Les fusées illustrent la troisième loi du mouvement de Newton: « Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. » La première fusée était peut-être un pigeon de bois propulsé à la vapeur inventé par Archytas de Tarente au IVe siècle av. La vapeur a cédé la place aux tubes à poudre des Chinois, puis aux fusées à carburant liquide imaginées par Konstanin Tsiolkovsky et imaginées par Robert Goddard. Cet article décrit cinq façons de construire votre propre fusée, du plus simple au plus complexe; à la fin se trouve une section supplémentaire qui explique certains des principes guidant la construction des fusées.
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Méthode 1 sur 5: La fusée à ballons
Étape 1. Attachez une extrémité d'une ficelle ou d'une ligne de pêche à un support
Les supports possibles incluent un dossier de chaise ou une poignée de porte.
Étape 2. Passez le fil dans une paille
La ficelle et la paille serviront de système de guidage pour contrôler la trajectoire de la fusée ballon.
Les kits de maquette de fusée utilisent souvent une longueur de paille similaire fixée au corps de la fusée. Cette paille est enfilée à travers une tige métallique sur la rampe de lancement pour maintenir la fusée droite avant le lancement
Étape 3. Attachez l'autre extrémité de la ligne à un autre support
Assurez-vous de bien tracer la ligne avant de la nouer.
Étape 4. Gonflez le ballon
Pincez l'extrémité du ballon pour empêcher l'air de s'échapper. Vous pouvez utiliser vos doigts, un trombone ou une pince à linge.
Étape 5. Collez le ballon sur la paille
Étape 6. Libérez l'air du ballon
Votre fusée se déplacera le long de la ligne directrice d'un bout à l'autre.
- Vous pouvez essayer de fabriquer le ballon-fusée avec un ballon rond au lieu d'un long, ainsi que différentes longueurs de paille pour voir à quel point ils guident bien le ballon-fusée. Vous pouvez également augmenter l'angle de vol de la fusée ballon pour voir comment cela affecte la distance parcourue par la fusée.
- Un appareil connexe que vous pouvez fabriquer est un bateau à réaction: coupez un carton de lait en deux dans le sens de la longueur. Faites un trou dans l'extrémité inférieure et enfilez l'extrémité d'un ballon à travers elle. Gonflez le ballon, puis placez le bateau dans une baignoire partiellement remplie d'eau et libérez l'air.
Méthode 2 sur 5: La fusée lancée à la paille
Étape 1. Découpez une bande de papier rectangulaire
La bande doit être environ trois fois plus longue que large: les dimensions suggérées sont de 4,5 pouces (11,43 cm) sur 1,5 pouces (3,81 cm).
Étape 2. Enroulez fermement la bande autour d'un crayon ou d'un goujon
Enroulez la bande près de la fin ou du point plutôt qu'au centre. Une partie de la bande doit pendre au-dessus de la pointe du crayon ou de l'extrémité du goujon.
Assurez-vous d'utiliser un crayon ou un goujon légèrement plus épais qu'une paille, mais pas beaucoup plus épais
Étape 3. Collez le bord de la bande pour éviter qu'elle ne se déroule
Ruban dans le sens de la longueur sur toute la longueur de la bande.
Étape 4. Pliez l'extrémité en surplomb en une pointe ou un cône
Collez le cône du nez pour qu'il conserve sa forme.
Étape 5. Retirez le crayon ou le goujon
Étape 6. Testez les fuites d'air
Soufflez doucement dans l'extrémité ouverte de la fusée en papier. Écoutez un bruissement d'air s'échapper le long du côté ou du cône de nez et sentez le long de la couture latérale et du nez pour un léger flux d'air. Collez toute fuite et testez à nouveau jusqu'à ce que vous ne puissiez plus détecter de fuite.
Étape 7. Ajoutez des ailerons de queue à l'extrémité ouverte de la fusée en papier
Parce que la fusée en papier est étroite, vous voudrez peut-être couper des paires d'ailerons attachés qui seront plus faciles à coller sur l'extrémité de la fusée que trois ou quatre ailerons séparés.
