モデルロケット飛行計算機

モデルロケット飛行計算機とは？

この計算機は、モデルロケットが到達する最高高度（頂点・アポジー）、燃焼終了時の速度、飛行中の最高速度、頂点に達するまでの時間を、空気抵抗（抗力）を含めて推定します。重力・推力・抗力の3つの力を運動方程式に組み込み、時間刻みで数値積分（シミュレーション）することで、単純な公式よりも現実に近い飛行曲線を描きます。さらに降下モードでは、パラシュートの直径と抗力係数から終端速度（降下速度）を計算し、安全な着地速度かどうかを示します。

使い方

1. 「飛行」モードで機体の質量(g)・直径(mm)・抗力係数(Cd)を入力します。 2. エンジンの平均推力(N)と燃焼時間(s)を入力するか、エンジンプリセット（A8・B6・C6 など）をタップして反映します。 3. 最高到達高度・燃焼終了速度・最高速度・頂点到達時間と、時間に対する高度プロファイルが表示されます。 4. 「降下」モードに切り替え、質量・パラシュート直径(mm)・パラシュートCdを入力すると、降下速度と安全域の判定が表示されます。

計算の考え方

ロケットには上向きの推力 T、下向きの重力 m·g、そして運動方向と逆向きの抗力 D が働きます。抗力は D = ½·ρ·Cd·A·v² で、ρ は空気密度、Cd は抗力係数、A は機体の前面投影面積、v は速度です。燃焼中（0 〜 燃焼時間）は推力が働き、燃焼終了後は推力ゼロで重力と抗力だけで惰性上昇します。これらを合わせた加速度 a = (T − m·g − D)/m を微小時間ごとに積分して速度と高度を更新し、速度が0になった時点を頂点（最高到達高度）とします。パラシュート降下では、終端速度 v = √(2·m·g / (ρ·Cd·A)) を用い、機体重量と空気抵抗がつり合う一定の降下速度を求めます。

結果の見方

最高到達高度（アポジー）は安全マージンや回収範囲の見積もりに使います。燃焼終了時速度はロケットが推進から惰性へ移る瞬間の速さで、安定飛行に十分な発射速度（一般に発射台離脱時で十分な速度）が出ているかの目安になります。高度プロファイルは推進中（実線）と惰性飛行（破線）に色分けされ、頂点までの上昇の様子がわかります。降下モードでは、降下速度が約3〜6 m/sの「安全降下域」に入っていれば、風に流されすぎず着地衝撃も穏やかなバランスの良い降下といえます。

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