b型エンジンとモデルロケットの打ち上げ方と組み立て

b型エンジンとモデルロケット

b型エンジンの推力とクラス分類

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モデルロケットのb型エンジンは、全力積2.51～5.00ニュートン秒という性能を持つ固体ロケットエンジンです。アルファベットのクラス分けでは、A型の2倍の推力を発揮し、C型の半分の性能となります。例えばB6-0型エンジンの場合、Bがクラスを示し、6が平均推力6ニュートンを意味します。
参考）モデルロケット - Wikipedia
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モデルロケットエンジンの構造は、本物の観測ロケットや宇宙ロケットのエンジンと同じ原理を採用しており、ただ小型化されただけの高性能なエンジンです。燃料には主に黒色火薬が使われており、質量比で硝酸カリウム74%、炭素15.6%、硫黄10.4%で構成されています。排気速度は808m/s（マッハ2.3）に達し、音速を超える噴射を実現しています。​
火薬量が20g以下のため、日本の火薬取締法では玩具煙火として扱われ、花火と同様に特別な許可なく使用できます。ただし、エンジンの自作は火薬取締法違反となるため、必ず規格品を使用する必要があります。
参考）https://www.cqpub.co.jp/dwm/contents/0109/dwm010900400.pdf
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b型エンジンを使った2段式ロケットの仕組み

b型エンジンは、2段式モデルロケットの1段目エンジンとして広く活用されています。2段式構成では、1段目にB6-0型エンジン、2段目にA8-3型エンジンを組み合わせるのが標準的です。この構成により、単段式では到達できない高度へロケットを打ち上げることが可能になります。
参考）https://edu.jaxa.jp/contents/other/rocket/pdf/78837.pdf
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1段目のb型エンジンが燃焼を終えると、その燃焼ガスが2段目のA型エンジンに点火する仕組みになっています。B6-0の「0」は遅延時間がゼロ秒、つまり燃焼終了と同時に次のエンジンに点火することを意味します。この連続点火システムにより、機体を切り離すことなく加速を継続できます。
参考）モデルロケットの作り方
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2段式ロケットでは、1段目のエンジンが筒の後端から10mm出るように固定し、2段目のフィンと1段目のフィンの位置を合わせることで空気抵抗を最小化します。H-IIAロケットなど実際の宇宙ロケットと同じく、多段式にすることで人工衛星軌道に必要な速度まで加速する技術を、モデルロケットで体験的に学べます。​

モデルロケットの安全な打ち上げ手順

モデルロケットの打ち上げには、厳格な安全ルールの遵守が不可欠です。発射台は必ず垂直から30度以内に設定し、水平発射は絶対に行ってはなりません。打ち上げ場所は空港周辺を避け、高度250メートル以上の打ち上げには飛行通報書の提出が必要です。
参考）http://www.space-device.com/code.html
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点火には電気点火装置を使用し、イグナイターと呼ばれる点火具でエンジンに通電します。小型ロケットなら乾電池で十分ですが、b型以上のエンジンや複数エンジンの同時点火には12Vバッテリーが推奨されます。点火時には打ち上げる人はロケットから半径5m以上離れ、周囲の安全を確認してからカウントダウンを行います。
参考）飛べモデルロケット！
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不点火の場合は再点火ボタンを戻し、30秒以上待ってからセフティキーを外してエンジンとイグナイターを点検します。落雷の危険がある時や強風・雨の際には打ち上げを中止し、発射台近くには必ず消火器か水バケツを用意します。これらの安全対策により、1957年の誕生以来、モデルロケットは安心して使える科学教育教材として世界中で活用されています。
参考）特定非営利活動法人　日本モデルロケット協会 href="https://jar.or.jp" target="_blank">https://jar.or.jpamp;#8211; …
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車で行けるモデルロケット打ち上げ場所の選び方

車でのアクセスが良好な打ち上げ場所として、河川敷や広い公園が最適です。高度200メートル以下の打ち上げであれば、河川敷や公園で機体を見失うことは少なく、車で機材を運搬しやすい利点があります。東京近郊では荒川河川敷の公園や、埼玉県さいたま市の秋ヶ瀬公園、千葉県野田市のスポーツ公園などが定期的に利用されています。
参考）星屑テレパスを観てモデルロケットを始めたいあなたへ｜kn1c…
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打ち上げ場所の確保は日本におけるモデルロケットの最大の課題です。空港周辺では航空法により打ち上げが禁止されており、250メートル以上の高度では飛行通報書の提出が必須となります。アメリカのような広大な乾湖がない日本では、特別な支援がない限り高度1～2キロが限界とされています。​
車に積載できる発射台、バッテリー、回収用パラシュートなどの機材一式を持ち運べることが、モデルロケットの大きな魅力です。日本モデルロケット協会が開催する定期的な打ち上げ会に参加すれば、安全管理された環境で打ち上げを楽しめます。車での移動範囲内で適切な場所を見つけることが、継続的にこの趣味を楽しむ鍵となります。​

モデルロケットの回収装置と機体構造の工夫

モデルロケットには安全に落下させるため、パラシュートやストリーマなどの回収装置が組み込まれています。入門機でも100メートル程度の高度に到達するため、空気抵抗を利用した減速システムが不可欠です。中型・大型ロケットでは重量が重いため、通常は減速効果の高いパラシュート方式が採用されます。​
機体の主要パーツは、ボディチューブ（紙、FRP、ポリビニル管製）、ノーズコーン、ショックコード（ナイロン、ゴム、ケブラー製）、エンジンマウント、ランチラグ、フィン（木、FRP製）から構成されます。低推力エンジンを使用するロケットの製作は極めて容易で、紙の芯やプラスチックを使った全長40センチほどのモデルなら、子どもでも組み立てられます。
参考）フリースクールの子どもたちと地域の子どもたちの交流の場に！ロ…
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姿勢制御には、空気の力が重心の後方で働くように後部にフィンを取り付けます。安定性を高めるため、全長は直径の10倍以上、フィンの面積は直径の1.2倍×1.2倍が推奨されます。完成後にはストリングテスト（スウィングテスト）を行い、タコ糸で吊るして回転させても常にロケットの先端が前を向くことを確認します。必要に応じてノーズコーンに油粘土を詰めて重心を調整することで、安定した飛行が実現します。​
モデルロケットの歴史と安全基準の詳細｜Wikipedia
JAXA提供の2段式モデルロケット製作マニュアル（PDF）
日本モデルロケット協会｜ライセンス講習会と打ち上げイベント情報

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