Étape 8. Insérez une paille dans l'extrémité ouverte de la fusée
Assurez-vous que la paille s'étend suffisamment loin de la fusée pour que vous puissiez la saisir avec vos doigts.
Étape 9. Expirez fortement dans la paille
Votre fusée s'envolera dans les airs, propulsée par la force de votre souffle.
- Pointez toujours la paille et la fusée vers le haut, pas vers qui que ce soit lors du lancement.
- Variez la façon dont vous construisez la fusée pour voir comment les modifications affectent son vol. De plus, variez la force avec laquelle vous expirez dans la paille pour voir comment cela affecte la distance parcourue par votre fusée.
- Un jouet similaire à la fusée en papier consistait en un bâton avec un cône en plastique attaché à une extrémité et un parachute en plastique attaché à l'autre. Le parachute était replié sur le bâton, qui était ensuite inséré dans un tube de soufflage en carton. Lorsqu'il était soufflé, le cône en plastique attrapait l'air et lançait le bâton. Lorsqu'il atteignait sa hauteur maximale, le bâton tombait, déployant le parachute.
Méthode 3 sur 5: La fusée de cartouche de film
Étape 1. Décidez de la longueur/de la hauteur de votre fusée
Une bonne longueur/hauteur est de 6 pouces (15 cm), mais vous pouvez allonger ou raccourcir la fusée si vous le souhaitez.
Un bon diamètre est de 1,5 pouces (3,75 cm), mais le diamètre réel sera déterminé par le diamètre de la chambre de combustion de la fusée
Étape 2. Procurez-vous une cartouche de film
La cartouche servira de chambre de combustion pour votre fusée. Vous pouvez en obtenir un dans un studio de photographie qui utilise encore du film.
- Recherchez une cartouche de film dont le couvercle a une projection semblable à un bouchon qui va à l'intérieur de l'embouchure de la cartouche au lieu d'être maintenu en place par une lèvre à l'extérieur de l'embouchure de la cartouche.
- Si vous ne trouvez pas de cartouche de film, vous pouvez utiliser un flacon de médicaments sur ordonnance vide avec un couvercle à clipser. Si vous ne trouvez pas de bouteille avec un couvercle encliquetable, vous pouvez tailler un bouchon en liège qui s'adaptera parfaitement au goulot de la bouteille.
Étape 3. Assemblez la fusée
La façon la plus simple de fabriquer le corps de la fusée est d'enrouler une bande de papier autour de la cartouche de film comme avec le crayon ou le goujon lors de la fabrication de la fusée lancée à la paille. Étant donné que la cartouche lancera la fusée, vous voudrez peut-être scotcher ou coller le papier sur la cartouche avant de l'enrouler autour du conteneur.
- Assurez-vous d'avoir l'embouchure de la cartouche ou du flacon de pilules lorsque vous y attachez le cadre de la fusée. La bouche servira de tuyère de fusée.
- Au lieu de plier l'extrémité du corps de fusée loin de la cartouche dans un cône de nez, vous pouvez créer un cône de nez séparé en coupant un cercle de papier, en coupant du bord juste au centre et en pliant le cercle coupé en un cône. Vous pouvez fixer le cône avec du ruban adhésif ou de la colle.
- Ajouter des nageoires. Parce que cette fusée a un diamètre plus épais que la fusée en papier que vous lancez avec une paille, vous voudrez peut-être couper des ailerons individuels pour les attacher. Vous voudrez peut-être aussi avoir trois nageoires au lieu de quatre.
Étape 4. Décidez d'où vous voulez lancer la fusée
Un emplacement extérieur ouvert est recommandé, car la fusée peut atteindre une hauteur considérable lorsqu'elle est lancée.
Étape 5. Remplissez le bidon au 1/3 d'eau
Si votre source d'eau n'est pas près de votre rampe de lancement, vous devrez peut-être transporter la fusée à l'envers ou transporter l'eau séparément et remplir la cartouche sur le site de lancement.
