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銃身300mmの紙飛行機カタパルト銃

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銃身300mmの紙飛行機カタパルト銃

紙飛行機を飛ばすための鉄砲(カタパルト)を作りました。

きっかけは、9月から取り組んでいるメイカーズクラブのゴム動力模型飛行機製作活動での出来事でした。

はじめに折り紙飛行機を使って、飛行機の飛び方の特徴を調べることにして、翼の様子(上反角・下半角、主翼のねじれ)と飛び方(安定性、直進・旋回)の関係の実験をしました。

しかし、毎回同じように飛ばすことが難しく、実験結果がばらつきました。理論から予想される結果とは逆の結果が出たメンバーもいました。

原因は、「飛行機の飛ばし方にある」と考えました。野球の投手のように飛行機を投げてしまうと飛行機はうまく飛びません。まっすぐ前に押し出すように飛ばすことがコツです。しかし、なかなかうまくいきません。

そこで、何度やっても同じ飛び方をさせられる自動発射装置を作ってみることにしました。

飛ばし方と飛行の様子の関係
飛行機は、飛行させるごとに毎回、飛行機の状態(形)を確認することが大切です。
《チェック項目》
□上反角が左右対称か?正しい大きさか?
□主翼が曲がっていたりねじれていたりしないか?
□水平尾翼は、左右対称で水平か?
□垂直尾翼は垂直で、曲がっていないか?飛行機の形だけでなく、投げるときの飛行機の体勢も大切です。右に傾いた状態で発信すると、右に曲がっていきますし、左に傾いた状態だと、左に旋回します。
さらに、押し出す速さや傾きも大切です。

作ってくれたのは、大学生TAのM君です。

カタパルトのガイド(銃身)が飛行機を飛ばす方向を指しているので、小学校低学年でも、目的とする方向から左右のどちら側に旋回したかがわかりやすくなります。

カタパルト銃の動作の説明

動き

紙飛行機の頭のところに輪ゴムをひっかけて、尾翼下の本体のところのフックを、カタパルト銃の引き金の頭に引っかけます。引き金を引くと、紙飛行機は、銃身に沿って、勢いよく飛び出します。

性能

手投げよりも飛び方は毎回同じには飛びます。でも、今のところは、うまく手投げできる場合は手投げのほうが確実によく飛びます。

改善の余地があります。

それでも、引き金を引くと、まっすぐに飛んでいくところが迫力があります。

カタパルトで紙飛行機を飛ばした動画

主翼端の垂直部分の傾きを工夫することで大きく旋回飛行も可能です。

次に、直進飛行になるように調整しました。

この飛行をよく見てみると、カタパルト銃から飛び出した直後に、いったん不自然に高度が下がっています。そのあと、滑空飛行で高度を回復しています。

紙飛行機の本体(木の部分)の前後のひっかけるための2か所の構造がカタパルト銃の先端に引っかかっているのかもしれません。

構造の改良が必要そうです。

ここで飛ばした紙飛行機

無尾翼飛行機

尾翼がなく主翼だけの飛行機なので、「無尾翼飛行機」とよばれます。

ケント紙と割りばしからできています。重心を主翼中心付近に持ってくるように、先端のビニールテープで重さを調整しています。

今後の製作

次回のゴム動力模型飛行機製作活動で、みんなで作ってみます。どんなカタパルトをみんなが作るか楽しみです。

製作:Mさん(大学1年生)、2021/10/30

#模型ひこうき部

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