ロケットの作り方〜自作ロケットで宇宙に行こう!


第4話 ロケットの原理〜高校生編

2つの問題とは何か?
まずは、推力。そして、制御力です★

@推力。
 風船の中にたまった風の勢いでは、ボール紙の機体でも持ち上げることは困難です。
 ロケットの推力は普通、数100ton・f、到底、ロケット内部に溜めた空気の吹き出す力だけ では足りません。そこで、ロケット内部に気体(空気)を溜める代わりに、液体もしくは個体 の燃料(推進剤)を入れておきます★
 物が燃焼するときには、熱や光とともに、大量のガスが発生します。これを地面に向かって吹き出して、その反作用でロケットを飛ばそうというのです★
 中で物を燃やすのですから、機体はボール紙ではいけません。高熱にも耐えることの出来る構造にしましょう★
 また、このロケットは宇宙に行くことが目的です。宇宙にはもちろん、酸素が無いので、推進 剤を燃やすことが出来ません。では、どうするか?一緒に地上から積んでいくしか無いですね。 少し、機体を大きくして、酸素を積むスペースを作ってやらなければいけないのかも知れません★

A制御力。
 先ほどの機体では、先頭をとがらして、機体の後方に小さな羽根を付けただけでした。これで は、まだ、ぐるぐると回転してあさっての方向に飛んでいってしまうのも仕方ありません★
 次は姿勢制御をしてやることを考えましょう★
 ロケットの飛行状態を地上から監視して、ラジコンのリモコンのような物で制御してやれば簡 単です。ロケットが右に傾いたら左へ、左に傾いたら右へ、、、出来るかな?
 ロケットの動きはとても早く、墜落するときは一瞬です。よほどの反射神経と判断力の持ち主 でも、まず無理でしょう★
 では、どうするか?
 まず、ロケットにセンサを取り付けましょう。このセンサには、地磁気、電波などをもちいて、自分が今、地球上でどこにいるのかを知ることができるようにします。もう一つは、姿勢を検知するセンサです。ロケットがどちらを向いているのか、また、どちら方向に加速しているのかを検出します★
 そして、人の代わりに判断するコンピュータをロケットに搭載します。そう、面倒くさいこと は、コンピュータにやらせようというのです★
 このコンピュータには、フィードバックループによる制御を行わせます。フィードバックループとは、システムに外乱(異常な横噴射、突風など)が発生した場合に、検出機能で検知し、制御信号をシステムに返してやる(フィードバック)事により、制御しようとするものです★
 あらかじめ、コンピュータには 予定する飛行経路と姿勢をインプットしておき、ロケットがこの軌道から外れたら、直ちに制御力が働くようにしてやりましょう★
 

また少しロケットの機体が重たくなってしまいましたね★

(次号へつづく)

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