Étape 6. Casser un comprimé effervescent en deux et laisser tomber la moitié du comprimé dans l'eau
Étape 7. Bouchez la cartouche et tournez la fusée à la verticale sur la rampe de lancement
Étape 8. Revenez à une distance de sécurité
Au fur et à mesure qu'il se dissout, le comprimé libère du dioxyde de carbone. La pression augmentera jusqu'à ce qu'elle ouvre le couvercle de la cartouche, lançant la fusée.
Au lieu d'utiliser de l'eau, vous pouvez à la place remplir le bidon à moitié plein de vinaigre. À la place du comprimé effervescent, vous pouvez utiliser 1 cuillère à café (0,18 once ou 5 g) de bicarbonate de soude. Le vinaigre, un acide (acide acétique), réagit avec le bicarbonate de soude, une base, pour produire de l'eau et du dioxyde de carbone. Le vinaigre et le bicarbonate de soude sont cependant plus volatils que l'eau et les comprimés effervescents, vous devez donc vous éloigner beaucoup plus rapidement de la fusée - et l'utilisation d'une trop grande quantité de l'un ou l'autre produit chimique peut rompre la cartouche
Méthode 4 sur 5: La fusée Matchstick
Étape 1. Découpez un petit triangle de papier d'aluminium
Le triangle doit être un triangle isocèle d'environ 1 pouce (2,5 cm) à la base et 2 pouces (5 cm) du centre de la base au sommet.
Étape 2. Prenez une allumette dans un livre d'allumettes
Étape 3. Alignez le match contre une épingle droite
Placez l'allumette et l'épingle de manière à ce que la pointe touche la tête de l'allumette pas plus haut que la partie la plus épaisse de la tête.
Étape 4. Enroulez le triangle en aluminium, le sommet en premier, autour de la tête d'allumette
Enroulez le papier d'aluminium aussi étroitement que possible autour de la tête d'allumette sans déranger l'épingle. Lorsque vous avez terminé, l'emballage doit s'étendre à environ 6,25 mm (1/4 po) sous la tête d'allumette.
Étape 5. Pliez la feuille d'aluminium autour de la tête de l'épingle avec vos vignettes
Cela poussera l'emballage plus près de la tête d'allumette et définira également mieux le canal formé par la broche sous l'emballage
Étape 6. Faites glisser la goupille avec précaution hors de l'emballage
Veillez à ne pas déchirer le papier d'aluminium lorsque vous faites cela.
Étape 7. Pliez un trombone dans une rampe de lancement
- Pliez le coude extérieur à un angle de 60 degrés. Cela formera la base de la rampe de lancement.
- Pliez le coude intérieur vers le haut, puis autour pour former un triangle ouvert. C'est là que vous reposerez la tête d'allumette enveloppée de papier d'aluminium.
Étape 8. Placez votre rampe de lancement sur le site de lancement
Encore une fois, un emplacement extérieur ouvert est fortement recommandé, car la fusée allumette peut parcourir une distance considérable. Évitez les endroits exceptionnellement secs, car la fusée allumette pourrait déclencher un incendie.
Assurez-vous que la zone environnante est dégagée avant de lancer la fusée
Étape 9. Placez la fusée allumette dans la rampe de lancement, basculez vers le haut
La fusée doit reposer au moins à un angle de 60 degrés. S'il repose plus bas, vous devrez peut-être plier le trombone jusqu'à ce qu'il le fasse.
Étape 10. Lancez la fusée
Allumez une allumette et placez sa flamme directement sous la tête d'allumette enveloppée. Lorsque le phosphore dans la tête d'allumette enveloppée s'enflamme, la fusée allumette devrait décoller.
- Ayez un seau d'eau à portée de main pour y tremper les roquettes d'allumettes épuisées pour vous assurer qu'elles sont complètement éteintes.
- Si une fusée allumette atterrit sur vous, arrêtez de bouger, laissez-vous tomber au sol et roulez jusqu'à ce que les flammes soient éteintes.
Méthode 5 sur 5: La fusée à eau
Étape 1. Préparez une bouteille de soda vide de 2 litres pour servir de chambre de pression de fusée
Parce que des bouteilles sont utilisées pour fabriquer cette fusée, on l'appelle parfois une fusée bouteille. Il ne faut pas le confondre avec le pétard connu sous le nom de fusée bouteille, qui est ainsi nommé car il est souvent tiré de l'intérieur d'une bouteille. Cette forme de fusée bouteille est illégale à lancer dans de nombreuses régions; la fusée à eau est légale dans la plupart des régions.
