ゴム動力模型飛行機掲示板


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無題
合田＠小金井公園 投稿日：2023年01月25日 13:21 No.184
円弧翼機の上昇　No.167を拝見し、手持ちの２モーター駆動　モーターグライダーの主翼を円弧型に改善し良好結果を得ました。

問題
　テイクオフの時、高アスペクトレシオの飛行機をフルパワー、小回り旋回で上昇させると、内滑りを起こし上昇して行きません。もっと小回りすると、頭から突っ込んで行きます。
大回りにすると、気持ち良く上昇し、２０ｍから３０ｍぐらいの高上昇します。

大回り飛ばせば何の問題なく、快適に飛ばせますが、小金井公園の広場は真ん中に桜の木と
ムクの木の大木があり、広場の半分の半径で飛ばすことが必要です。小回り（半径約１５ｍ）旋回上昇でないと、周りの立木にすぐ引っかかり楽しめません。写真のモグラは、このことから、良く飛ぶのですが風の無い時しか飛ばせませんでした。

解決
　モグラ仕様
１． モーター　７１２　２個
２． キャパシタ　１０μF／３V　２個（並列接続）
３． ウイング　長さ（５００mm） 幅（６０mm）
アスペクト比　２５：３
　　　　

改善前：主翼　上反角：１２°
改善後：主翼　円弧翼型（写真に示す）　
円弧翼は主翼の先端にひもでひっぱり成形

半径役１５ｍ以下以下、風速２ｍ／s未満で急上昇で飛行し、楽しめる機体になりました。

ダウンロード模型２モーター動力グライダー（主翼　円弧型）写真 ( .docx / 577.6KB )
松本@GPF 投稿日：2023年01月26日 23:14 No.187 【Home】
円弧翼にする前の飛行の記述から推測すると螺旋不安定に近い飛行だったと推測されます。
上反角効果に比べて垂直尾翼の効きが強すぎる時この種の現象が現れます。
主翼の中心から垂直尾翼の中心までの長さ、垂直尾翼の面積はどれ程ですか？

合田＠小金井公園 投稿日：2023年01月28日 13:49 No.190
主翼の中心から垂直尾翼の中心の長さ＝２８cm
垂直尾翼の面積＝33cm^2
です。

ダウンロードIMG_1002 ( .mov / 4.2MB )
合田＠小金井公園 投稿日：2023年01月28日 13:58 No.191
垂直尾翼付近の写真

松本@GPF 投稿日：2023年01月28日 17:10 No.192 【Home】
諸元から合田機の垂直尾翼容積比を計算してみると
垂直尾翼容積比=(尾翼モーメントアーム長x垂直尾翼面積)/(主翼スパンx主翼スパンx主翼平均コード)=(28x33)/(50x50x6)=0.062
ちなみに長く飛ばしている私の30cmウイングレット機では
(11x8)/(30x30x7)=0.026
です。
スパイラル降下（＝螺旋不安定）もダッチロールも起こさない適正な垂直尾翼容積比の値は例えば勝山訳：こうすれば飛ぶ模型飛行機https://nieru.net/rubbermodel/5
では添付の表の通りです（付録1ページ）。
適正な垂直尾翼容積比の値は上反角の大小にも依存しますがこの表では上反角10度前後を仮定していると思われます。

表では適正値の推定値としてゴム動力屋外機では0.033、ガスパワー機（エンジン機）では0.023や0.027をあげています。数値の差はプロペラの大きさの差によると思われます。動力飛行時のプロペラは翼の働きをしますが、重心より前にあるため尾翼の働きを打ち消します。大きいプロペラほどこの働きが大きい、したがってエンジン機に比べてプロペラが大きいゴム動力機ではプロペラによる逆効果を打ち消すために大きな垂直尾翼容積比が必要になっているのでしょう。

合田機には小さいプロペラがついています。したがって上反角が10度に近い場合の適正値は0.033よりも0.023に近いと思われます。
上反角が小さい当初の構成では0.062はやや過大でこれが旋回を小さくした場合の不安定な飛行につながったのでしょう。

