실험으로 함께하는  로 켓 놀 이

                                                         강성기 지음 / 도서출판 바른사

제 4 장   대한민국 물로켓 에어로켓 발사대회

( 1 ) '대한민국 물로켓·에어 로켓 발사대회' 공식 로켓 제작 방법

     
 

 

 

공식 로켓 제작 방법

앞에서 설명한 로켓은 우리 주변에서 구할 수 있는 여러 가지 재료들로 설명하였기 때문에 적지 않은 혼란을 줄 수도 있었을 것입니다. 다음에 소개하는 물로켓 및 에어 로켓 역시 앞에서 설명한 로켓 제작 방법과 크게 다르지 않습니다.

그러나 본 연구회가 주최하는 '대한민국 물 로켓 에어 로켓 대회'의 효율적인 진행을 위해 몇 개의 부품들을 제작하여 사용하고 있습니다.

대회의 공식 로켓인 만큼 제작 방법을 알아두면 스스로 재료를 구하는데도 많은 도움을 줄 것이며 낙하산의 장착 원리 및 새로운 방법들을 연구하는데 밑거름이 될 것입니다.

★ 물로켓 및 에어 로켓 발사대, 로켓에 관한 문의

한국과학발명놀이연구회(WWW.Waterrocket.Com, WWW.Airrocket.Com)

1. 물로켓 (Water Rocket)

필요한 것은?

로켓 몸체, 낙하산 및 실, 낙하산 접착 스티커, 페트병, 낙하산 탑재부, 셀로판 테이프(폭 2∼2.5cm) 날개, 절연 테이프, 가위, 송곳이나 못, 선단부, 고무 고깔 등

어떻게 할까요?

가. 선단부(탄두)와 낙하산 탑재부의 연결

① 못이나 송곳으로 선단부의 윗부분에 2개의 구멍을 뚫는다.

② 낙하산 봉지 안에 있는 4가닥의 실 중 가장 긴 실을 사용해 낙하산 탑재부와 선단부 의 뚫린 구멍에 묶어서 연결한다.

③ 선단부에 고무캡을 씌우고 테이프를 붙인다.

나. 몸체 제작

① 로켓의 몸체를 실선 부분까지 둥글게 말고 셀로판 테이프로 붙인다(잘 말아지지 않 을 때는 페트병을 넣어서 페트병의 크기와 낙하산 탑재부의 크기가 맞게 둥글게 말아 셀로판 테이프를 붙인다).

② 둥글게 만 로켓의 몸체의 태극기 무늬가 있는 쪽에 낙하산 탑재부를 끼우고 셀로판 테이프로 고정시킨 후 다시 색깔 있는 절연 테이프로 감는다(이때 탑재부는 동체에 2cm∼2.5cm 정도 들어가게 끼우고 감는 테이프가 너무 위쪽으로 올라가지 않게 한다. 탑재부가 동체에 깊이 꽂히면 선단부가 빡빡하게 끼게 되므로 낙하산이 펼쳐지지 않는 원인이 된다. 몸체와 탑재부는 비뚤어지거나 움직이지 않게 단단히 고정시킴)

③ 몸체의 끝부분(날개 부착 부분)에 가로 0.2cm, 세로 5cm 정도의 길이로 잘라내어 물 의 양을 확인할 수 있게 하고 페트병을 끼워 넣는다.

④ 몸체의 끝부분에 페트병을 끼워넣고 셀로판 테이프로 감은 후 다시 절연 테이프를 감아 붙인다(페트병과 로켓 몸체를 폭 2∼2.5cm의 셀로판 테이프로 아주 단단히 붙여야 페트병과 로켓의 몸체가 이탈되지 않는다).

다. 날개 제작 및 장착

① 날개의 접착 부분을 좌우로 90도로 꺾는다.