- Retirez l'étiquette de la bouteille en la coupant là où elle n'est pas collée à la bouteille. Veillez à ne pas gratter ou piquer la surface de la bouteille lorsque vous faites cela, car une égratignure ou une coupure l'affaiblirait.
- Renforcez la bouteille en l'enveloppant avec du ruban adhésif. Les nouvelles bouteilles peuvent supporter des pressions allant jusqu'à 100 livres par pouce carré (689,48 kilopascals), mais un lancement répété réduira la quantité de pression que la bouteille peut supporter sans se rompre. Vous pouvez enrouler plusieurs bandes de ruban adhésif autour du centre de la bouteille ou enrouler la bouteille autour de son centre et à mi-chemin de là à chaque extrémité. Chaque bande doit faire le tour de la bouteille deux fois.
- Marquez les endroits où vous souhaitez attacher les nageoires au corps avec un marqueur. Si vous prévoyez d'avoir quatre nageoires, tracez des lignes à 90 degrés l'une de l'autre. Si vous prévoyez d'avoir trois nageoires, tracez des lignes à 120 degrés l'une de l'autre. Vous voudrez peut-être enrouler une bande de papier autour de la bouteille et faire d'abord vos marques dessus, puis transférer les marques sur la bouteille.
Étape 2. Construisez les nageoires
Parce que le corps de fusée en plastique est relativement durable, même si vous avez dû le renforcer, vous aurez besoin d'ailerons au moins aussi durables. Le carton rigide peut fonctionner pendant un certain temps, mais un meilleur matériau est le plastique du type utilisé dans les chemises de poche ou les classeurs à trois anneaux.
- Tout d'abord, vous devrez concevoir vos ailerons et créer un gabarit en papier pour servir de guide de coupe. Quelle que soit la manière dont vous concevez vos palmes, elles doivent être conçues de manière à ce que la palme réelle soit repliée (doublée) pour plus de résistance et atteigne au moins le point où la bouteille se rétrécit.
- Découpez le gabarit et utilisez-le comme guide pour découper le matériau de la nageoire.
- Pliez les ailerons en forme et attachez-les au corps de la fusée avec du ruban adhésif.
- Selon la conception de votre lanceur, vous ne voudrez peut-être pas que les ailettes s'étendent sous l'embouchure de la bouteille/la buse de la fusée.
Étape 3. Créez le cône de nez et la section de charge utile
Vous aurez besoin d'une deuxième bouteille de 2 litres pour cela.
- Découpez le fond de la bouteille.
- Placez une charge utile dans la partie supérieure de la bouteille coupée. Cela peut être un morceau de pâte à modeler ou une liasse d'élastiques. Placez la section inférieure de la bouteille coupée à l'intérieur de la section supérieure, avec le bas vers l'embouchure de la section supérieure. Collez-le en place, puis collez la bouteille modifiée sur le fond de la bouteille servant de chambre de pression.
- Votre cône de nez peut être n'importe quoi d'un bouchon de bouteille de 2 litres à une longueur de tuyau en PVC à un cône en plastique. Une fois que vous avez choisi l'embout nasal et que vous l'avez assemblé, il doit être fixé de manière permanente à la partie supérieure de la bouteille coupée.
Étape 4. Testez l'équilibre de la fusée assemblée
Équilibrez la fusée sur votre index. Il doit s'équilibrer quelque part au-dessus du haut de la chambre de pression (le bas de la première bouteille). Si ce n'est pas le cas, retirez la section de charge utile et ajustez le poids.
Après avoir trouvé le centre de masse, pesez la fusée. Il devrait peser de 7 à 8,5 onces (200 à 240 g)
Étape 5. Créez le lanceur/bouchon
Il existe plusieurs dispositifs que vous pouvez fabriquer pour lancer votre fusée à eau. Le plus simple est une valve et un bouchon qui s'insèrent dans l'embouchure de la bouteille à chambre de pression.
