小学老师用塑料瓶“手搓”火箭 模拟神二十实现助推、分离、回收|封面头条

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封面新闻 2025-04-30 11:51 95728

封面新闻记者 杨博 杨涛

1!2!3!发射!




“1!2!3!发射!”一枚模拟神舟二十号的火箭,从底部喷出大量水花后,层层推进完成升空……这枚在网上走红的“水火箭”发射视频,是浙江湖州一小学老师王印和学生们一起“手搓”制作的。


“火箭主体由塑料瓶制作,以水和空气为‘燃料’,通过向密闭的瓶内加压,再喷射出瓶内的水作为动力升空。最难的还是5个喷口同时发射,误差不能超过0.02秒,不然火箭就会歪掉。”4月29日,王印告诉封面新闻记者,他从2021年开始自制火箭,之前还被央视关注过。目前,他们已经自制了轻型、大型、重型等多种型号火箭,最高的达到了3米,能飞百米高,还能实现分级助推、分离和降落回收等,“作为老师,初衷还是为了激发学生们的学习热情,培养航天兴趣和动手动脑能力。”

自制火箭升空


结合小学四年级知识点 用塑料瓶制作“水火箭”飞天


“我们自制的实验火箭,跟真实的火箭发射原理相同,主要是借助反冲力。”王印介绍,小学四年级会学反冲力这个知识点,它是指当一个物体喷出气体、液体或者固体时,被喷出的物体就会产生一个反方向的推力。

他说,为了方便学生们自己动手制作,火箭主体选用生活中常见的塑料瓶,将瓶口改装成一个空气阀门,而“燃料”就是普通的自来水和空气。将火箭立在自制的发射架上,用打气筒或气泵向瓶内加气,通过自行车上的刹车线连接阀门,按刹车线来拉动阀门,从而实现“点火”,火箭在反冲力的作用下就会快速升空。

“水火箭发射原理很简单,但实际操作起来有一定难度。”他说,火箭升空的速度很快,三四秒就能飞到百米高。出水的喷口大小,水和气压的比例等参数很重要,它们是控制推力大小的关键,从而决定火箭是否能以合适的速度顺利升空,此外还给火箭安装了尾翼,来控制其运动轨迹。

他还介绍,自制的火箭追求极限可以飞到200米左右,但出于安全方面的考虑,一般飞行高度控制在百米,同时飞得太高可能导致降落的更远,也不方便回收。

自制火箭升空


误差不能超过0.02秒 模拟神二十试飞成功


“我们自制火箭不是简单做一次试验,而是当成一个工程项目来做,从2021年开始,除了最基础的火箭,一直再设计制作更多的火箭型号。”王印说,参照真实的火箭命名,根据推力大小,目前自制了轻型、大型、重型等多种型号火箭。

他介绍,一般轻型火箭的高度在40厘米到50厘米,就是一个碳酸饮料瓶子大小;大型火箭则在1米以上,由4个及以上的瓶子串在一起,这种多级火箭就可以实现助推分离,降落回收;还有2米以上的重型火箭,最大的可达3米,由12.9升的水桶制成,飞得更高,载物也能力更强。

他说,目前最新的火箭模拟神舟二十号,火箭捆绑了四个助推器,在上升的过程中,四个助推器会脱落。“最难的是5个喷口要同时发射,误差不能超过0.02秒,如果超过了这个时间,火箭上升过程中可能就会被推歪了,经过多次试验,最终找到了最佳方案发射成功。”


培养动手动脑能力 点燃孩子们的航天梦


“光靠嘴讲解知识点可能抽象、枯燥,就想通过实验的方式让孩子们更直观的理解。”王印谈起了当初为何会带着学生们自制火箭,他大学学得机械工程专业,从小也喜欢做手工,就决定尝试一下,没想到取得了意外的成功。

“火箭升空的时候很壮观,很能激发孩子学习的热情。”他说,带着学生们做火箭不是为了最后的发射成功看着热闹、好玩,而是在研究制作的过程本身就是很好的教育过程,孩子们需要适合他们的项目,不能太难,也不能太容易,要有一定波折,让他们去经历、去体会,学会解决问题,学会创造发明。在未来,他们长大后面对不同领域时,也将这种能力应用到工作中。

他说,目前正在研发可垂直回收的火箭,火箭尾部由垂直支架构成,上升时支架收拢变成尾翼,下降时支架展开支持火箭站立,通过旋转降落伞来保证火箭以竖直姿态下降,可直立落地。

评论 22

  • 起名好难 2025-04-30 发表于四川

    水和空气当燃料,环保又好玩

  • 龙亚1 2025-04-30 发表于四川

    把知识点融入动手项目,真有创意

  • 风吹 2025-04-30 发表于四川

    这种实践课我也想上,太有意思了

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