② 날개의 가장자리를 색깔 있는 절연 테이프를 이용하여 예쁘게 감싼다. 날개를 몸체 에 붙일 때는 먼저 셀로판 테이프로 붙이고 색깔 있는 절연 테이프를 이용하여 덧붙여 감으면 더욱 예쁜 모양을 만들 수 있을 것이다.

③ 위와 같은 방법으로 로켓 몸체 아랫부분에 3개의 날개를 120°간격으로 정확하고 단 단히 고정시킨다.

라. 낙하산 제작 및 장착 방법

       

① 절취선을 따라 낙하산을 오려낸다.

② 낙하산의 육각 모서리에 표시된 원부분에 작고 투명한 6개의 원 스티커를 각각 붙이 고, 못이나 송곳 또는 뾰족한 연필심으로 낙하산 실을 끼울 구멍을 낸다.

③ 1개의 실로 2개의 구멍에 실을 각각 끼워넣어 묶는다.

④ 이와 같은 방법으로 2개의 실로 나머지 4개의 구멍에 실을 끼워 묶어서 완성하고 낙 하산의 인쇄된 부분이 바깥쪽으로 나오게 하여 낙하산 중심부와 실들을 균등하게 맞춰 묶는다.

⑤ 로켓 몸체와 선단부를 연결한 긴 실에 낙하산의 매듭지은 부분을 선단부 쪽으로 바 짝 당겨 묶는다(묶은 실이 아래위로 움직이지 않게 한번 더 매듭을 짓는다. 로켓의 낙 하 속도를 빠르게 하려면 낙하산의 중심부에 작은 구멍을 뚫어 준다).

마. 낙하산을 잘 펼쳐지게 하려면

① 낙하산을 가지런히 잘 접어 실로 가볍게 한두 번 감아 잘 펼쳐지게 한다.

② 낙하산을 탑재부에 먼저 넣고 실을 얹어, 실이 엉키지 않도록 해야 하며 탑재부와 선단부 사이에 실이나 테이프 등이 끼지 않아야 한다.

바. 발사대 장착 및 완성

① 페트병에 물을 1/3 정도 넣고 발사대에 장착한다.

② 낙하산을 접어넣고 선단부를 씌워 공기를 압축하여 발사!

사. 몇 가지 주의 사항

① 셀로판 테이프를 사용한 자리가 매끈하여야 한다.

② 페트병과 몸체가 휘지 않고 곧게 되어야 한다.

③ 날개가 움직이지 않게 고정되어야 한다.

아. 로켓 발사를 멋있게 연출하려면

① 낙하산과 탑재부에 꽃가루 등을 넣어 재미있게 연출할 수 있다.

② 3개의 날개끝에 분수 불꽃을 매달아 발사할 수 있다.

③ 낙하산과 태극기 등을 연결하여 낙하시킬 수 있다.

④ 물로켓은 탑재부가 크기 때문에 다양한 종류의 물건들을 장착하여 낙하시킬 수 있으 므로 창의적인 방법을 생각해 보자(달걀을 낙하산에 연결하여 낙하, 종이 헬리콥터, 리 본 등을 넣는 방법 등을 생각해 보자).

⑤ 낙하산을 사용하지 않고 프로펠러나 긴 리본 등을 넣어 펼쳐지게 하는 방법 등을 연 구하자.

자. 로켓을 전시하려면?

페트병 뚜껑을 아크릴판에 고정(실리콘 또는 볼트, 너트를 이용한다)시켜서 로켓을 꽂는 다.

2. 에어 로켓 (Air Rocket)

필요한 것은?

몸체, P.V.C관(외경 32mm, 길이 60cm), 작은 와셔, 셀로판 테이프(폭 2∼2.5cm), 낙하산 및 실, 낙하산 접착 스티커, 접착제, 가위, 송곳이나 못, 날개, 낙하산 탑재부, 선단부(작 은 종이컵), 실리콘 갭, 선단부 스티커

어떻게 할까요?

