中華民國第　56　屆中小學科學展覽會

作品說明書

具穩定葉片之空拍水火箭

摘要 

本創作改良現有水火箭之設計並加裝空拍裝置與穩定葉片，故可應用於低空空拍。當水火箭發射後，攝影機可經由頭錐本體上方之圓孔先向上方進行攝影；當水火箭到達最高點轉向下墜時，頭錐及水火箭本體之套合處將鬆脫而使二者分離，頭錐降落傘開啟後將使該頭錐反向，而使該攝影機經由該頭錐本體上之圓孔改為向地面進行攝影，並藉由頭錐降落傘及穩定葉片之作用而減緩該頭錐下降至地面上之速度，以利提升空拍品質。 本創作最主要優點在於費用低、環保、節能、安全及材料取得容易，非常適合推廣應用於各類低空空拍作業。

研究動機

一、讓空拍裝置價格更低廉

        現行空拍裝置係以空拍機為主，其售價約需數萬元，且因曾造成多起空拍機意外事件，故空拍機未來將被限制使用範圍。

二、讓空拍裝置更環保、節能、及安全

        現行空拍裝置之動力係以傳統內燃機為主，除了需要消耗燃料外，在操作過程並會產生廢氣造成空氣汙染，操作不慎時亦可能引發火災，而造成意外事故。

研究目的

一、使水火箭於飛行過程中可於空中拍攝影像

        我們希望設計一種「具空拍功能」之水火箭，而使水火箭於飛行過程中可於空中拍攝影像，可更進一步應用於各類活動中由空中拍攝空中及地面之影像。

 二、使水火箭於空拍過程之作動能更為穩定

        我們希望上述「具空拍功能」之水火箭於空拍過程之作動能更為穩定，故將設計加裝穩定葉片，而使本創作於降落過程更為穩定，有利於提升空拍品質。

研究設備及器材

一、設備：                                                                        二、器材：                                                                                                                       

   1. 寶特瓶                                                                               1. 水火箭發射架   

2. 頭錐及攝影機                                                        2. 打氣筒        

3. 降落傘                                                                                3. 熱熔槍

4. 穩定葉片                                                                         4. 剪刀及膠帶(膠水)

5. 導流翼                                                                                 5. 瞬間膠 

                                                                                                                   6. 加壓噴射口

研究過程及方法

一、研究過程

   (一) 構想主題                                                                                                                                                                                    (五) 執行製作

   (二) 收集資料                                                                                                                                                                                     (六) 主體完成

   (三) 繪製架構                                                                                                                                                                                    (七) 測試及改良

   (四) 材料詢價及購買                                                                         (八) 撰寫書面報告

二、實驗方法

1                                                                                                                                         2                                                                                                                             3

進行發射測試及空拍                                                      進行發射測試及空拍

 紀錄頭錐降落傘開啟時間和                               紀錄頭錐降落傘開啟時間和

降落傘開啟到降落地面時間                               降落傘開啟到降落地面時間

製作過程

一、繪製架構                                                                                                                                           

   二、作品製作

                                               (1)本體製作                (2)降落傘製作            (3)安裝降落傘  

                                                                  (4)安裝穩定葉片         (5)組裝頭錐              (6) 組裝完成

  實驗結果

一、作品尺寸及測試條件

1.   水火箭尺寸：最大直徑18cm, 高度45cm      2. 穩定葉片組旋轉直徑 : 7.5 cm

5.   發射測試地點：大台北公園

二、發射測試

          (1)本作品發射時照片                                                                                        (2) 降落傘開啟後向地面攝影時照片                      

三、本作品攝影機向地面空拍影像

(1)距地面約12公尺高度              (2)距地面約8公尺高度                       (3)距地面約2公尺高度

四、無穩定葉片/具穩定葉片之飛行數據比較

結論

1. 改良傳統上作為的益智育樂用途的水火箭而具空拍功能，讓我們學到思考與解決問題的方法與動機，對未來的研究應有相當大的助益。

2. 本作品係以加壓水由噴射口噴出之反作用力而讓作品升空使水火箭於飛行過程中可於空中拍攝影像，故除了對空拍安全及節能減碳做出貢獻外，其售價亦可望大幅降低。

3.此作品之未來應用，除了能應用於各類活動之空拍外，並能持續改良而將攝影機改為具遠端操控及傳輸功能後，更進一步應用於惡劣環境之空拍作業，例如:地震、核能災害及水災等人員不適合抵達之現場，可應用本作品空拍現場狀況，而能提供重大救災貢獻。