster een zeer hoge eigenbeweging heeft, vergeleken met andere sterren. Deze ster is, na Alpha Centauri, de meest nabije ster van de Zon en is een bekende ster onder amateur-astronomen. Ook bestudeerde Barnard in 1892 een nova en was hij de eerste die de gasvormige emissies waarnam waaruit hij afleidde dat het hier ging om een ontplofte ster.

Ontdek meer gebeurtenissen

Redacteurs gezocht

Ben je een amateur astronoom met een sterke pen? De Spacepage redactie is steeds op zoek naar enthousiaste mensen die artikelen of nieuws schrijven voor op de website. Geen verplichtingen, je schrijft wanneer jij daarvoor tijd vind. Lijkt het je iets? laat het ons dan snel weten!

Wordt medewerker

Steun Spacepage

Deze website wordt aan onze bezoekers blijvend gratis aangeboden maar om de hoge kosten om de site online te houden te drukken moeten we wel het nodige budget kunnen verzamelen. Ook jij kunt uw bijdrage leveren door ons te ondersteunen met uw donatie zodat we u blijvend kunnen voorzien van het laatste nieuws en artikelen boordevol informatie.

Sociale netwerken