가. 선단부(탄두)와 낙하산 탑재부의 연결

① 4개의 실 중 가장 긴 실을 낙하산 탑재부에 끼워넣고 매듭을 지어 묶는다(낙하산 봉 지 안의 4가닥 실 중 가장 긴 실을 이용하여 실이 빠지지 않도록 여러 번 매듭을 지어 셀로판 테이프로 고정시킨다).

② 선단부(작은 종이컵)에 스티커를 붙인다.

③ 못이나 송곳으로 선단부의 윗부분에 1개의 구멍을 뚫는다.

④ 탑재부에 연결된 실의 한쪽 끝을 선단부에 끼워 넣고 와셔를 묶는다(와셔를 넣지 않 을 때는 선단부의 윗부분에 실을 묶기 전에 절연 테이프를 조금 잘라 먼저 붙이고 실을 매어야 선단부의 실을 맨 부분이 찢어지지 않는다. 이때 붙이는 테이프는 종이컵 안쪽 의 윗부분이 아닌 종이컵 바깥의 윗부분에 붙여야 한다).

⑤ 선단부에 실리콘 캡을 꽂아넣어 고정시켜 선단부와 탑재부의 연결이 완성(실리콘 캡 은 선단부에 꽉 끼게 들어가므로 별도의 셀로판 테이프와 같은 고정 장치가 필요하지 않다).

나. 몸체 제작

① 길이 60cm, 외경(바깥 지름) 32mm의 P.V.C관에 몸체를 둥글게 말아 셀로판 테이프 로 단단히 붙인다(P.V.C관을 끼우지 않고 실선이 표시된 부분까지 둥글게 감아 테이프 를 붙여 둥글게 만들기도 한다. 가장 많이 사용하는 방법은 날개에 몸체를 둥글게 말아 끼운 다음, 셀로판 테이프로 감는 방법이다. 이때 로켓의 몸체는 공기가 새어 나가지 않 도록 단단히 감아야 하며 너무 크거나 작게 감아서는 안된다).

② 둥글게 말아진 에어 로켓의 몸체를 P.V.C관에서 빼낸다.

③ 로켓 몸체의 태극 무늬가 있는 쪽에 낙하산 탑재부를 끼우고 테이프로 고정시킨다 (이때 탑재부는 로켓의 추진력에 해당하는 고압의 공기가 부딪히는 부분이므로 단단히 고정시켜야 함).

다. 날개 부착

몸체의 밑부분에 접착제를 칠하여 날개를 끼운다(날개는 로켓 몸체의 끝부분에 맞춰 붙 여야 바닥에 세워 전시할 수 있다).

라. 낙하산 제작 및 장착 방법

① 물로켓 낙하산 안쪽의 육각선을 따라 에어 로켓 낙하산을 오려낸다(에어 로켓용은 반지름 8cm의 작은 낙하산을 사용한다. 반지름 17cm의 낙하산은 물로켓용 낙하산임).

② 낙하산의 육각 모서리에 표시된 원 부분에 투명한 6개의 투명한 스티커를 각각 붙인 다.

    

③ 못이나 송곳으로 작고 투명한 원 스티커에 낙하산 실을 끼울 구멍을 낸다.

④ 1개의 실로 2개의 구멍에 끼워넣어 묶는다.

⑤ 이와 같은 방법으로 2개의 실로 나머지 4개의 구멍에 실을 끼워 묶어서 완성한다.

⑥ 인쇄된 부분을 바깥쪽으로 하여 낙하산 중심부와 실들을 균등하게 맞춰 묶는다.

⑦ 로켓 몸체와 선단부를 연결한 긴 실에 낙하산의 매듭지은 부분을 선단부 쪽으로 바 짝 당겨 묶는다(묶은 실이 아래위로 움직이지 않게 한번 더 매듭을 짓는다).

마. 낙하산이 잘 펼쳐지게 하려면

(1) 방법1.

① 실을 가지런히 하고, 낙하산을 부채꼴 모양으로 한번 접는다.

