（ロケット３：水ロケット３）
大型水ロケットをつくろう
＜目 次＞ １．ねらい＜目的と概要＞ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・1 ２．材料集めの情報やヒント ・・・・・・・・・・・・・・・・1 2-1.水ロケットのパーツ入手先 3-2.参考文献（１）水ロケット関連 3-3.参考文献（２）危険予知訓練関連 ３．展開方法と科学する心を育てるためのヒント・・・2 3-1.推力アップその１＜束ねる＞ 3-2.推力アップその２＜大型化＞ 3-3.推力アップその３＜他段化＞ ４．安全対策 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5 ５．この教材を行う（用いる）ことのできる子どものレベル ・・・・・5 ６．この教材を行う（用いる）ことのできる活動団体の 経験年数・・・・6 ７．関連項目 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・6 7-1.学習指導要領との関連 7-2.活動総覧(活動マップ) 7-3.教材系統図(カリキュラムマップ)水ロケットのパワーアップ
本教材は宇宙とのつながりを軸として科学を身近に感じてもらうために作った 科学教材です。本教材の利用による事故等については一切責任を持ちかねます ので、本教材の利用は、経験のある指導者の指導の下に行って下さい｡ ２００６年（平成１８年）３月３１日 「宇宙教育のためのリーダー育成」委員会大型水ロケットをつくろう
－ 水ロケットのパワーアップ －
１．ねらい＜目的と概要＞ 水ロケットを飛ばしていくと、だんだん「もっとこんな事をやってみたい」という気持ちが膨ら んできます。ただ飛ばすだけでなく、本物と同じ様に何かを搭載してみたくなる事でしょう。そも そもロケットとは、宇宙へ物を運ぶ輸送手段です。水ロケットでも何かミッションをしてみたい・ 何かを空高く運びたいと思うのは自然な事です。でもそのためには、水ロケットのパワーアップ 「大型化」が必要になってきます。 そこでここでは、水ロケットのパワーアップ化をしてみようと思います。ペットボトル１本では限 界があるので、加工してボトルをつなぐ事も紹介します。しかし気を付けないといけないのは、水ロ ケットのボディは「圧力容器」だという事です。加工が不充分だと、加圧中に破裂する危険がありま す。確実な工作指導は元より、圧力の怖さについてもしっかり指導する必要があります。 ２．材料集めの情報やヒント 自転車のパーツを多く利用します。廃棄処分になった自転車タイヤを多く使うので、自転車屋さ んと仲良くなっておくと良いでしょう。尚、ボトルを連結するパーツは市販もされています。 ２－１．水ロケットのパーツ入手先 １）夢小屋 〒504-0815 岐阜県各務原市蘇原東栄町 1-63 TEL/FAX.0583-71-3453 http://www5f.biglobe.ne.jp/~yumegoya/TOP/ ２）ブルーウイングス（かかみがはら航空宇宙博物館ミュージアムショップ） TEL.0583-86-8145 FAX.0583-86-8164 http://www.city.kakamigahara.gifu.jp/museum/ ３）中村理科工業 通販サイト「１・２理科」 http://www.12rikachan.com/ ２）日本ペットボトルクラフト協会 部品供給サービス http://pcaj-i.jp/supply/index.html ２－２．参考文献（１）水ロケット関連 １）「水ロケットを飛ばそう」 執筆：日本宇宙少年団リーダー（片岡鉄雄 竹前俊昭 福田研一 吉田 譲） 監修：的川泰宣、発行：日刊工業新聞社 ２）「宇宙をめざすきみへⅠ・Ⅱ」 宇宙開発事業団発行、財団法人日本宇宙少年団編 ３）「Ｌ５(エルファイブ)」９７年８月号 財団法人日本宇宙少年団発行 ４）「刃物及び工具類の使い方」日本宇宙少年団教材検討グループ編 ２－３．参考文献（２）危険予知訓練関連 １）「こうしてすすめよう！子ども会ＫＹＴ」（執筆・シート絵：伊藤昭彦） ２）「こうしてすすめよう！子ども会ＫＹＴ－２みつけたキケンくん」（イラスト：伊藤昭彦／ 菊谷礼子）＜取り扱っている本の一覧＞ http://boku.ra-net.gr.jp/~kids/books/mori.html ３）「ＫＹＴ４ラウンド法 イラスト・シート集②」中央労働災害防止協会発行 ４）「短時間ＫＹＴイラスト・シート集②」中央労働災害防止協会発行 ５）「安全作業シート集」労働基準調査会 編著 ６）「スカウトの安全 危険予知トレーニングシート」ボーイスカウト愛媛県連盟･健康安全委員 会発行 ＊財団法人ボーイスカウト連盟 スカウト用品販売店一覧 http://www.scout.or.jp/j/info/supply/supply_list.html ３．展開方法と科学する心を育てるためのヒント 基本形では、より飛ばすためにいろいろ試してみたでしょうか？