Foguete
Aletas do foguete
1.1 Como construir?
Os melhores materiais para a construção das aletas são: papelão (sem ondulações) e plásticos com média ductibilidade, pois não oferecem riscos para o lançamento e não são pesados, o que dificultaria o lançamento. Os materiais que devem ser evitados são: vidros, plásticos duros e metais, pois oferecem muitos riscos para o lançamento.
Suas formas são variadas, mas as que tem uma maior funcionalidade e são mais utilizadas são as trapezoidais e delta cortado, como mostra as imagens a seguir:
O principal fator que influencia no funcionamento das aletas é o seu posicionamento sendo aconselhado para um melhor desempenho estar a no mínimo 6cm da boca da garrafa. É aconselhado também que sua altura seja igual a medida do diâmetro da garrafa.
• Como o grupo construiu: as aletas foram feitas com papelão, usamos medias de 6,5cm x 4cm x 0,3cm. Marcamos o papelão com as devidas medidas e o recortamos.
1.2 Como saber se as aletas funcionam?
Para saber se as aletas funcionam é necessário saber para que elas servem e como funcionam.
As aletas servem para garantir a estabilidade, para que o foguete mantenha uma mesma direção durante seu lançamento e não sofra variação por causa do vento e também contribui para sua velocidade devido á aerodinâmica que proporciona.
Existem dois fatores que também influenciam na estabilidade que seria o centro depressão e centro de massa.
• Centro de pressão (CP)
O único ponto no qual todas as forças aerodinâmicas estão concentradas o lugar que as aletas ficam influenciam diretamente. O centro de pressão precisa estar mais próximo da extremidade traseira do que o centro de massa, por isso as aletas são colocadas na parte inferior para que o CP seja o mais próximo possível da traseira
• Centro da massa
O centro de massa de um objeto é o ponto no qual se pode pensar que toda a massa de um objeto está concentrada. O centro de massa pode ser movido para mais perto da extremidade de cima de um foguete colocando alguma massa perto do cone da ponta. Isso aumentará a estabilidade.
Portanto para saber se as aletas realmente funcionam é necessário realizar um teste e observar o comportamento do foguete para ver se ele varia seu movimento ou se mantem estável. Se o movimento estiver estável as ²aletas estão funcionando.
Fontes: https://ideaexchange.uakron.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1426&context=honors_research_projects
Quantas aletas usar?
A quantidade de aletas usadas em foguetes no geral podem ser de 3 ou 4 aletas, que podem ser escolhidas de acordo com o material, massa, forças envolvidas e a quantidade de forças restauradoras que deve ser usada levando em conta o centro de pressão e o centro de gravidade.
Utilizar aletas a menos ou a mais se torna desnecessário, utilizar 2 aletas permite que o foguete sofra a ação de forças desestabilizadoras que gira o foguete fazendo com que não siga a direção de voo, e ainda desequilibrando a proporção do centro de pressão com o centro de gravidade; utilizar 5 aletas não força o foguete sair da direção de voo, porém aumenta a massa, diminuindo a propulsão, a distância percorrida ou ainda o equilíbrio do foguete em relação ao centro de pressão e gravidade.
A diferença entre usar 3 ou 4 barbatanas depende também diretamente o foguete utilizado, para foguetes com baixo desempenho e arrasto se recomenda o uso de 3 aletas, que diminua em 25% o arrasto de interferência (arrasto causado pela interferência do fluxo de ar sobre o corpo e as aletas na junção). Outra informação que deve ser levada em conta é o fato de que 4 aletas podem ser fixadas em uma distância regular e distribuição igual em torno do foguete do que 3 aletas.
Deve-se sempre fazer testes para definir o tipo ideal de aleta e a quantidade para o tipo de foguete projetado.
Nos foguetes modernos as aletas não possuem grande importância, pois giram seu bico de escape para fornecer estabilidade.
Como prender?
Para diferentes tipos de foguetes e o material utilizado, se têm diversos tipos de fixação: cola, fita, parafusos, pinos, encaixe, etc. Porém todas as fixações utilizadas possuem risco por se tornarem um ponto com maior fragilidade do foguete e encontrar a chance de quebrarem, dobrarem e racharem.
Para o foguete a agua possui algumas opções: fitas e coladas. Os furos com pinos ou parafusos não são possível devido ao material e comprimento da garrafa.
Fitas possuem o problema de não manterem uma proporcionalidade na superfície do foguete podem desequilibra-lo, além de serem extremamente frágeis sofrendo com a ação do vento, perdendo sua função de força restauradora.
Coladas possuem o problema de serem facilmente removíveis com a ação do vento, ou não serem fixadas devido ao material (identificado no nosso foguete).
Através de testes iremos definir o mais adequado para utilizar no nosso foguete, porém o utilizado para o primeiro teste foi a utilização de fitas.
Encontra-se na internet ainda modelos prontos de aletas que se encontra no modelo na forma de encaixe que seria o mais adequado, por serem mais resistentes à ação do vento e já estarem com a proporção exata a distribuição das aletas, porém só foi encontrado no mercado norte-americano.
Responsáveis do grupo pelo foguete:
Guilherme Lindolfo, n°18
Leonardo Agostinho, n°26
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