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目次
お子さんと一緒に水ロケットを作って飛ばしたことがないなら、素晴らしいプロジェクトを逃しています。10ドル程度の部品、エアポンプ、そして空のペットボトル1~2本があれば、午後を楽しく過ごしながらロケットの基本を学ぶことができます。どんなに退屈なお子さんでも、きちんと作られた水ロケットの圧倒的なパワーと高さにきっと驚くはずです。約束します。
水ロケットの仕組み
水ロケットは、NASAの大型ロケットと全く同じ仕組みです。反応物質を加圧ガスで容器から押し出し、ペイロードを空中に打ち上げます。この場合、圧力容器はソーダのボトル、反応物質は普通の水、そして加圧ガスは自転車のポンプで送り込まれた空気です。このシンプルな仕組みを使えば、コカ・コーラのボトルを数百フィートもの高さまで打ち上げ、遊び場にいる他の子供たちを驚かせることができます。アポロロケットの打ち上げほど目覚ましい成果ではないかもしれませんが、イーロン・マスクの最初の打ち上げは水ロケットだったに違いありません。
ロケットの製作
上の写真のロケット「ゼウスIII」は、家にあったものを使って、できるだけシンプルなデザインで約20分で作ったものです。空のペットボトル、プラスチックのフィン、フォームフットボールの先端、そして装飾用のキラキラテープです。

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水ロケット愛好家の中には、ボトル 2 本でロケットを作ったり、自動展開パラシュートを作ったり、精巧な多段式水ロケットを組み立てたりする人もいますが、私たちはシンプルなものにします。つまり、プラスチックのボトルとノーズ コーン、そしてフィンだけです。
ボトル
ロケットボトルにはどんなブランドの炭酸飲料でも、どんなサイズでも使えますが、標準的な2リットルボトルで最良の結果が得られました。ただし、必ずソーダボトルを使用してください。非炭酸飲料用に設計されたボトルは、内部圧力に耐えられず、破損したり破裂したりする恐れがあります。そうなるのは避けたいものです。
ノーズコーン
ロケットの先端には、発泡スチロール製のフットボールの先端を使いました。ロケットの基本的なルールは、できるだけ軽くすることですが、先端に少し重りを付けると、スムーズで安定した上昇が促されるので、そこに何か置く必要があります。
ノーズコーンはもっと長くて薄い方が空気力学的に優れているでしょうし、少し重量を追加すればよりスムーズな離陸も可能でしょう。しかし、初めての試みなら、ナーフのフットボールの先端で十分でしょう。ロケットは地面に激しく落下します。万が一、車のフロントガラスや子供の頭蓋骨にぶつかってしまった場合、柔らかいノーズコーンを選んでおいてよかったと思うでしょう。
ノーズコーンの作り方は簡単です。ボトルの上部の円周を測り、フットボールの同じ位置を探し、切り取る場所に印を付けて、あとは切り込みを入れるだけです。カッターナイフや古い包丁を使っても構いませんが、私は電動ノコギリを使いました。電動ノコギリを使う口実があれば何でも利用したいからです。
もっと手の込んだ工作がしたいなら、水ロケットや多段式ロケットガイドに自動展開パラシュートを追加する設計図がオンラインで見つかります。個人的には、パラシュートは手間に見合うものではないと思いました。今年の夏の初めにパラシュート付きのロケットを製作し、150フィート(約45メートル)の高さまで堂々と舞い上がりました…ところが、降下中に風に飛ばされ、ノースハリウッドの巨大なオークの木のてっぺんに激突してしまいました。ゼウス2世よ、安らかに眠れ。
フィンズ
すべてのロケットにはフィンが必要です。フィンがないと、打ち上げ直後にひっくり返って墜落し、搭乗者全員が死亡する可能性があります。手間を省き、すぐに飛行を開始できるように、私たちは再利用可能な市販のフィンを使用しましたが、自作も簡単です。発泡スチロールの芯からフィンの形を3~4枚切り取り、ロケットの側面に接着します。ロケットをまっすぐ飛ばすには、すべてのフィンを同じサイズにし、ロケットの側面に均等に間隔を空けて配置する必要があります。水ロケットのフィンの作り方と取り付け方を詳しく説明した動画はこちらです。
装飾
