[ES204] ポスター発表 奇数

[P-139] 飛べ！ペットボトルロケット V ～最適な尾翼の探求～

^○斎藤碧 (東京大学教育学部附属中等教育学校)

キーワード：風洞実験、ペットボトルロケット、尾翼

＜概要＞
ペットボトルロケットがより遠くへ、かつ安定飛行する条件を見つけるため、小学校4年生のときから毎年テーマを設けて様々な実験を続けてきた。これまではロケット先端部の形や尾翼の形、および材料について、飛行に最適な形や材料を、実験結果をもとに考察してきた。昨年度、ロケット先端部の最適な形を探る際に製作した自作の「風洞実験装置」を改良、今年は飛行に最適な尾翼サイズの検証を行う。

また、尾翼の材料についてもこれまでとは異なる観点（ロケット初速時の環境で安定飛行が行えること）から、自作の「尾翼振動計測装置」を用いてあらためて最適な材料の検証を行う。

＜考察・展望＞
素材の固さと、振動のしやすさには相関性は無く、プラスチックは比較的振動しやすい素材であり、ロケットの尾翼には不向きと思われた。逆に紙素材は振動しづらいことがわかった。これはプラスチックが均質な構造をしていることにより外から力を受けた際に尾翼素材内での共振が起こりやすいことが原因として考えられる。それに比べて紙素材は構造が均質でないため、振動の仕方が尾翼の中でも場所によって異なり、揺れが増幅されづらい素材であると考える。



どんなサイズの尾翼であれ、尾翼が全くない場合との比較では飛行の安定性に雲泥の差があり、尾翼の重要性を再認識した。尾翼サイズについては、今回実験の最大サイズ（10㎝×10㎝）ですら、予想に反して安定した飛行となっていた。尾翼サイズが大きい場合は概ね安定した飛行になると思われる。

ただし、横風が尾翼に当たる場合には、一転して尾翼サイズが大きいほどその影響を受けやすくなるので、最適な尾翼サイズは７㎝×７㎝、もしくは8㎝×８㎝ではないかと考える。