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自己新記録120m ペットボトル水ロケット [宇宙少年団関係]

日本宇宙少年団 日立シビックセンター分団で行っているペットボトル水ロケットの製作・発射会の参考になるようにと、条件を変えながら発射実験を行ってきました。最後には最良と思われる条件で自己新記録の120mが出ました。(今までの自己記録は97mでした。)以下に写真を交えて記録とコメントを記します。
※「ひたち星の会ホームページ」をご覧の方は「観測スケジュール」をクリックするか、または
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↓自己新記録120m飛んだ時の状況です。中央上の白い車の所が発射地点です。着地の衝撃が激しかったです。

日時:2007年9月16日
場所:久慈川河川敷
 風:左からの横風やや強い(風力3程度?)

★まず、機体による飛び方を調べてみました。本体容量1.5L、水量400cc、角度45度、ポンピング40回固定
 A.羽無し、本体ショート、鋭角トップ無し・・・飛行距離32m 発射後上方向に向かい、回転した。
 B.3枚羽、本体ショート、鋭角トップ無し・・・飛行距離46m やや上方向に向かい、少し回転した。
 C.3枚羽、本体ショート、鋭角トップ小・・・・飛行距離60m 安定していたが左に行った。追風?
 D.3枚羽、本体ショート、鋭角トップ大・・・・飛行距離72m 安定飛行。追風?予想外に飛んだ。
 E.3枚羽、本体ロング、鋭角トップ大・・・・飛行距離52m トップが重い感じ。予想外に飛ばない。
 F.4枚羽、本体ロング、鋭角トップ大・・・・飛行距離76m 安定飛行で同条件で最高記録!。



★次に同じ機体(F.4枚羽、本体ロング、鋭角トップ大)で水量・角度を変え、飛び方を調べました。もっときめ細かく行いたかったのですが機体の損傷が激しくなってきたので以下の組み合わせしかできませんでした。

 角度  水400cc  水500cc  水600cc
 30度  59m     -       -
 45度  76m     86m     88m
 55度  66m     -       -

★以上の実験結果から機体は4枚羽・本体ロング・鋭角トップ大が最良、条件は角度45度・水量600ccが最良と判断し、最高記録を狙いポンピングを50回にアップして最終実験を行ったところ120mの自己新記録が出ました!!。当然と言えば当然なのかも知れませんが感動的な飛行でした。機体トップは大きく折れ曲がってしまいました。

まとめ
★羽無しや鋭角トップが無い場合は上空で本体が回転してしまいました。羽による後方の抵抗と安定性、鋭角トップによる空気抵抗低減と前方の重量バランス効果が良く分かりました。

★今回の実験で機体がロングなら4枚羽の方が飛びましたが、3枚羽でも機体がショートの場合同じ程度飛びました。この辺が良く分かりません。私のイメージはロング(本体の2倍程度の長さ)の方がバランスが良いと思っていました。この時は左からの風なのに左にそれて行ったので上空で風が舞っていた(又は追い風だった)のかも知れません。もう一度同じ機体を作って再実験をしてみたいと思います。

★以前の実験では水400ccが最良だったのですが今回は600ccが最良でした。私が思うには圧力が高ければ水量も多い方が良いのではないかと思います。圧力が低くて水量が多いと内圧が0になったときに水が残ってしまい、水の重量が飛行の邪魔になってしまうと思います。次の実験ではポンピング回数(圧力)と水量の関係を調べてみたいと思います。

★水を噴射する時間は良く計った訳ではありませんが、1秒程しかないと思います。その1秒程で最高速度に達してあとは惰性で飛んでいきます。時間があったら本体固定で噴射秒数を計測してみたいと思います。

★水無しでどの位とぶのか実験する予定はたてていたのですが、機体の損傷が激しくなってきたので中止しました。次回行ってみたい実験の一つです。

★角度は30度・45度・55度で実験し、最良は45度と出ましたが今度はその前後の40度・50度も試してみたいと思います。

★今回鋭角トップ(ノーズコーン)にはビール用の透明スチロール樹脂のカップを2個重ねで使いましたが1回の着地で大きく割れてしまいました。次回は紙製のビヤーカップを手に入れましたのでそれに詰め物をして試したいと思います。


ペットボトルロケット [宇宙少年団関係]

★6月17日に日本宇宙少年団日立シビックセンター分団でペットボトルロケットを作りました。私はボランティアとして手伝っただけでしたが、どうしても自分も作ってみたいと思いロケットと発射台まで作りました。

室内での水を入れない状態での発射実験は成功しています。今度広いところに行って飛ばしてみようと思います。壊れる前に写真を紹介しようと思います。

★7月1日に久慈川の河川敷で初飛行を行いました。1回目32m(歩幅計測)でした。処女飛行としてはまずまずだったのかなと思います。2回目を準備中圧力漏れが出てきました。ペットボトルのキャップをそのまま利用しているのですが3本の押さえネジで変形し、最大加圧した時に漏れ出すようです。変形を抑えるためにネジを緩めにセットしてポンプで加圧していたら、その部分から外れて自然発射してしまいました(ちょっと危なかったです)。十分な加圧ではなかったので10m位しか飛びませんでした。今回はそれ以上圧力漏れ対策ができないし、持参した水も無くなってしまったので飛行実験を中止しました。河川敷は自然の芝(草?)がいいクッションになってくれてロケット自体は全く無傷でした。

その後サイズの合いそうな塩ビの強度の高いキャップを見つけて少し加工して取り付けました。水を入れないでの加圧試験では全く問題はありません。次の発射実験では50mを目指してみようと思います。

★7月7日 改良後の試射を行ってきました。圧力漏れは無く、順調に発射できました。
 記録:1回目・・・83メートル(歩幅測定)
     2回目・・・91メートル(  〃  )
     3回目・・・94メートル(  〃  )
     4回目・・・89メートル(  〃  )

風が少し強く、追い風状態での試射でした。最高記録の時は水の量400cc(容量は1500m)、角度は約45度でした。今度は角度計を取り付けましたので次回から正確な角度の情報が得られます。
ロケットの先頭部分にはには紙コップとクッション材を使用していますが計6回の着地でもわずかに変形しただけで連続使用可能な状態です。結構丈夫ですね!!

次回は目指せ100メートルです!!。

★7月8日の滑川グランドでの試射会では無風状態で最高97メートル飛びました。そろそろこの機体では限界かなと思います。次回は重量バランスを考えながらトップ部分を交換して100メートル越えを果たしたいと思います。


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