プッシャー機の３次元解析の試行

滝　敏美投稿日：2023年11月17日 07:51 No.346 【Home】

プッシャー形態の機体の３次元運動解析を試行しました．
興味深い結果が得られたので報告します．

まず，Zaic年鑑 1964-65年，p.195に載っているカナード形態のプッシャー機の図面を示します．
カナードも主翼も左翼のほうが長いことに注目してください．
このため，最初から右旋回するようになっています．右ロールするようにエルロンを操舵していることと同じになります．
プロペラは市販プロペラを逆にして使っています．したがって後ろから見て時計回りに回転します．ゴムのトルクは機体を左にロールさせる効果があります．
図の左下の注記と左端の図を見てください．真上に向けて発進すると，らせん状に上昇すると書いてあります．

運動解析は次のように行いました．
機体の空力微係数と慣性データは翼幅328mm，ゴムを含む重量15gの通常形態の機体のデータをそのまま使い，プロペラだけをプッシャータイプに変更しました．ゴムはFAI TAN Super Sport 3.2mm幅，2条で，740回巻きです．
この条件で解析すると，どうしても機体が上昇しないことがわかりました．そこで，カナード図面を参考にして，上反角効果を50%増，方向安定を40%減にし，エルロンを右ロールにとりました．スラスト角はダウンスラストをゼロ度（機体重心とプロペラ中心を結ぶ線を基準），サイドスラスト右1度にしました．発進角度は80度とほぼ真上に向けました．

この条件で解析した結果を図に示しました．
この図からわかるように，図面に書いてあるとおり，らせん上昇していることがわかります．獲得高度はトラクタータイプと同等です．
なお，エルロン舵角をとる代わりに，ラダー舵角で代用しても同じような結果になります．

以上，プッシャータイプにすると，上反角を増し，垂直尾翼を縮小する必要があることがわかりました．また，発進角度はトラクタータイプに比べて上に向ける必要があります．
Zaic年鑑に書いてあることと解析が合っていることがわかりました．

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