水ロケットに物を搭載するには、 それだけロケットの力「推力」を大きくしなければなりません。それにはどんな方法があるか考え てみましょう。 ３－１．推力アップその１ ＜束ねる＞ 一番簡単なのが、水ロケットを何本か束ねてしまう方法です。このやり方の利点は、何と言 っても簡単な事です。実際本物のロケットでもこれは行われていて（図１）、「クラスター」 と呼ばれています。新たなロケット（エンジン）を開発する必要が無く、実績のある信頼性の 高いロケットを束ねる事により、開発費を大幅に抑える事ができます。 図 １．クラスターロケットの例 ロシアのソユーズ宇宙船を打上げるＡ－２ロケット。４つのエンジンを束ねた物が ５つ：計２０機の（メイン）エンジンが使用されている。 水ロケットは、テープ等でグルグル巻きにしてしまえば、あっという間に束ねる事ができま す。しかし発射台（ランチャ）は、それ専用を作らないといけません。また、全てのロケット を同時に発射（点火）しないと真っ直ぐ飛びません。２・３本ならいいのですが、それ以上の 本数になったら、発射レバーも束ねる必要があります。発射装置（レバーを握る～ジョイント が動く）を微調整する技術も、身につけたいところです。
３本束ねた大型水ロケット。カメラと送信機を搭載し、飛行中のリアルタイム映像を見る事が できる。（第８回アイデア水ロケットコンテスト特別賞：YAC 横浜分団作成） ３－２．推力アップその２ ＜大型化＞ 水をたくさん入れれば噴射量が増えて推力が大きくなりそうですが、果たしてそうだったで しょうか？そうです、水を押し出す空気の量が減って、ある量以上入れるとかえって飛ばなく なりましたね。もう経験的にお解りかもしれませんが、適切な水の量というのがあって、それ は大体 500ml 位ではなかったでしょうか。しかしここで、水の量は本質ではありません。大切 なのは容積の割合（比）です。つまり水の適正量は、「容積の１/３」なのです。 この考えに基づくと、倍の１リットル水を入れようと思うと、水ロケット（圧力容器部分） の容積は３リットル必要になります。アメリカンサイズ（２～３リットル）の炭酸飲料ペット ボトルを入手するのは困難ですから、身の回りの1.5 リットルを連結する事を考えましょう。 工作の仕方は図３に示しますが、連結部分は自転車タイヤに空気を入れる口金「バルブ」を 使用します。また空気漏れを防ぐため、タイヤチューブからワッシャと同じ位の大きさのゴム パッキンを切り出しておきましょう。 これらの自転車パーツは新品である必要は全く無く、パンクしたものなど廃品利用しましょ う。
３－３．推力アップその３ ＜多段式＞ これはかなり発展的内容になってしまいますが、むしろ最初に思い付く事かもしれません。 現在のロケットは、殆どが多段式です。しかし水ロケットではその機構が難しく、また方法も 決定版がありません。ここではヒントを紹介するに留め（図４）、実際に作ってみるのは更に 次の段階で行いたいと思います。 ４．安全対策 ４－１．工作を行う時の注意 連結水ロケットが加圧中に破裂する場合、その殆どは連結部分から壊れます。従って、ペッ トボトルに穴を開けた連結部にヒビが入っていないか確認をしましょう。また連結部に石けん 水等を塗り、ペットボトルに軽く空気を入れてリーク（漏れ）チェックを実施しましょう。 ４－２．打上げる時の注意 基本的な注意事項は、本教材シリーズの「基本型水ロケット」と同じですが、加圧中は水ロ ケットに近寄らない様にしましょう。また万が一のために、ゴーグルや耳栓等の保護具を使用 しましょう。
６．この教材を用いることのできる活動団体の経験年数 初めて水ロケットを取り上げる団体で連結水ロケットを作るのは、難しい面があると思います。 まずは、「基本型水ロケット」で経験を積みましょう。 ７．関連項目 ７－１．学習指導要領との関連 小学校編：内容A「生物とその環境」生物の体のつくりと働き ４年Ｂ「物質とエネルギー」 中学校編：第１分野（１）身近な物理現象、（５）運動の規則性 第２分野（１）植物の生活と種類 中学３年 第１分野「運動とエネルギー」「作用と反作用」 高等学校編：物理Ⅱ 力と運動 ７－２．活動総覧（活動マップ）：「ロケット」 水ロケット（W タンク式） ７－３．教材系統図（カリキュラムマップ）：「ロケット」４）中級、５）上級 「まず飛ばしてみよう」から始め、上手に飛ばすためのポイントそして順次アイデアロケット へ発展させる。 教材提供 ：日本宇宙少年団横浜分団 竹前俊昭氏 日本宇宙少年団大和まほろば分団 二唐義夫氏 表紙写真提供：日本宇宙少年団横浜分団 三井光義氏 浅井和子氏 追記、編集：｢宇宙教育のためのリーダー育成｣委員会 教材開発グループ お問合せ先：財団法人日本宇宙少年団 TEL.03-5542-3254 FAX.03-3551-4870 e-mail kyozai@yac-j.or.jp 発行 ：宇宙航空研究開発機構 宇宙教育センター ©JAXA 無断転載を禁じます
