Engineering Analysis of a Familiar Plaything : 1st Report: Unsteady Thrust Characteristics of Water Rocket

摘要

ペットボトルロケットは,老若男女が手軽に自作し飛ばして楽しめる遊具であり,工作教室や科学教室で数多く採用されている題材の一つである。その推進原理は,基本的に実際と宇宙ロケットと変わりがなく,流体を後方に向けて噴射することにより推力を得ており,作用・反作用の法則を教授する教材としても有効である思われる。しかし,その推力特性は未解明な部分が多々あり,教材として採用するには情報不足な感は否めない。本論文では,時間とともに変化するペットボトルロケットの静止推力,ボトル内圧の計測,流れ場の高速度撮影をおこなうことにより,その複雑な非定常特性を明らかにするとともに,得られた推力データをウェーブレット解析することにより,時間-周波数特性を解明した。