この記事はSSSRC Advent calender 2023 17日目の記事として書かれています。
どうも皆さん初めまして。
アメブロに初参戦したB2の鳥羽と申します。
ブログなんて書くの初めてで超緊張しています。多分読みにくい出来になっていると思いますがご容赦ください。
アメブロに書く内容をずっと考えていたんですが（開発の内容やエンジニアリングについて詳しく書ける知識は無いし・・・日常にそんな彩があるわけでもないし・・・）、今回は最近使ったオープンロケットっていうフリーソフトのお話をしたいと思います。僕が書ける程度の内容なので多分難しくないです。間違ってたらごめんなさい🙇
オープンロケットってなーんだ？
オープンロケットとは、ロケットのモデルを作って、エンジンを選んだら、色々なフライトシミュレーションを見ることが出来るよっていうフリーソフトです。
Windows、mac、Linux、JARのOSに対応しています。ダウンロードも簡単！上記のリンクに入って画面右上にある
「Download」をクリックすると以下の画面に飛びます。
そしたら自分のOSのDownloadって書いてる青いとこをクリックします。その後は、上記の画像の黄色の蛍光マーカーを引いたところ（実際の画面には黄色のマーカーはありません）を押すと、
こんなのが出てきます。全部英語で分かりにくいですが、要は左の画面が出たら、右の太字の内容をクリックしましょうねーということです（というかページ全体google翻訳すりゃええか）。そしたらもう準備完了！
早速使ってみよう！
オープンロケットを使うには全部で3ステップあります。
STEP . 1：ロケットのモデルを作ろう！
STEP . 2：エンジンを入れてみよう！
STEP . 3：シミュレーションを回してみよう！
今回は適当なモデルロケットを作ってみましょう。
STEP.1ロケットのモデルを作ろう！
オープンロケットを開くと中身はこんな感じ。
緑で囲っているところでノーズコーンやボディ等ロケットの部品を選択すると、赤で囲った所にモデルが出てきます。まずはノーズコーンを選択してみましょう。この時、青で囲った所のサステナーというところを選択しないと、ノーズコーン等を選択できないので注意してください。選択すると以下の二つのポップアップが出てきます。
左の方は既製品を使う場合ここから選べますよというもので、自作する場合は閉じてもらって構いません。
（アメリカで売ってるものがあるっぽいですが・・・分かんないので明言は避けます。）
右の方で、ノーズコーンの詳細な設計を決めることが出来ます。基本的に圧力中心の値やシミュレーションの結果などを見て、この設計を試行錯誤していくことになります。まずはいじらずにノーズコーンのモデルを出してみると・・・
はいこれがノーズコーンです。ちなみにこれは側面図で、モデルの左上にある「View Type」ってところをいじれば色々見方を変えることが出来ます。
ではこんな感じで、ボディチューブ、フィン、パラシュート等を作っていくと・・・
こんな感じになりました。ここで、青点CGは重心、赤点CPは圧力中心です。ちなみにフィンやパラシュートなど、ボディチューブについているものは、（さっきサステナーを選択してたみたいに）ボディチューブを選択しないと選択できないので注意しましょう。
STEP.2エンジンを入れてみよう！
では次にこのモデルロケットを飛ばすためのエンジンを入れましょう。今回はB6-4を使ってみようと思います。まず今開いてるロケットデザインの横にある「Moter & Configuration」というところ（上の画像の赤く囲った所）をクリックしてみましょう。そこで「新しいモーター」をクリックすると、以下のポップアップが出てきます。
先程言ったように今回はB6-4というエンジンを使いますので、記号にB6と書いてあるものを選びましょう。また、B6の後ろに付いている「4」という数字がついています。よって赤で囲んである「Ejection charge delay」というところで「4」を選択しましょう。ちなみにこの数字は、推進剤が全て燃焼してからパラシュートを開くためのバックファイアーが出るまでの時間を表しています。
（モデルロケットのエンジンに関しては詳しく話すと長くなりそうなので省略します。）
今回はモデルロケットのエンジンを選びましたが、アメリカにある既製品ならハイブリッドエンジンとかもあります。
（多分）
これでエンジンのモデルが出てきましたね。他にもインナーチューブとか重りとか、必要に応じて入れていきますが、その辺はステップ3ですね。
STEP.3シミュレーションを回してみよう！
ようやくロケットのモデルが出来たということで、早速フライトシミュレーションを回してみましょう。「フライトシミュレーション」から「プロット・エクスポート」をクリックすると、以下のようなポップアップが出てきます。
ここで、X軸、Y軸について高度や速度、迎え角、抗力係数など、色々要素を決められます。ですがいっぱいグラフを出してもわけわかんなくなるだけなのでまずは横から見た軌道シミュレーションを見ていきましょう。グラフの種類から「横から見たフライトプロファイル」を選んでみましょう。きっとX軸は「風と垂直方向位置」、Y軸は「高度」となっているはずです。「Plot」をクリックしてグラフを見てみましょう。
高度が大体70mくらい、着地地点が発射地点から18mほど離れていますね。ちょっと高度が低い気がします。こんな風に、ちょっと問題っぽいところが見つかれば、先程のロケットデザインの方をいじって試行錯誤していきます。例えば、先程のデザインのボディチューブ、ノーズコーン、フィンを全体的に軽くすると・・・
高度が大体80mくらいになりました。その分当然落下地点は25m程度と離れましたね。そしたら、フィンやノーズコーンの形状を変えるなどして圧力中心位置の方を変えていきます。基本的には、安定性を大きくしていくと落下分散は小さくなります。
（どこをどのように変えると、圧力中心がどう変わるかは圧力中心の計算方法をちゃんと勉強すれば分かりますが、説明が大変なので割愛します。というか僕がちゃんと分かってない。）
最後に
ここまで、オープンロケットの使い方を色々書いてきましたが、少し気に留めておいてほしいのは、これはあくまでシミュレーションの一つであり、完全にそのロケットの航行性能を示すものではないということです。このオープンロケットで全然飛ばないロケットを実際に打ち上げてみると、十分に飛んだりすることがあります。一応このオープンロケットは計算過程がドキュメントとして公開されているので、気になる人は是非見てみてください。
（僕はマジで意味が分からないので見ません）
・・・文章、長ッ！そりゃ書くのに時間がかかるわけだ・・・
文章を簡潔にまとめるって難しいですねぇ。冗長に感じられた方がいれば申し訳ありません。
最後まで読んでいただきありがとうございます！
明日のアドカレの記事もお楽しみに！