気球の開発~10.26山の教室n-1に向けて~

気球の開発( n-1 seasen0 in autumn )

第13 回体験型自然科学の教室山の教室in 青葉山にて開催するn-1 グランプリ　in autum 　気球の部に 向けた開発記です。

目的

目的気球を制作し飛ばすこと。さらに、その過程で使用した材料、製作の過程でわかった失敗例を記録 に残し当日のn-1 参加者の気球製作のヒントになるようにする。

使用した材料

• ゴミ袋
  • 30[l] 以下の容積の袋
  • 45[l]:650 × 800 × 0.015[mm](shop99 にて購入)(13[g])
  • 70[l]:800 × 900 × 0.035
  • 90[l]:900（455）× 1050 × 0.025
  • 90[l]:900 × 1050 × 0.035
  • 120[l]:900 × 1050 × 0.035
• 針金 φ1.0
• エナメル線φ0.2
• 燃料
  • エタノール99.5 [%]:10[ml](20[℃] で約7.9[g])(危険なため脱脂綿やティッシュに染みこませ て使用)
  • 料理用固形燃料:25[g]
  • キャンプ用着火材:6[g]
• ビニールテープ
• 燃料容器
• アルミホイル
• アルミお菓子型直径30, 高さ25[mm]0.89[g]
• アルミ缶(必要な大きさに切断して使用) 高さ30[mm]9.1[g]

成功パターン

• 場所:室内
• 室温:23[℃

以上のうち太字の材料を用いて製作した気球が図1である。重さはエタノールを入れて40[g] 程度で あった。燃料部分の細かい作り方は図2, 図3 のように作った。

失敗パターン

製作のほとんどが失敗に終わった。主な問題点としては以下の通りである。

室内での実験での問題点

• 火力を大きくすると袋が溶ける
• 火力が小さいと燃料・袋の重さが枷となり飛べない

野外での実験での問題点

• 袋が風にあおられ、袋が燃える
• 風が袋に吹き込み、袋が温まりにくい

細かい問題点・解決策等

• エタノール直接缶に注いだ場合
  • 火が広がりすぎてゴミ袋(45[l]) の口を溶かしてしまう
  • 90[l](厚さ0.025) の袋を使用した際は飛ぶが、エタノールがこぼれると非常に危険
• 缶を用いた場合
  • ある程度の容積があるので飛んだ際に安定するが、重い
  • 火力・ゴミ袋を大きくすれば可能かもしれない
• 固形燃料を用いた場合
  • 固形燃料が重く飛び上がれない
  • 火力が弱い