水ロケット3号機の設計と製作 その1 -パラシュート放出装置作成-

冬休みに作ったデータロガーを搭載するために、水ロケット3号機をこのゴールデンウィークを使って製作しています。少なくとも調整までは終わらせたい。できればログを取るところまでたどり着きたいです。

なんにせよ久しぶりに自分の製作ができて嬉しいです。

ランチャーも新設して回収装置も付けます。もろもろの構造はRAKETFUED ROCKETSの構造を参考にします。

長くなりそうなので複数回に分け、今回はパラシュートの放出装置を作ります。これがロケットのフェアリングになります。

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3号機の仕様を考える

今回はロガーを搭載して計測を行うのを目的にします。ということで、以下のような仕様で検討します。

  • ロガーを搭載しても飛距離が落ちないようにパワーアップする。
  • ロガーを壊さない為と重くなるので安全を確保する為、回収装置をつける。
  • 安定して発射が行えるようにランチャーを新設する。

最後のは3号機の仕様とはちと違いますが、ノズルはランチャに合わせる必要があるのでこうしました。

仕様を具体化する構造についてはRAKETFUED ROCKETSの構造を参考にします。

RAKETFUED ROCKETSはドイツのウォーターロケットチームで解説を動画などで公開してくれています。ありがたいことに解説にはドイツ語版のほかに英語版もあります。英語は平易で分かりやすいし動画なので言葉なしでもなんとなく分かるのでおすすめです。

パラシュート放出装置の作成

ロケット本体の設計をする前に、パラシュートの放出装置を作ってその重心と質量を確認します。

回収装置はこの放出装置とパラシュートで構成されていますが、パラシュートのサイズはロケット本体の質量を決めないと決めらないので後回し。

放出装置の材料

材料と購入先。

部品 個数 主な購入先 備考
1.5L炭酸ペットボトル 2つ スーパー 本体と同形のもの
デコパネ 板厚5mm 30x45cm 1枚 ホームセンター 尾翼もこいつで作ります。
トミータイマー(入りのおもちゃ) 1つ ダイソー ゼンマイで動くおもちゃ。後で紹介します
結束バンド 数本 ダイソー タイマー固定用なので細いもの。ダイソーで一袋50本入り
接着剤 1つ ネット 3M「Scotch強力接着剤 プラスチック用」放出部のバネを接着するのに使用
グルーガン 1つ ホームセンター ランチャーの製作にも使用

このほかに、加工用の工具(カッターナイフ、ハサミ、のこぎり、ペンチなど)と計測用の定規などが必要です。

ペットボトル

なるべく形状が円筒形に近いのものを使用します。今回はMETSグレープフルーツ強炭酸のものと三ツ矢サイダーのものを併用。装置用には2つ必要。(ゲップ

デコパネ

ダイソーでも売ってます。写真を撮る前に加工してしまった…

トミータイマー

ちっちゃなゼンマイです。ダイソーで色々とゼンマイで動くおもちゃが売ってるので、どれか購入してばらします。私は踊るアヒルのおもちゃを購入。
ばらすときはけがに注意。私はペンチで人差し指の根元をつまんでしまい血豆作った。
写真は困ったことにばらした後しかない。

で、取り出したトミータイマー(ゼンマイ)がこれ。本当にトミー製かは知らない。軸を直角に曲げて使う。

結束バンド

ダイソーで1袋50本の細いやつを購入。トミータイマーの固定に使用。のちにランチャーでも使う。

接着剤

3M製 「Scotch強力接着剤 プラスチック用」を使用。ラジコン飛行機でEPPを接着するのに使用してたもの。接着力が強くてポリエチレンやポリプロピレンも接着できる。ネットで購入。

グルーガン

一般的なもの。細かい部分の作業がしやすいように小さめのものを購入。

製作

材料がそろったら作っていきます。

ベースのペットボトル加工

まず、一つ目のペットボトルでベースを作ります。
あたまとお尻をカットします。

パラシュート用の開口(写真の赤線部)とペイロード用の開口(写真の青線部)をカッターで切って空けます。ペットボトルの下の切り口からパラシュートの開口までは4cm残します。この部分でロケット本体と接続します。

これでベース部分のペットボトル加工は完了。

デコパネで節を作る

ペットボトルに節をつけて強度を確保しペイロードの搭載場所を作ります。

まずペットボトルの直径を測って同じサイズにデコパネを切り取ります。直径で約88mmですが現物合わせ。はめ込むと動かない程度にちょっと大きめに作るといいです。

切り出したデコパネをペットボトルにはめ込んで、接着します。グルーガンで付けますが、ペットボトルにガンの先端が当たると溶けるので注意。

下のやつは下から一周接着できます。

上のやつは上下の開口を使って奥と手前をそれぞれ接着します。

これでベースの作成は完了

トミータイマーの取り付け

まずはおもちゃをばらしてタイマーを取り出します。写真は材料の時に紹介したので割愛。

タイマーをネジのついていた軸を直角に曲げます。軸の下をラジオペンチやプライマーで押さえて上をペンチでえいやと曲げます。

軸を曲げたらタイマーをパラシュート開口の奥に取り付けます。
なるべく位置が下になるように配置します。

取り付けには最低3か所穴をあけて、1つから軸を外に出し、残りの2つから結束バンドでタイマーを固定します。
最初に軸用の穴をあけてタイマーの位置を合わせて、固定用の穴位置を決めると作りやすい。

私の場合はさらに、可動部の逃げ穴をあけましたが、この辺はタイマーの形状にもよるので適当に。

扉と放出用バネの作成

扉と放出用のバネをもう一つのペットボトルから作ります。
円筒部分を必要な長さ残して頭とお尻を切り取ります。パラシュート用開口の高さを11cmにしたので、長さ13cmとなるように切ります。

切り取った円筒を縦に半分に切って、ハーフパイプ状にします。以下のような部品が2つできます。

1つは扉用に取っておき、もう一つはバネ用に長さを9.5cmにカットします。
カットしたら、パラシュート用の開口に接着剤で接着します。

完成

バネの接着剤が乾燥したらできあがり。

扉はパラシュートを作ってから取り付けます。ペイロード用の開口も空いてますがペイロードを搭載したあとで塞ぎます。

次回はランチャー作成かロケット本体の設計のどっちか書こうと思います。

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