2연식 3연식 로켓 제작 방법

1. 다연식(2연식, 3연식, 4연식 ) 물 로켓이란?

1연식 물 로켓은, 여러 개의 페트병을 셀로판 테이프로 연결하였다 하더라도 물과 공기가 압축되는 곳은 페트병 한 개일 뿐이다. 그러나 병 2개, 또는 병 3개를 공기가 새지 않게 연결하여 물과 공기를 압축시킨다면 더욱 더 많은 양을 압축할 수 있을 것이다.

다연식 로켓이란 1개의 페트병에 물과 공기를 압축시키는 1연식 물 로켓과는 달리 여러 개의 페트병을 연결하여 더욱 많은 물과 공기를 압축하여 노즐에서 분사되는 시간을 늘려 추진력을 높이는 방식을 말한다.

그러나 2개 혹은 3개의 페트병을 100psi 정도의 압력을 견딜 수 있게 연결하는 방법이 간단하지가 않을 것이다. 위에서 설명한 바와 같이 셀로판 테이프로, 본드로 붙인다고 될 문제가 아니다. 어떻게 연결하여야 할까 를 생각하면서 먼저 다연식 로켓의 특징을 알아보자.

가. 분사되는 물의 무게와 공기의 양을 증가시키기 위해 2개 이상의 페트병을 연결한 로켓을 말한다.

나. 물의 분출 속도를 빠르게 하기 위해서 21mm인 페트병의 직경 자체를 노즐로 사용하며 윗단의 페트병에는 직경 5mm의 연결관을 사용하여 압축된 공기의 분사 시간을 늘림(경우에 따라서는 10mm의 연결관을 사용하기도 한다).

다. 다연식 로켓은 분사되는 물의 양을 증가시키면서도 공기의 압축에너지를 더욱 높인 로켓이다.

(1) 2연식 로켓

페트병을 2개 연결한 것이며, 하단부에는 페트병 자체의 직경인 21mm 노즐을 그대로 사용하며, 상단부에는 5mm 연결관을 이용하여 연결함.

(2) 3연식 로켓

페트병을 3개 연결한 것이며, 하단부는 페트병 자체의 직경인 21mm 노즐을 그대로 사용하며, 2연식 연결 부위와 3연식 연결 부위의 상단부에는 5mm 연결관을 이용하여 연결함.

㉠ 하단부의 21mm 노즐에서 한꺼번에 많은 양의 물을 분출하여 발사시켜 추진력을 높인다.

㉡ 상단부의 압축된 많은 공기가 5mm 관을 통하여 천천히 분출되어 아주 느린 속력으로 발사되어 먼 거리를 비행하여 낙하산으로 회수되기 때문에 대형 로켓의 진수를 보여준다.

(2) 4연식 로켓

㉠ 페트병을 4개 연결한 것이며, 마찬가지로 하단부에는 페트병 자체의 직경인 21mm 노즐을 그대로 사용하며 2연식, 3연식, 4연식의 연결 부위에는 5mm 연결관을 이용하여 연결함.

㉡ 3연식 로켓보다 더 많은 양의 물과 압축 공기를 오랫동안 분사한다.

㉢ 5연식 이상의 로켓 제작도 가능하다. 다음에 제시하는 방법에 의해 실제 연구해 보자.

2. 다연식(2연식, 3연식, 4연식 ) 물 로켓 제작 방법

앞에서도 설명한 것과 같이 자동차 타이어 공기압의 3배 이상인 100psi의 압력을 견딜 수 있게 병과 병을 연결해야 하는 것이 가장 큰 문제일 것이다. 공구 상가에서 제작하는 특수한 부품들은 제외하고 기존의 부품들을 활용해 보도록 하자. 어떤 부품이 필요할까?

먼저 볼트와 너트의 형식으로 되어 있어 병과 병을 단단히 연결해 줄 수 있어야 하며 볼트에 구멍이 뚫려 있어야 공기 연결관으로서의 역할을 할 수 있다. 그래서 이 연결관으로 페트병의 밑부분과 병뚜껑을 연결할 수 있는 것이다.

