輪ゴムの力で飛ぶプロペラヘリコプター

トイレットペーパーの巻き芯の紙や炭酸飲料のペットボトル素材の羽根(プロペラ)で垂直飛行するもの。

よく模型用のプロペラを使い垂直に飛ぶゴム動力のヘリコプターがある。この実験では、トイレットペーパーの巻き芯の羽根で作成して実験してみた。トイレットペーパーの巻き芯は斜めに切り取ると羽根のねじれができているので都合が良い。また、ペットボトルの胴部分を利用して羽根を作りプロペラと同じように作ることができる。トイレットペーパーの紙では強度が弱くなり揚力が弱くなるので羽根の幅を同じにしている。普通ヘリコプターといえば羽根の部分がローターといわれている。1枚のブレードが飛行機の羽根と同じような流線型である。胴体が回転しないように小さいローターもついている。ここでは、紙やペットボトルのシートで作った羽根(プロペラ)が大きなローターに当てはまり、小さいローターの役目は紙の翼がその役割を果たしている。材料のスパンコール、太いストロー、輪ゴム、ビーズなどは100円ショップに売ってる。

材料 輪ゴム 6本 太いストロー( 18cm×9mm) スパンコール1個 ビーズ 1個 ゼムクリップ 1個 トペーパーの巻き芯 ストローの切れ端1個  厚紙(17cm×17cm) セロテープ 

 道具 ハサミ ゴムを通す針金 ラジオペンチ 千枚通し

@ トイレットペーパーの巻き芯で、らせんの向きと同じように、斜めに切り取り羽根を作る。羽根の中心にゼムクリップの針金が通る穴を開ける。もう一つ5mm間隔あけて穴を開ける。角を切り取り丸みを作る。
* 羽根に開ける穴の位置はできるがけ寸法を測り中心に開けることを心がける。
* トイレットペーパーの巻き芯は、紙の厚めのものが良い。また、商品によって貼り付けてある紙のらせんの向きの反対になっているものがあるので、螺旋の向きに沿って切り取るのは同じであるが、実験で飛ばすときは、反対向きにゴムを巻いて飛ばす。(羽根の回転が反対なるが垂直に飛ぶのは同じである)

A 軸部分はクリップを曲げて開く。スパンコールを挿して、ビーズを通す。

B 羽根の中心ににクリップを通して、更に通した針金をもう一つの穴に通して戻しす。戻した裏側をペンチで羽根に沿って曲げておく。ローター部分ができる。

C 輪ゴムは2本ずつ束ねて三束につなげる。(大き目の輪ゴムなら4本で2本ずつ束ねて利用しても良い)

D ローター部分のクリップに輪ゴムを掛けて、太いストローの中に針金を使い通す。

E 反対側にゴムが出たら、ストローの切れ端を引っ掛けてセロテープでとめる。

F 四角い紙を角から3cmあけて、斜めに切り取り翼部分を作る。

G 紙の中央にセロテープで太いストローをつけて完成させる。;

実験
羽根でゴムを200回くらい巻いてから、羽根を上に向けて離す。

 

羽根はトイレットペーパーの巻き芯のらせんに沿って1.5cm幅で斜めに切り取る

  

羽根の角を切り取り 穴を開ける    スパンコール ビーズを通し羽根にクリップの針金をこていする。

  

輪ゴムをつなげる  輪ゴムをストローに通す。このとき針金を使い通す。 

  

通した輪ゴムをすとろーとテープで固定する。  翼部分の作成をする。

  

翼部分の中央にストローを置いてテープで2箇所貼り付けて固定する。

 

炭酸飲料ペットボトルから切り取った羽根でプロペラ部分を作る

これは、ペットボトル素材の羽根を使ってもローター部分ができることの説明である。

@ ペットボトルの胴部分を底から飲み口に向かって斜め下にマジックで印をつける。左巻きらせん。

A カッターで切り込みをいててからハサミで切り取る。

B ローター部分は紙の羽根の作成と同じである。

 マジックで印をつけてハサミで切り取る。

  

  

 ペットボトル素材の場合はプロペラようにの羽根の形を軸近くは幅を狭くしてもよい。回転するときでも十分強度があるので加工することができる。例えば、下の図のような形に加工することができる。左巻きらせんで切り抜いたもので作る。

そのほかの輪ゴムについて

どこにでもある輪ゴムでないが切幅3mmで折り径80mmのゴムバンドでも、代用することができる。2本をつなげて使うだけなので加工が簡単である。100円で40本あるので輪ゴムを多量に使用するのでなけれ良いのではないか。これも100円ショップに売っていた。

 ペットボトル素材の羽根で飛ばす

まとめ

紙の羽根、ペットボトル素材の羽根、輪ゴム、幅広の輪ゴムの4項目について輪ゴムは200巻きにして飛ばしてみた。羽根の長さはいずれも11cmである。垂直飛行の距離では紙ではおよそ1.5mでペットボトル素材ではおよそ2.0mであった。ゴムの比較ではあまり飛行距離が変わらなかった。さらに、紙で14cm幅2.5cmの羽根を作成して飛行実験をしたがあまり変わらなかった。  以上のことから、竹とんぼ型の羽根では垂直飛行距離を伸ばすには回転速度を上げるようである。輪ゴムでは300巻以上にするとゴムがちぎれるので注意が必要である。今回の実験ではできるだけ身の回りにある素材で作るようにしたが、気軽に飛ばすなら模型用のゴムやプロペラが良い。

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参考 ゴムヘリ

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