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ロケットは、ニュートンの運動の第3法則を示しています。最初のロケットは、紀元前4世紀にタレントゥムのアーキタスによって発明された蒸気船の鳩であったようです。蒸気は中国の粉管に、そしてコンスタニン・ツィオルコフスキーが考案し、ロバート・ゴダードが設計した液体燃料ロケットに道を譲りました。この記事では、最も簡単なものから最も複雑なものまで、独自のロケットを構築する5つの方法について説明します。最後に、ロケットの構造を駆動する原理のいくつかを追加セクションで説明します。
ステージ
方法1/5：
バルーンロケットを作る
- 7 ロケットを発射します。
- 圧力室を3分の1から2分の1の水で満たします。ロケットの離陸時に、水に食物着色料を加えて、よりカラフルな「排気ガス」を生成できます。圧力室に水をまったく入れずにロケットを発射することもできますが、必要な圧力は圧力室に水が入っている場合とは異なります。
- ランチャー/ストッパーを圧力室の首に挿入します。
- 自転車のポンプのホースをスターターバルブに接続します。
- ロケットを垂直に置きます。
- キャップを排出する圧力に達するまで空気を送ります。プラグが排出されてロケットが離陸するまで、わずかな遅延が発生する場合があります。
ロケット部品とその仕組み
1.燃料を使ってロケットを地面から降ろし、空中に飛ばします。ロケットは、排気ガスの流れを1つまたは複数のノズルに向けて飛ばし、それを押し上げて（離して）空気中を前進（押し）させることで飛行します。ロケットエンジンは、実際の燃料と酸素源（酸化剤）を混合することで機能し、宇宙空間と地球大気の両方で動作することができます。
- 最初のロケットは固体燃料ロケットでした。このタイプのロケットには、花火、中国の戦争フレア、NASAのスペースシャトルで使用される2つの狭い原子炉が含まれます。このタイプのロケットのほとんどは、燃料と酸化剤が出会って混合するためのスペースを中央に持っています。ロケットモデルに使用されるロケットエンジンは、固体燃料と一連の重りを使用して、燃料が枯渇したときにロケットのパラシュートを展開します。
- 液体燃料ロケットには、ガソリン、ヒドラジン、液体酸素などの液体燃料を収容する個別の加圧タンクがあります。これらの液体はロケットの基部にある燃焼室に送り込まれ、排気ガスは円錐形のノズルによって排出されます。スペースシャトルの主なスラスタは、離陸ロケットの下に配置された外部燃料タンクに支えられた液体燃料ロケットでした。アポロ計画のサターンVロケットも液体燃料ロケットでした。
- 多くのロケット推進デバイスは、側面に置かれた小型のロケットを使用して、航空機を宇宙に操縦するのにも役立ちます。それらは機動プロペラと呼ばれます。アポロ制御モジュールに取り付けられたサービスモデルにはこのようなスラスタがあり、スペースシャトルの宇宙飛行士の乗組員の操縦にもこのようなスラスタが使用されています。
2.コーンノーズで空気抵抗を減らす。空気には質量があり、密度が高いほど（特に地球の表面に近いほど）、移動しようとするオブジェクトが停止します。ロケットは、空中を移動するときに遭遇する摩擦を最小限に抑えるために空力（つまり、細長い楕円形）でなければならず、このため通常は円錐形のノーズを持っています。
- ペイロード（宇宙飛行士、衛星、または弾頭）を運ぶロケットは通常、コーンの鼻の中または近くで電荷を運びます。たとえば、Apollo制御モジュールは円錐形でした。
- コーンノーズには、ロケットを運ぶことができる誘導システムも含まれており、ロケットを墓のない目標に向けることができます。誘導システムには、オンボードコンピューター、センサー、レーダー、およびラジオが含まれ、情報を提供し、ロケットの飛行計画を制御します。ゴダードロケットはジャイロ制御システムを使用しました）。
