♯１５Ｂを使って

水曜日が最後にして、自短の体育館が使用できる期間が切れました。
田原小よりも広く、余裕を持って飛行の練習が出来ました。
初めの頃は地上を走らせるだけでいっぱいいっぱいだったのが、今では自由飛行させる事が出来ます。
そう言った最も重要な時期にこの体育館を使用できたのは、とても意義のあることだと思います。
最終日、自短の職員の方たちに、私たちの練習成果を見ていただく事にしました。
７人ほどの、男性から女性まで、ジョイフルに興味を持ってもらいました。
そして大会ではがんばって欲しいと言うエールもいただきました。
私たちはたくさんの人から支えられています。

がんばらなくてはっ


今日、♯１５Ｂが完成しました。
♯１５Ａよりも軽量になることを目標に製作したので、見た目の変化は少なくなっています。
重量はまだ量っていないので分かりませんが、１５０ｇをクリアできればいいなと思います。
仮に今クリアできなくても、電子機器のコードを短くするなどをすれば随分軽くなるはずなので、慌てなくてもいいのです。

バルサ材には密度の違いがあるようで、軽いものと重いものでは倍近い重量差があります。
今回は特に密度の低いバルサを使って前桁を製作しました。
軽い分やわらかいです。
そのやわらかさが災いして、今回の飛行試験では地上滑走中に後ろ桁の翼根部が折れてしましました。
♯１４以降、主翼の上半角は糸を張って桁をしならせて付けています。
あまり強く糸を張れば、桁に掛かる力も強く、折れやすくなってしまします。
♯１５Ａでは桁に強度あったのでしょうが、今回ではそうは行かなかったようです。
それでも密度の低い桁を使えば、３ｇほどの軽量に繋がるためあきらめたくはありません。
次からは最も力の加わる翼根部を補強し、再度挑むつもりです。

飛行試験中に折れてしまった桁は、直ぐに修理して再び試験に戻ります。
♯１５Ａの飛行時から気になっていた機首下げが、今回の機体では更に顕著に現れました。
エレベーターがかなりがんばっています。
あんまりがんばりすぎて、エレベーターが失速しそうなので、早急な対処が必要でした。
重心を後ろに下げれば済む事なのですが、構造上、電子機器はこれ以上後ろへ下げられず、主翼も前方には移動できません。
そこで重心を下げるために行った処置は二つ。

おもりを胴体部に吊るす。
かなり手っ取り早い解決方法ですが、重量が増えるのでこのままにはして置けません。
今回は鉛筆をぶら下げました。まるで戦闘機が増槽を吊るしているようです。

ノーズギアを外す。
鉛筆を吊るしたことで重心がメインギアよりも後ろに移動し、ノーズギアが浮いてしまう格好になりました。
それならいっそのことノーズギアを外してしまって、元の尾輪式にすることにしました。

これで、おもりを吊るし、ノーズギアなしでいざ発進！
これだけしても、まだ若干重心が後ろにあるようです。
まあ、電子機器の軽量を考えれば、このくらいがちょうどいいのでしょうか。

それはともかくとして、星野君の特訓が続きます。
課題は、文字の真上を確実に飛ぶこと。
文字の上でフレアをかけること。
常に高度を一定にして飛ぶこと。
などです。

フレアをかけることで、一瞬画面は静止します。
その隙に私が読んでしまおう、と言う魂胆です。
特にＡ４の紙の文字は小さくて、普通に飛行しているだけでは読み辛いので、この戦術は効果的です。
ただ推力の調整が難しいようで、弱すぎても強すぎてもエレベーターを動かすと単に上昇するだけのようです。
これはもはや”感”に頼る他ないので、星野君には更にがんばってもらわなくては！

あらためて……


ガンバレ！！！



私も観測とこのブログを書くことのほかに、やらなくてはいけない事が増えました。
大会まであと二週間となり、機体の形もほぼ確定しています。
最後の総まとめ。ポスターです。
過去の機体から改造改良されていく様を描く予定となっています。
そういった情報をこのブログが多く持っているため、重要になって来ます。
ポスターに書く内容が豊富にあることはいいのですが、機体の紹介だけで埋め尽くされそう。
それだけたくさんの機体を作ってきたのですから。



