研究室のtech talk(LT)で学生ロケットの紹介したやつ
大学生でもできる!ハイブリッドロケット入門CORE sksat
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ロケットとは・質量の一部を放出して進む・作用反作用の法則で進む・ジェットエンジンはロケットではない(重要)・化学反応(燃焼)を使って推進剤を噴射する方式が多い・化学ロケットと呼ぶ・イオンエンジンとか原子力ロケットとかもある(あまり使われない)
(化学)ロケットの種類・固体燃料ロケット・液体燃料ロケット・ハイブリッドロケット
液体燃料ロケット・液体の燃料と液体の酸化剤を使う(二液式)・混ぜて燃やしてガスを噴射するメリット:推力を制御できる 効率(比推力)が良いデメリット:構造が複雑 高い
固体燃料ロケット・固体燃料(酸化剤も混ざってる)を燃やしてガスを噴射・ようするにロケット花火のデカいやつメリット:構造が超単純 安いデメリット:推力を制御できない 効率(比推力)が悪い
ハイブリッドロケット・液体ロケットと固体ロケットの良いとこ取り(?)・液体の酸化剤を固体の燃料に流して燃やしてガスを噴射(のものが多い)メリット:安全 そこそこ効率(比推力)が良い 液体よりは構造が単純デメリット:大型化しにくい オタクに境界層燃焼は難しい!
学生でもできるロケットは?・水ロケット・ペットボトルロケットってやつ・モデルロケット・ロケット花火の強いやつ・ハイブリッドロケット・大学の研究室・サークルでもできる
水ロケット・炭酸飲料用ペットボトルに水と圧縮空気を入れるだけ・圧縮空気が水を押し出して噴射する・ペットボトルと水と空気入れがあればできる・小学生でもできる・到達高度は数10m〜数100m(2015世界記録:830m)
モデルロケット・ホビー向け固体燃料ロケット・Estes社がエンジンを販売・全力積ごとにA,B,C...という型がある
ハイブリッドロケット・エンジンが市販されている(HyperTEK)・これもA,B,C...という型がある・大学生の集団くらいなら作れる・結構デカい(1~2mとか)
エンジンの種類・CTI社が販売しているHyperTEKシリーズ・多くの学生ロケット団体はこれ・CAMUI・北海道の大学・民間企業が開発・自作エンジン(!)
機体の作り方・開放機構とかをがんばって考える・CADでがんばる・GFRP/CFRPの筒を用意する(買う/積層する)・ノーズとかを3Dプリンタで印刷する・加工する・加工する・加工する(大事なことなので3回言いました)・組み立てる
電装の作り方・ミッションを行うために何が要るか考える・マイコン・センサ・アクチュエータを選ぶ・BBM作って試験する・デバッグする・EM作って試験する・デバッグする・FM作って試験する・デバッグする(大事なことなので3回言いました)
打上実験・年に何回か打上実験の機会がある・能代宇宙イベント(8月)・秋田県能代市で行われる宇宙イベント(JAXA能代ロケット実験場)・CanSatやモデルロケットの実験も行われる・伊豆大島共同打上実験(3月,11月)・伊豆大島の裏砂漠で実施・複数のハイブリッドロケット団体が打上実験を行う
安全審査・ハイブリッドロケットはまあまあ安全 → まあまあ危険・たくさんの人(学生運営,打ち上げ場所の管理者,漁師の人)の協力で打たせてもらっている・「設計しました」「作りました」「多分大丈夫」ではダメ・飛翔中に壊れない/こっちに飛んでこない/時間通り打てる ことを示す必要がある・審査は学生運営(要するにOBとか)が行う・かなりちゃんと審査される・普通に落とされる(2次,3次で合格となるのが多い)・現地でも審査がある(もちろんダメなら打てない)
シミュレーション・「実際何mくらい飛ぶの?」「変なとこに飛んでかない?」を示すために必要・もちろんこれも審査がある(高度制限とかもある)・僕が最近やってるのはこれ・計算のためには色々なパラメータが必要・特に重心と空力中心が重要(CADやCFDを使う)・地上燃焼試験でエンジンの推力履歴を取得・落下分散を計算して,「実際に打てる条件」を出す(風向風速制限)
COREの紹介・Challengers Of Rocket Engineering・インカレサークル・能代宇宙イベント(8月),伊豆大島共同打上実験(3,11月)に打上実験・自作エンジンを使ったロケット
COREの自作エンジン・CAMELLIA(K型相当) CORE初の独自エンジン・LARKSPUR X(K型相当) CORE初の独自エンジンによる打上(学生団体で3団体目)・LARKSPUR Jr.(J型相当)・LARKSPUR XP(K型相当) 現行モデル・LARKSPUR XP.300 2019年11月大島・Luciferia(L型相当) 開発中
打上の様子・https://youtu.be/hvE1H7p7YtY
おわり