② 부채꼴 모양으로 한번 접은 낙하산을 또 한번 접고, 또 한번 접는다. 3번 정도가 적 당하다(낙하산의 부피를 최대한 줄인다).

③ 부채꼴 모양으로 접은 낙하산을 다시 반으로 접어 실로 3∼4번 정도 단단히 감는다.

④ 단단히 감아 부피를 최소화한 낙하산을 탑재부에 살며시 밀어넣고, 실을 또한 살며 시 올려놓고 선단부를 올려놓는다.

(2) 방법2

① 실을 가지런히 하고, 낙하산을 부채꼴 모양으로 한번 접는다.

② 부채꼴 모양으로 한번 접은 낙하산을 또 한번 접고, 또 한번 접는다. 3번 정도가 적 당하다.

③ 부채꼴 모양으로 접은 낙하산을 뾰족한 끝이 밑으로 내려가도록 탑재부에 넣고 그 위에 실을 살며시 잘 얹어 엉키지 않도록 넣고 선단부를 올려놓는다.

바. 발사대 장착 및 완성된 모습

① 에어 로켓 발사관에 로켓을 끼운다.

② 낙하산을 접어 넣고 선단부를 씌운다.

사. 에어 로켓을 잘 만들려면

① 셀로판 테이프를 사용한 자리가 매끈하여야 한다.

② 날개가 움직이지 않게 고정되어야 한다.

아. 로켓 발사를 멋있게 연출하려면?

① 로켓 발사봉에 꽃가루를 넣어 발사하는 방법.

② 3개의 날개 끝에 번쩍이 불꽃를 매달아 발사하는 방법.

자. 로켓을 전시하려면?

필름통 뚜껑을 아크릴판에 고정(실리콘 또는 볼트 너트 이용)시켜 필름통을 꽂아 로켓 을 꽂는다.

3. 로켓의 낙하산이 잘 펼쳐지게 하려면?

로켓이 멋지게 발사되어 아주 먼 거리를 안정되게 훌륭히 비행을 하였다고 하여도 낙하산이 펼쳐지지 않으면 떨어지는 속력에 의해 망가져 다시 사용할 수 없는 1회용 로켓에 불과할 것입니다. 그보다 더 중요한 것은 로켓에 의해 사람이 다치는 등 위험 상황이 발생할 수 있습니다. 그러므로 과학적인 원리를 최대한 활용하여 아주 천천히 아름다운 모습으로 내려오게 하여 봅시다.

앞에서도 여러 번 언급을 하였지만 모든 과정을 훌륭히 거치고 마지막 마무리에 조금의 부주의로 인해 위험한 상황이 생겨서는 안될 것이므로 다시 한번 낙하산 장착에 신경을 써 보도록 합시다.

(1) 물로켓

물로켓은 낙하산 탑재부가 크기 때문에 좀더 쉽게 낙하산이 펼쳐진다.

다음의 상황을 다시 한번 더 확인하면서 실패가 없는 안전한 방법을 연구하여 보자.

① 낙하산이 탑재부보다는 선단부에 가깝게 매어져 선단부가 분리되면서 낙하산을 끌고 나올 수 있는 위치에 있는가를 확인한다.

② 낙하산이 가지런히 잘 접혀졌는가를 확인한다.

③ 낙하산 탑재부가 로켓 몸체에 비뚤어지게 또는 헐렁하게 꽂히지는 않았는지 확인한다. 만일 탑재부가 정확하게 꽂히지 않는다면 로켓이 엉뚱한 방향으로 날아가 낙하산이 펼쳐 지지 않는 원인이 될 수도 있다.

④ 낙하산 탑재부가 로켓의 몸체에 너무 깊게 꽂혀져 선단부가 빡빡하게 끼이지는 않았는 가?(보통 탑재부와 로켓 몸체를 셀로판 테이프로 감고서 3cm 정도는 올라와 있는 높이가 되어야 한다).