- Trouvez un bouchon qui s'adapte parfaitement à l'embouchure de la bouteille. Vous devrez peut-être raser légèrement le bord.
- Procurez-vous un système de valve du type utilisé dans un pneu d'automobile ou une chambre à air de vélo. Mesurez son diamètre.
- Percez un trou au centre du bouchon avec un peu du même diamètre que la valve.
- Nettoyez la tige de valve et placez un morceau de ruban adhésif sur sa partie filetée et son ouverture.
- Faites passer la valve dans le trou du bouchon, puis scellez-la en place avec un mastic silicone ou uréthane. Laissez le mastic sécher complètement avant de retirer le ruban.
- Testez la valve pour vous assurer que l'air passe librement à travers elle.
- Testez le bouchon en mettant une petite quantité d'eau dans la chambre de pression de la fusée, puis mettez le bouchon en place et placez la fusée en position verticale. Si vous trouvez des fuites, refermez la vanne et testez à nouveau. Une fois que vous avez déterminé qu'il n'y a pas de fuites, testez à nouveau pour trouver la pression à laquelle l'air force le bouchon hors de la bouteille.
- Pour obtenir des instructions pour construire un système de lancement plus sophistiqué, voir
Étape 6. Choisissez un site de lancement pour votre fusée
Comme pour les cartouches de film et les fusées allumettes, un emplacement extérieur ouvert est fortement recommandé. Parce que la fusée à eau est plus grande que les autres fusées, vous aurez besoin d'un espace ouvert plus grand que lors du lancement de l'une ou l'autre des autres fusées, et il doit également être plus plat et plus plat que pour les autres fusées.
Une surface surélevée telle qu'une table de pique-nique est une bonne idée lorsque de jeunes enfants sont présents
Étape 7. Lancez votre fusée
- Remplir la chambre de pression 1/3 à 1/2-plein d'eau. (Vous voudrez peut-être ajouter un peu de colorant alimentaire à l'eau pour produire un « échappement » plus coloré lors du lancement de la fusée.) Il est également possible de lancer la fusée sans mettre d'eau dans la chambre de pression, bien que la pression cible puisse être différente. que lorsque la chambre contient de l'eau.
- Insérez le lanceur/bouchon dans l'embouchure de la chambre de pression.
- Connectez le tuyau d'une pompe à vélo à la valve du lanceur.
- Tenez la fusée debout.
- Pompez de l'air jusqu'à ce que vous atteigniez la pression à laquelle le bouchon doit être expulsé. Il peut y avoir un léger délai avant que la prise ne soit forcée et que la fusée soit lancée.
Des astuces
- S'il est trop difficile de lancer les fusées verticalement, vous pouvez en transformer certaines en traîneaux à fusées et les lancer horizontalement. (En substance, la fusée ballon est une forme de traîneau à fusée.) Vous attachez la fusée à cartouche de film à une voiture jouet ou la fusée à eau à une planche à roulettes. Vous devrez toujours trouver une zone ouverte avec une salle de lancement suffisante.
- Si vous aimez fabriquer les fusées ci-dessus mais que vous recherchez un plus grand défi, vous pouvez vous lancer dans le modélisme de fusées. Des modèles réduits de fusées sont fabriqués commercialement depuis la fin des années 1950 dans des kits à assembler qui peuvent être lancés avec des moteurs à poudre noire à usage unique à des hauteurs de 300 à 1500 pieds (100 à 500 m).
- Attention aux ciseaux à l'étape 3 de la méthode de la fusée à eau !
Mises en garde
- Portez toujours des lunettes de protection lors du lancement de l'une des fusées en vol libre (fusées autres que la fusée ballon). Pour les plus grosses fusées volantes, comme la fusée à eau, un casque protecteur est également recommandé pour vous protéger si la fusée devait vous toucher.
- La supervision d'un adulte est fortement recommandée lorsque vous travaillez avec l'une des fusées propulsées par quelque chose de plus fort que le souffle de la personne qui les lance.
- Ne tirez aucune des roquettes en vol libre sur qui que ce soit.