解決策は
・垂直尾翼容積比0.062にバランスする大きい上反角にするか
・垂直尾翼の面積を減らして垂直尾翼容積比を0.023に近づけるか
の何れかですが、現在の対策は小半径の円弧翼による実質上反角増です。
もちろの第2の対策も可能です。

なお「こうすれば飛ぶ模型飛行機」では適正な垂直尾翼面積の決め方として「最高の滞空性能のためには、ダッチロールの兆候をギリギリで取除くのに必要な大きさよりほんの僅か(約5%)大きいのが、垂直尾翼の理想の面積)」としています。

合田＠小金井公園 投稿日：2023年01月29日 22:36 No.194
いやはや、円弧翼の螺旋安定性を誤解しておりました。円弧の形状が小回り安定に起因するのでは無い。円弧にすることにより、上反角が増加し、ガスパワー滑空機の垂直尾翼係数N=0.023に近づいた。結果、螺旋不安定のトラブルを回避することが出来ました。
私のモグラをもう１機製作してみます。
上反角１２°で垂直尾翼係数N=0.023で垂直尾翼を設計変更します。
色々分かって来ると思います。楽しみです。
松本様アドバイスありがとうございます。

合田＠小金井公園 投稿日：2023年02月01日 18:30 No.197
本日、合田モグラ２号機が完成した。諸元はモグラ１号機と同じ。
飛ばしてみると、小回り（半径１５ｍ以下）だと、螺旋不安定でスパイラルダイブにおちいる。２号機の上反角は１２°、垂直尾翼面積は33ｃ㎡。垂直尾翼係数N=0.062である。飛行結果より、１号機と同じ螺旋不安定である。

次に、螺旋不安定を解消を目的に２号機の垂直尾翼容積比N=0.023にする。
　　　垂直尾翼面積をXｃ㎡すると。
　　　28X/(50×50×６)＝0.023
　　　X＝12.3ｃ㎡
　２号機の垂直尾翼を12.3ｃ㎡にはさみでカットした。
写真１は改造した垂直尾翼を示す。
飛行結果は、ダッチロールが始まった。

次に、面積が小さすぎると直感した。手持ちの１mmバルサで垂直尾翼の面積を少し大きくする。写真２はバルサを貼り付けた垂直尾翼を示す。

飛行結果：小回り（約半径１５ｍ）でスムーズに約２０ｍの高さに上昇し滑空に入る。
モグラらしい滞空時間の長い滑空である。

検証：帰宅して増加バルサの面積を出した5.4ｃ㎡であった。
2号機の垂直尾翼容積比＝28×(12.3+5.4)/(50×50×6)=0.033である。
「こうすれば飛ぶ模型飛行機」のB-1垂直尾翼の係数　屋外ゴム動力機N=0.033に相当する。
また、「こうすれば飛ぶ模型飛行機」より、適正な垂直尾翼面積の決め方として「最高の滞空性能のためには、ダッチロールの兆候をギリギリ取り除くのに必要な大きさはほんの僅か（約５％）おおきいのが垂直尾翼の理想の面積」としている。
写真１の垂直尾翼面積＝12.3ｃ㎡で、５％増加の面積は
　　　　12.3×（1.05）＝12.9ｃ㎡
しかしながら、写真１の垂直尾翼はダッチロールにおちいるのでギリギリではない。
12.9ｃ㎡ < 理想の垂直尾翼の面積 < 17.7ｃ㎡
にあると考える。後日、２号機で試してみる。

　　　　

松本@GPF 投稿日：2023年02月03日 12:36 No.198 【Home】
垂直尾翼には赤色の大きいトリムタブが付いている様ですが、これは垂直尾翼面積に算入されていますか？

「こうすれば飛ぶ模型飛行機」の翻訳出版は1989年、原著者のMcCombsさんは15年以上前に死去していますが訳者の勝山さんは元気で今でも月に1回ぐらいは武蔵野中央公園に来ています。合田さんの活用を大変喜ぶと思いまず。



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