⑤ 로켓을 발사할 때는 선단부와 낙하산 탑재부에 붙여진 셀로판 테이프를 제거하였는지 를 확인한다.

⑥ 낙하산 탑재부와 로켓 몸체를 연결할 때 필히 폭 2.5cm의 셀로판 테이프로 단단히 감 았는지 확인한다. 폭이 좁은 셀로판 테이프 등으로 약하게 감았다면 로켓이 발사되지도 못하고 터지게 된다. 역시 로켓의 몸체도 위의 테이프를 사용하여 단단히 감아야 한다.

(2) 에어 로켓

물로켓이나 에어 로켓의 낙하산이 펼쳐지는 원리는 같다. 다만 에어 로켓은 낙하산 탑재부의 공간이 크지 않기 때문에 작은 실수에도 예민하여 실패를 하는 경우가 많다. 그러나 작은 공간에서 낙하산이 마찰없이 잘 끌려나올 수 있는 방법만 연구한다면 오히려 더욱 멋진 연출을 할 수 있을 것이다.

낙하산이 탑재부보다는 선단부에 가깝게 매어져 선단부가 분리되면서 낙하산을 끌고 나올 수 있는 위치에 있는가를 확인한다.

공간이 크지 않은 탑재부에서 마찰없이 잘 끌려 나올 수 있도록 낙하산이 가지런히 제대로 잘 접혀졌는지 확인한다. 또, 낙하산을 접는 방법에 따라 낙하 시간을 조절할 수 있다.

가. 낙하 중간에 낙하산을 펼치는 방법

낙하산을 아주 작게 몇 번 접어 실로 2∼3번 정도 가볍게 감아 낙하산 탑재부에 넣고 낙하산 위에 실이 엉키지 않게 부드럽게 살짝 얹어 넣는다. 이때 실이 낙하산 탑재부와 선단부 사이에 끼지 않도록 조심한다. 이와 같은 방법은 바람이 부는 날 로켓이 일정 거리를 자유 낙하하다가 낙하산을 펼침으로써 발사 위치에서 가까운 곳에 떨어지게 할 수 있어 로켓의 분실을 방지할 수 있다.

 

나. 로켓이 발사되어 최고 정점에서 곧바로 낙하산을 펼치는 방법으로 가장 많이

사용되고 있는 방법이다.

a. 낙하산 끝이 위로 가게 넣는 경우

 

b. 낙하산 끝이 밑으로 가게 넣는 경우

로켓이 떨어지려고 하는 순간에 낙하산을 펼침으로 아주 오랫동안 안전하게 로켓을 회수 할 수가 있다.

두 가지 다 좋은 방법이기는 하나 낙하산이 부드럽게 나올 수 있게 잘 접어서 넣어야 하며 실 역시 부드럽게 잘 넣어야 한다. 특히 a와 같은 경우는 낙하산이 먼저 꽂히고 실이 나중에 들어가므로 이 실이 탑재부와 선단부 사이에 끼지 않도록 탑재부에 완전히 들어가게 해주어야 한다.

낙하산 탑재부가 로켓 몸체에 비뚤어지게 또는 헐렁하게 꽂히지는 않았는지 확인한다. 탑재부가 정확하게 꽂히지 않는다면 로켓이 엉뚱한 방향으로 날아가 낙하산이 펼쳐지지 않는 원인이 될 수도 있다.

선단부와 낙하산 탑재부에 붙여진 셀로판 테이프를 제거하였는지를 확인한다.

낙하산 탑재부와 로켓 몸체를 연결할 때 필히 폭 2.5cm의 셀로판 테이프로 단단히 감 았는지 확인한다. 폭이 좁은 셀로판 테이프 등으로 약하게 감았다면 로켓이 발사되지도 못하고 터지게 된다. 역시 로켓 몸체도 위의 테이프를 사용하여 단단히 감아야 한다