Die Wasserrakete ist ja eigentlich was für Kinder. Oder was für den Physikunterricht. Oder beides. Und seit ungefähr dieser Zeit will ich schon eine Wasserrakete bauen... aber man hat ja nie Zeit... blablabla...
Zum Glück gibt es tatsächlich ein Leben nach dem Studium, in dem Man(n) nicht zwangsläufig alle Spielereien aufgeben muss (Ich glaube ja, dass viele Männer Kinder haben wollen, nur damit sie wieder Quatsch machen oder mit Lego spielen dürfen, aber ich schweife schon wieder ab...). Also, eines Tages kamen einige ehemalige Studienkollegen zu einer Party vorbei und den schönen Sommernachmittag verbrachten wir mit dem Bau einer Wasserrakete:

Die hier vorgestellte Rakete ist die Einfachste aller Wasserraketen (nämlich nicht- thermisch). Sie funktioniert, indem man in einer umgedrehten Flasche etwa zur Hälfte Wasser und zur Hälfte Luft füllt. Jetzt pumpt man durch ein Ventil immer mehr Luft in die Flasche, so dass sich der Druck erhöht. Wird dann das Ventil geöffnet drückt die komprimierte Luft das Wasser hinaus. Und wie jeder weiß bewirkt das einen Vortrieb der Rakete (aber dazu später mehr).

Um das ganze den gewissen männlichen Touch zu geben kann man entweder die Rakete besonders groß machen, oder Druck besonders hoch. Oder beides. Wir haben uns erstmal für den Druck entschieden. Die verwendete Pumpe schafft laut Spezifikation 14bar — wir begnügten uns allerdings mit 10bar (da wir zu dem Zeitpunkt glaubten, dass sie nur 11bar aushält). Wie viel sind 10bar? Es sind 145Psi oder 10000000Pa. Anschaulicher? Hmmmm...Ok:. Wann seid Ihr das letzte Mal 100m tief getaucht? Der Druck beträgt dort nämlich 10bar. Ein Autoreifen wird normalerweise mit ca. 2,5bar gefüllt. Diese Fußpumpen mit den zwei Zylindern und der Druckanzeige von Aldi schaffen 5bar. Oder wie wäre es damit: Wenn man den Blutdruck gemessen bekommt, dann wird die Manschette auf ca. 180mmHg aufgeblasen — 10bar entspricht 7500mmHg. Noch Fragen? ;)

In unseren ersten Versuchen haben wir ein kleines Röhrchen durch einen Korken getrieben. Der wieder aufgeschraubte — aber für das Röhrchen durchbohrte — Schraubverschluss hielt den Korken fest, wie man auf dem Foto sehen kann (An dieser Stelle eine kleine Frage für die physikalischen Eintagsfliegen unter Euch: Warum fließt das Wasser auf dem Foto nicht aus der Flasche, obwohl das Röhrchen offen ist? (keine Montage!)).
Wenn man Glück hat flutscht der Schlauch bei hohen Drücken von alleine von dem Röhrchen und startet die Rakete. Wenn man Pech hat muss man das Röhrchen zum Start der Rakete durchtrennen. Schauen wir uns das doch mal an: Video 1 zeigt, wie der Spike 10bar pumpt und dann die Rakete startet. Video 2 zeigt ganze fünf Startversuche mit diesem Konzept:

Spike pumpt 10bar und der erste Startversuch (19MB)

Die ersten 5 Versuche Wasser zu verspritzen (13MB)

Das war ja eher suboptimal, beziehungsweise scheiße. Was stimmte nicht? Also muss man doch kurz in die Physik abtauchen: Der Schub wird aus dem Impuls gewonnen, welcher wiederum aus der Masse des rausgedrückten Wassers und der der Geschwindigkeit des Wassers besteht. Durch das dünne Röhrchen passt einfach nicht so viel Wasser, womit die Masse gering ist und der Schub somit leider auch. (Wer noch mehr über Wasserraketenphysik lesen will, der schaue sich doch mal diese schon fast wissenschaftliche Abhandlung über die Prinzipien des Wasserraketenfluges an!) Da die Rakete von alleine nicht stabil genug ist kippt sie irgendwann um (das ist den richtigen Raketenkonstrukteuren auch oft passiert). Die Lösung des Problems ist einfach: Der Flaschendeckel muss weg. Damit fliegt der gesamte Korken raus und das Wasser kann in kürzester Zeit austreten. Die folgenden Versuche zeigen das deutlich — auch wenn sie durchweg schief gehen (im zweiten Video soll Spike noch mit dem Pumpen warten, was die Rakete herzlich wenig kümmert...):

3 Versuche, den ganzen Korken rauszuschießen (7MB)

Die Richtung scheint aber schon mal richtig zu sein. Jetzt muss man das Teil nur noch stabilisieren. Nichts leichter wie dies:
Wasserrakete II »