大学生でもできる！ハイブリッドロケット入門

大学生でもできる！ハイブリッドロケット入門 CORE sksat

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

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