3.ロケットの重心の周りでバランスを取ります。ロケットの全体の重量は、ロケットが落下せずに実際に飛行できるように、ロケット内部の特定のポイントの周りでバランスをとる必要があります。この点は、平衡点、重心、または重心と呼ばれます。
- 重心はロケットごとに異なります。一般に、平衡点は燃料または圧力室の上部のどこかになります。
- ペイロードはロケットの重心をその圧力室の上に上げるのに役立ちますが、負荷が大きすぎるとロケットが重くなりすぎ、ロケットを発射前に直立させて誘導するのが困難になります離陸。このため、宇宙船のコンピューターに集積回路を組み込んで重量を減らしています。これにより、電卓、デジタル時計、コンピューター、さらに最近ではデジタルタブレットやスマートフォンで同様の集積回路またはチップが使用されるようになりました。
4.フィンでロケットの飛行を安定させる。エルロンは、方向の変化に対する空気抵抗を提供することで、ロケットの飛行が直立したままになるようにします。いくつかのフィンは、打ち上げ前にロケットを直立させておくために、ロケットのノズルの下に伸びるように設計されています。
- 19世紀、イギリス人のウィリアム・ヘイルは、フィンを使ってロケットの飛行を安定させる別の方法を考案しました。彼は、羽根が風の羽根の近くにある排気ガスホースを想像していました。これにより、排気ガスがフィンに押し付けられ、ロケットが回転しないように回転します。このプロセスは回転安定化と呼ばれます。
アドバイス
- 上記のロケットを作るのが好きで、もっと大きなチャレンジを探しているなら、ロケットの楽しさを体験できます。ロケットモデルは、1950年代後半から高さ100〜500メートルの黒色の使い捨てパウダーを使用して発売できる自己組み立てキットで商品化されています。
- ロケットを垂直方向に発射するのが難しすぎる場合は、レールロケットを作成して水平方向に発射できます（本質的に、バルーンロケットはロケットレールの一種です）。フィルムボックスをミニチュアカーに、またはウォーターロケットをスケートボードに取り付けます。もう一度、打ち上げに十分なスペースのあるオープンエリアを見つける必要があります。
警告
- 大人の監督は、投げる人の息よりも強力な手段で動くロケットで作業することを強くお勧めします。
- 飛行ロケット（バルーンロケット以外のロケット）を発射するときは、常に安全ゴーグルを着用してください。水ロケットなどのより大きな飛行ロケットの場合、ロケットがあなたに当たった場合にあなたを保護するためにヘルメットも推奨されます。
- 誰にも飛んでいるロケットを発射しないでください。
必要な要素
- ゴーグル（すべての飛行ロケット用）
- 保護用ヘルメット（大型飛行ロケット用）
気球ロケット用
- 長い風船
- length糸または釣り糸の長さ（3〜5 m）
- ストロー
- クリップまたは洗濯ばさみ（または一時的にバルーンの端をつまむ他の方法）
- テープ
- 文字列の両端のタイポイント
ロケットブローガン用
- ストロー
- 茶色の紙
- はさみ
- 鉛筆
- テープ
フィルムボックスのロケット用
- 茶色の紙
- 直径35 mmのフィルムの箱（写真店で入手可能）またはタブレットのチューブ（蓋付き）
- はさみ
- テープ
- 水
- 発泡錠（Alka-Seltzerまたは歯科消毒剤など）
- 酢（水の代わりに）
- 重曹（発泡錠の代わりに）
- 鉛筆
- 接着剤
- ペーパータオル
マッチロケット用
- マッチ箱
- アルミホイル
- はさみ
- ペンチ（オプション）
- ミシン針
- トロンボーン
水ロケット用
- 2リットルの2リットルソーダ
- マーカー
- プラスチック製フラップフォルダーまたはプラスチックバインダー
- 強化テープ
- コルクまたはプラスチックのストッパー
- バルブパイプ（タイヤまたはチューブのインナーチューブ）
- バルブパイプと同じ直径のネジ
- シールから
- 自転車用ポンプまたは圧力計付きコンプレッサー