モデルロケット
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大型モデルロケット発射の様子

モデルロケットは、教育用などを主な目的として使用されている、比較的小型のロケットである。ロケットエンジン火薬(黒色火薬、コンポジット推進薬)を使用する固体ロケットで、エンジンはモジュール化設計で大量生産されており、小型のものは使い捨て、中型以上のものは推進薬がリローダブルとなっている。その他の構成要素はプラスチックなど主に非金属で作られることが多く、回収装置を備え複数回利用可能な設計とする。到達高度は高度数百mから数キロmのものが多いが、大型のロケットとなれば高度数十kmに達するものもある。記録的な打ち上げとしては、2004年5月17日にアメリカ合衆国ネバダ州ブラックロック砂漠において民間人による宇宙開発チーム(Civilian Space Exploration Team:CSXT)によって打ち上げられたGoFastロケットが打ち上げから10秒後に時速6,800kmに達し、その後、カーマンラインの高度100qを超える「宇宙空間」に到達後、落下し、パラシュートでの着陸後回収された(最終到達高度115.87q)、というものがある。
目次

1 エンジン

2 歴史

3 日本における活動

4 教育機関および研究機関における活動

5 モデルロケットの構造と取扱

5.1 打上手順

5.2 モデルロケットの回収

5.3 姿勢制御


6 日本におけるモデルロケットの現状と課題

6.1 打ち上げ場所の確保

6.2 上級ライセンス取得の難しさと行政側の対応


7 モデルロケットエンジンのクラス分け

8 航空法

9 参考文献

10 注

11 関連項目

12 外部リンク

エンジン 黒色火薬を用いた小型ロケットモータの断面図。長さはおよそ8センチ。1. ノズル; 2. ケース; 3. 推進剤 ; 4. 延時薬; 5. 放出薬; 6. エンドキャップ 小型ロケットモータ Aerotech社の中型ロケットモーター用アルミ製モーターケース

現在モデルロケットに使われているロケットエンジン(ロケットモータとも呼ばれる)は、小型のものが主に黒色火薬を使用、大型のものは主にコンポジット推進薬が使われており、大量生産され安定した実績を発揮している。

コンポジット推進薬はスペースシャトルH-IIAロケットのブースター、ミサイルなどの燃料に使われているものと同じ物であり、ノズルは超音速で設計されているなど、本物の観測ロケットや宇宙ロケットのエンジンと構造は同じでそのまま小さくしたような、非常に高性能なエンジンである。

エンジンの出力によってA型、B型、C型…に分類され、日本ではJ型までが利用できる。A,B,C,Dまでは主に黒色火薬が使用され、それ以上のエンジンは主にコンポジット推進薬が使用される。特にH型以上のエンジンを使用したロケットを「ハイパワーロケット」と呼ぶ。日本で流通しているこれらのモータは全てアメリカ製である。日本独自の国産コンポジット推進薬を作ろうとする動きがあるが、今のところ実現はされていない。

中・大型エンジンはほとんどが再使用式(リローダブルエンジン)であり、打ち上げのコストを低くすることができる。モデルロケットの本場アメリカでは、P型エンジンまで開発されており、推力は約820Kgf(8000N)である。そのような大型エンジンを使用したモデルロケットの打ち上げには、ロケット工学などの専門知識とカーボンコンポジット材(CFRP)などの複合材料や金属を加工するための趣味としては高度な工作技術が要求される。

日本の場合、法律(火薬取締法)上、打ち上げにライセンスは必要なく、C型までは玩具煙火と呼ばれ、花火と同じように自由に、D型以上も年齢制限は無く都道府県知事の許可を受ければ誰でも使用できる。ただ、D型以上は輸入、取り扱いが難しく、ライセンスを持っていた方が県の許可がおりやすい。また、個人でエンジンを自作することは危険な上に、火薬取締法に違反するため、絶対に行ってはならない。

火薬の入ったエンジンは花火と同様に火気厳禁である。燃料にひび割れなどの不具合があると、点火後「CATO」と呼ばれる急激な燃焼を起こすことがある。しかし、現行のエンジンは異常燃焼を起こしても、エンジン内にのみとどまるので、、ルールに則って取り扱えば危険性は全くない。また、モデルロケットに使用される火薬の性質上、激しく燃焼することはあっても爆発することはない。モデルロケットが開発されて以来、50年間で5億回打ち上げられているが、これまでのところ世界中において人身事故は一回も起きていない。これは消費者がルールを守って打ち上げてきたことによる結果でもある。
歴史

以上のような現代的なスタイルが完成するまでには、古くからの(当初は本物のロケットを目的とした)数知れぬ研究と実験と失敗がある。

モデルロケットの大きな第一歩は、1954年に火薬取り扱いの免許を持った専門家であるOrville Carlisle(en:Orville Carlisle)と、模型航空の熱心な愛好家である彼の兄弟のRobertによって設計されたロケットとエンジンである。


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