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モデルロケットの最適設計方法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H00945
研究種目

奨励研究

配分区分補助金
審査区分 2160:土木工学、建築学、航空宇宙工学、船舶海洋工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関信州大学

研究代表者

関 啓亮  信州大学, 工学部, 技術職員

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
480千円 (直接経費: 480千円)
2020年度: 480千円 (直接経費: 480千円)
キーワードモデルロケット / 設計手法 / 直径 / 加速度 / 速度 / 高度 / 重心 / 搭載物
研究開始時の研究の概要

本研究では, モデルロケットエンジンを用いた推力計測を行い, その測定結果を用いて逐次計算を行う. その結果にロケットの形状外部形状や重心, 空力中心位置等のデータも加えることでモデルロケットエンジンの推力に最適な形状を検討する. また, ミッションに合わせたロケット形状の検討も行い, 缶サット等の計測機器の搭載位置や重量制限についても明確な各種比率を提案する. それらをもとに実験機を複数製作し, 打上実験を行うことで設計の妥当性等を評価する.

研究成果の概要

モデルロケットを設計するには①ロケットの機体直径の決定、②目標高度の決定(打上場所の決定)、③質量の決定とエンジンの決定,発射台離脱速度の確認、④全長と重心位置の決定、⑤圧力中心とフィン形状の決定、⑥パラシュートと降下速度の決定、⑦ロケット製作作業、⑧打上日の決定 の順に進めることでおおよその設計、製作作業を行うことができる.この手順で行えば基本設計から逸脱することなく理想とするロケット機体を設計することができる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

今日の我が国では「ロケット開発はあくまで研究対象」であり,教材として用いるための「モデルロケットの教育手法(主に設計手法)」は明らかにされてこなかった.そのため,本研究において安全なモデルロケットの設計方法が確立できれば学校教育等で生徒がクラブ活動等でモデルロケットを設計・製作することが可能となり,今後物理などの教育内容にも盛り込むことが可能となる.また, モデルロケットの打上実験を通した教育は生徒の向上心を非常に得やすいことから今後,より一層の安全なモデルロケットの普及・拡大が期待できる.

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-03-23  

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