ゴム動力機の運動解析

滝　敏美投稿日：2022年08月13日 14:28 No.17

フリーフライト模型飛行機を飛ばすとともに，解析を行っています．
春からゴム動力飛行機を飛ばし始めましたが，調整のしかたがわからず苦労していました．
ゴム動力飛行機の運動解析をすれば調整方法も科学的に理解できると考え，３次元運動解析を検討しています．
ゴムの巻き数とトルクの関係，機体の空力微係数，機体の慣性能率，プロペラの性能曲線を求めて，３次元微分方程式を解けるようになりました．その結果をお見せします．
対象とする機体（翼幅400mmのプロフィル機，ゴム2g，重量16g）の写真，右サイドスラスト角が不足の場合の飛行軌跡，右サイドスラスト角が適切な場合の飛行軌跡の図を示します．サイドスラストが不足の場合は頭を上げすぎて失速します．実際の飛行と定性的には合っているように思います．
プロペラに気流が斜めからあたる効果を考慮していませんので，まだ改良の余地はあります．
わたしは模型飛行機初心者ですので，コメントを頂ければ幸いです．

滝　敏美投稿日：2022年08月13日 14:30 No.18

サイドスラスト不足の場合が添付されなかったので添付します．

松本@GPF 投稿日：2022年08月13日 22:19 No.19

二つ目の飛行パターン、もうすこし動力を強くすると宙返りしそうです。
宙返りのトリムでサイドスラストを強くして行く、ある所でときれいな右旋回上昇になりそうです。
実機とシミュレーションでこれを確認するにはそれなりの時間が必要と思いますが、適当な機会に確認いただけるとありがたいです。

松本@GPF 投稿日：2022年08月14日 10:47 No.20

滝さんに回答の容易な質問です。
ゴム動力機では働力飛行時と滑空時で滑空速度(正確にはスカラー量の速さ)はほとんど変わらないと言われる事がありますが失速の無い最初の例では速さはどう変化していますか？

滝　敏美投稿日：2022年08月14日 12:41 No.21

失速しない場合の動力飛行の間の速度変化を図示しました．
初期の速度は大きく，振動しながら滑空速度に近づいていきます．
初速は4m/sで投げるとしていますが，プロペラ推力で6.4m/sまで増速します．
同じゴムでプロペラの直径を小さくすると，速度はさらに大きくなります．

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