ロケットが完成したら、デコレーションを楽しみましょう!ラメや怖い顔を描いたり、NASAらしくピカピカの白いペイントで仕上げたり。必要なのは水の注入ラインだけです。ボトルの3分の1くらいまで水を入れた場所に印を付けておくと、空気と水の最適なバランスが簡単に分かります。
最高の飛行を実現するには、重量をできるだけ軽くしましょう。お子さんには、テープをたくさん貼ったり、重いもので飾り付けたりしないように気を付けてください。私たちは、ノーズコーンを固定するためのテープと、喫水線をマークするためのテープを数本だけにしました。こうすることで軽くなり、私たちが宇宙に行くのであって、美人コンテストではないという気持ちが伝わります。
ランチャー
ロケットが完成したら、次は発射台を作りましょう。これは水ロケット製作の中で最も複雑な部分です。発射台には様々な種類があり、ボトルにコルクを差し込みエアバルブを押し込むだけのシンプルなものから、3連装ロケットや圧力解放バルブと圧力計を内蔵したものまであります。
ランチャーはかなりシンプルです。ホームデポで買った10ドルくらいのパーツで作ったのですが、何度も使っていますが全く問題ありません。土台には小さなまな板、空気を入れるためのタイヤバルブ、PVC製のエルボジョイント、そしてケーブルタイ、PVC製のパイプスリーブ、そして紐で作った発射機構を使いました。Makeのウォーターロケットランチャーに似ていますが、土台が異なり、ビニール製のチューブも付いていません。
これまでのところどう思いますか?
仕組みはこうです。ボトルに空気を入れて圧力が上がると、ケーブルタイとスリーブがロケットを発射台に固定します。十分な空気を入れたら、PVCスリーブを引き下げると、ケーブルタイがロケットを空中に放ちます。これは「クラーク・ケーブルタイ・リリース・メカニズム」と呼ばれています。シンプルでエレガントなデザインですが、私にとってはとんでもなくオタクっぽい事実です。
(もしあなたが器用ではなく、試行錯誤や独自のランチャー構築の面倒を避けたいだけなら、Amazon で購入することもできます。誰にも言いませんから。)
発売日!
ロケットと発射装置を組み立てて装飾したら、鳥が飛ぶかどうか確認してみましょう。
ロケットとランチャーの他に、「燃料」として水と自転車用ポンプが必要です。圧力計付きのポンプを必ず使用してください。圧力計がないと空気圧を推定できませんし、ロケットを膨らませすぎないように注意しましょう。
裏庭が広い場合を除き、そこから打ち上げないでください。完璧に作られた水ロケットでも、風でコースを大きく外れてしまう可能性があります。設計上の欠陥は、ロケットが大きくコースを外れた飛行で明らかになります。十分なスペースを確保し、木、家屋、電線などの障害物から離れた場所に打ち上げてください。屋根の上に落ちてしまっても、あまり気にしないでください。
安全に打ち上げ
水ロケットで怪我をしたという話は聞いたことがありませんが、可能性はあると思います。小さな空間に大量の空気圧が詰め込まれており、かなり速いスピードで発射されるので、常識を働かせてください。
誰にも向けないでください。
空気を入れるときにその上に立たないでください。
電線の近くで撃たないでください。
打ち上げ中は全員が機体から離れた場所にいることを確認してください。
ロケットを膨らませすぎないでください。
最適な高さにするには、ボトルの 1/3 まで水を入れるのが一般的ですが、他の比率で試しても問題ありません。
ロケットに空気を入れる際は、PSIゲージに注意してください。一般的なソーダボトルは一般的に150PSI程度で壊れますが、その圧力に近づけてはいけません。せっかく丁寧に作ったロケットがプラスチックの破片に爆発したら、きっと一日が台無しになります。50PSIで打ち上げたロケットでも、まだ壮観です。90PSI以上に押し上げてはいけません。
ああ、糸を引いて飛び立つ前のカウントダウンもお忘れなく。緊張感を高めるのがロケット飛行の醍醐味です。そして、撮影もお忘れなく!ぜひご覧ください。
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ジョーダン・カルフーン 編集長
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