이러한 조건들을 갖추고 있는 자전거 튜브의 공기 주입구를 활용하면 모든 문제들이 쉽게 해결될 수 있을 것이다. 자, 그러면 어떠한 방법으로 연결할 것인지를 생각해 보기로 하자.

필요한 것은?

페트병 여러 개, 송곳, 펜치, 펀치, 니퍼, 드라이버, 칼, 가위, 넓은 테이프, 자전거 튜브의 공기 주입구, 병 뚜껑, 와셔, 기타 등등

어떻게 할까요?

① 자전거 튜프의 공기 주입구에 붙은 튜브를 잘라내고, 공기 주입구의 너트를 돌려서 입구를 분해하여 '무시고무'를 빼낸 후 펜치로 집어 불에 달군다(자전거 바퀴 공기 주입구의 내경이 5mm이며 관의 너트와 볼트가 있으므로 두 페트병의 연결관으로 적당하다).

② 불에 달군 자전거 튜브의 공기 주입구(이하 연결관이라 함)를 페트병의 밑부분 중심에 맞추어 구멍을 뚫는다(불에 달구어 구멍을 뚫으면 열에 의해 페트병 찌꺼기가 생기는데 가위나 사포를 사용하여 구멍 주위를 깨끗이 손질하여야만 공기의 누수를 막을 수 있다).

③ 페트병 뚜껑의 한가운데에도 ②와 같은 방법으로 구멍을 뚫는다.

④ 자전거 튜브를 지름 1.5cm의 원으로 여러 개를 잘라 펀치로 구멍을 내어 연결관의 나사에 2개를 끼워넣는다(페트병과 연결관의 사이를 나사로 조였을 때 공기가 새지 않게 하는 고무 와셔의 역활을 하는 것이다).

⑤ 고무 와셔를 끼운 연결관을 병의 주둥이에서 끼워 넣어서 병 밑 부분에 뚫은 구멍으로 나오게 하여 고정시킨다(병 밑부분의 바깥에서 송곳을 끼워넣어, 송곳을 병 안쪽의 연결관에 꽂은 다음 20mm정도의 구리관이나 P.V.C 관을 병 주둥이 안쪽으로 연결관을 밀면 쉽게 관통시킬 수 있다.)

⑥ 뚫은 병으로 나온 연결관에 ④에서 만든 고무 와셔 2개, ③에서 만든 구멍 뚫린 병뚜껑, 그 위에 또 한 개의 고무 와셔와 쇠로 만들어진 와셔를 순서대로 끼운다.

⑦ 순서대로 끼운 ⑥번에, 연결관의 너트를 끼워 라디오 펜치로 공기가 새지 않게 단단히 돌려서 조인다. 이때 라디오 펜치보다는 21mm 육각 렌치를 이용하면 더욱 쉽게 조일 수가 있다(이때 페트병 주둥이 안으로 20mm 정도의 구리관이나 P.V.C 관을 넣어 연결관을 밀면서 고정시키면 조이기가 훨씬 쉬울 것이다. 단단히 조여지지 않으면 100psi의 압력을 견디지 못하고 공기가 새게 되는 원인이 된다).

⑧ 페트병을 병뚜껑에 돌려 꽉 끼우면 2연식이 완성된다. 완성된 2연식을 발사대에 꽂아놓고 공기를 주입(100psi)하여 페트병과 페트병을 연결한 부분에 스프레이통에 물을 넣어 뿌려서 공기가 새는지를 확인하여야 한다.

⑨ 공기가 새지 않음을 확인하였으면 윗부분의(병뚜껑)에 끼워진 페트병을 빼내고, 페트병의 위와 아랫부분을 자른 원통형을 끼운다.

⑩ 다시 ⑨번에서 빼낸 페트병을 꽉 돌려 끼우고 셀로판 테이프를 감아 단단히 고정시켜 2연식을 완성한다.

⑪ ①∼⑪까지의 과정을 한번 더 거쳐 3연식 또는 4연식을 완성한다.