理科の自由研究-ペットボトルロケット-

  理科の自由研究
理科の自由研究を公開します。
今回は、ペットボトルロケットの工作です。

子供の夏休みの自由研究のテーマとしてペットボトルロケットを選び、身の回りのものを使って、安く作り上げることを目的としました。ペットボトルロケットについては、数多くのウェブサイトがあります。それらのサイトを参考にペットボトルロケットを工作してみようと思ったのですが、1万円近くする発射装置の購入が必要だったり、ロケットそのものの工作は多くのページがさいてありましたが、肝心の発射装置の工作については無かったりします。

このサイトでは、安く広く市販されている部品を使って(部品だけであれば1500円以内でできます)ペットボトルロケットを製作したので、紹介します。

用意するもの

部品として用意するものは、以下の3つです。

(1)タカギ コネクター G079:バルブを取り付けて、空気を送り込みます。

(2)タカギ パチットアダプター G029:ペットボトルのキャップを接着します。

(3)PANARACER(パナレーサー) チューブ H/E20x1.50?1.75英式バルブ OTH20-15E-NP:バルブを切り取って利用します。また残りのチューブは、水が漏れる部分のパッキンとして利用します。

次に道具としては、
(4)瞬間接着剤(アダプターとペットボトルのキャップを接着させるときに利用します。200円前後)
(5)サンドペーパー(アダプターの不要部分をカットした後、平らに加工します。100円程度)
(6)ノコギリ(アダプター、コネクターの不要部分をカットします。500円程度)
(7)自転車用空気入れ(ペットボトルロケットに空気を送り込みます。900円前後)
(8)釘(熱してプラスチックの不要部分を取り除きます。数円程度)
(9)ペットボトル(炭酸の飲み物が入っていたもの)

工作方法

(1) アダプターとペットボトルのふたの接着

ペットボトルロケットの発射装置(アダプターの工作)

オリジナルのアダプターのねじ(図中Aの内側)は、ペットボトルのねじと合わないのでAとBを切断してBとペットボトルのふたを瞬間接着剤で結合する。

切断した部分は、サンドペーパーで表面を磨いてください。でこぼこしていると、瞬間接着剤でペットボトルのふたと接着させても、強度が弱くなります。

ペットボトルのふたには、空気と水の通り道の穴を開けてください。


(2) 英式バルブの加工

ペットボトルロケットの発射装置(英式バルブ)

英式バルブとは、自転車のタイヤチューブに広く使われているバルブでステム、コア、コア押さえの3つの部品からできている。

英式バルブの加工は、バルブについているゴムの部分を切り取るだけである。ゴムの部分の大きさは、コネクターにバルブを通すため、コネクターの上部の穴より小さく、コネクターの下部の穴より大きくすること。


(3) コネクターの工作

ペットボトルロケットの発射装置(コネクターの工作)

英式バルブを上部から通してコネクターの穴にはめ込むために、一部加工します。
● コネクターの先端Bの部分を切断
● 内側に突起物(C)があってこのままでは、バルブが入らないので、突起物を熱した釘を使って溶かします。


(4) 英式バルブをコネクターの取り付ける

ペットボトルロケットの発射装置(英式バルブのコネクター取り付け)

英式バルブのステムとコアをコネクターの通してコア押さえでしっかりと固定する。

コア押さえを右に回すとステムの頭部のゴムがコネクターに密着して、高い気密性が確保できる。


完成写真及び発射実験

(1) アダプターとペットボトルのふた

アダプターとペットボトルのふたを接着した

右図は、アダプターのねじ部分を切断しペットボトルのふたを瞬間接着剤で結合した完成写真です。


(2) 英式バルブとコネクターの組み立て

英式バルブとコネクターの組み立て

右図は、英式バルブとコネクターを組み合わせた完成写真です。


(3) アダプターとコネクターの組み立て

アダプターとコネクターの組み立て

コネクターにアダプターを取り付けると、ペットボトル発射装置の完成です。



ペットボトルロケット全体像

上図は、ペットボトル発射装置にペットボトルロケットを取り付けた様子です。このままでも結構飛びます。ペットボトルの先端にコーンノーズ(ロケットの先端形状)や、羽根を取り付ければ、さらに飛びます。


(4) 発射実験

ペットボトルに何の加工もせず、発射実験をしてみました。ペットボトルに3分の1ほど水を入れ、ふたをして、コネクター、アダプターをセットし英式バルブに自転車の空気入れを接続します。この接続の仕方は、自転車のタイヤに空気を入れるのと同じやり方です。(もしここで水漏れがある場合は、もれている部分を突き止め、対策を講じなければなりません)

最初は、コネクターのスライド部分を引っ張るだけで、本当にアダプター(ペットボトル)が飛んでいくのか不安でした。(実際、コネクターとアダプターは、水漏れ対策としてゴムのパッキンがついているので容易には外れません)10かいほど空気入れをポンピングすると、ペットボトルはパンパンに膨れ、スライド部分を引くと勢い良く飛び出してきます。

あとは、ロケットの形状をかっこよく工作して、手で支えるのではなく、発射台ができれば完璧ですね。

ペットボトルロケット全体像

ペットボトルロケット全体像

ペットボトルロケット全体像

ひいきにしているサイト
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