ではでは。

ただいま練習中

♯１５Ａが完成しました。♯１５Ｂも近々完成予定です。
現在までは順調に事が進んでいます。
トラブルは特になく、飛行の練習に専念出来る、理想な環境になっています。

いままで操縦士を担当していた岡田君ですが、これから内定した企業の早期研修に出る事になり、練習が十分にこなせなくなってしまいます。
そういった事情から、操縦士を岡田君に代わり星野君が担当することになりました。
ただ不幸中の幸いか、ラジコン操縦士とラジコン保険にはまだ加入していなかったので助かりました。












一方、星野君はなかなか操縦のセンスがある様で、三日ほどで自由に飛行させられるように上達しました。
♯１５Ａが今までジョイフルに比べて、格段に性能が良くなっていることも、追い風になっているようです。
初めの頃は壁によく衝突させては壊して、その度に修理に時間を掛けていましたが、今では壁にぶつけるようなことは無くなりました。

ここで体育館に紙コップで半径１０ｍの円を作り、コンクールを再現してみました。




←高いところから撮影したため、かなり怖いです……。
とにかく円が広くて中身がスカスカな感じです。






この円の中を飛行することは、今のままでも出来るのですが、正確に文字の上を飛行することは、まだ難しいようです。
星野君の操縦テクニックに掛かっています。


ガンバレ！！！


♯１５Ａの性能ですが、他の機体に比べてどうなのかは分からないのですが、なんとか不便ではない程度に仕上がりました。

重量：１５７ｇ
現在重量オーバー。バッテリーのカバーを外したところ、４ｇも軽量できたので現在の重量は１５３ｇ程です。

最小旋回半径：１ｍくらい
かなりスロットルをいっぱいに上げて、しかも左旋回時のみ発揮できる数値です。
プロペラの回転方向の問題なのか、右旋回は苦手です。

最小離陸距離：５０ｃｍくらい？
一度だけフルスロットルで離陸させたところ、目にも止まらぬ速さで飛んでいきました。
機体が壊れそうで怖いので、普段はこんな離陸はしません。

最低飛行速度：4.3m/s
１０ｍをゆっくり飛ばしてタイムを計測。
これは数字は果たして他のチームに比べてどうなんでしょうか……？

機体の特徴としては、強力なモーターのパワーで、どんな機動をしても失速しないこと。
いつかこれをホバリングをしたいと書いていましたが、そうとうな操縦技術が必要と聞き、これを更にエルロンも必要になるため断念。
それでも強い推力は機体を複雑なコントロールする上でかなり有利に働いているようです。
旋回もスロットルを上げてこそよく舵がきき、低速でも大きな舵力を発揮します。
主翼にもプロペラ後流が当っているため、大きな揚力を生むのに役立っています。
やっぱりパワーに勝るものはなし。

ジョイフルを飛行させることに慣れて来たため、とうとうその時がやって来ました。
これだけの時間を掛けて、未だに未経験だったこと。
カメラを積むことです。
いままで積んでいたダミーを外し、代わりに本物のカメラを積みます。
画像の乱れがあるものの、そのまま離陸！
私(水越広樹)が観測士ですから、私がテレビを睨みます。
だんだんと床が遠くなっていくのが分かり……、飛びましたよ。

文字が画面を次々に通過していきます。しかしノイズが多くてほとんど見えない……。
受信アンテナを高く上げれば、まだ少しは良くなるのですが……。本番もこんなものなのでしょうか？
仕方ないですからアンテナを壁に貼り付けて少しでも高い位置に置きました。

これからは、星野君が文字を撮影をする特訓と、私が読み取る特訓をつんで行く予定です。
ではでは

ジョイフル暫定的完成

さあさあ２５ｇもあるモーターと、４０ｇほどのバッテリーを積み、中日本自動車短期大学(以降、自短)で飛行を待ちます。
まず胴体を掴んだままスロットル最大にすると、ものすごく強い力でバックしようとしだしました。
モーターが逆回転していました。繋ぎなおしてリベンジ。
モーターの音が違います。ひゅいーんと言う甲高い音がしています。
プロペラ後流が違います。機体の後ろにあった物が舞っていきます。
そして、推力が違います。しっかり持っていないとカッ飛んでいきそうです。

さあ、次は離陸。若干の機首上げ気味なのか、推力を上げると直ぐに離陸。
スロットル半分でも今までの推力の倍くらい出ている感じです。
軽い機体なので推力重量比はすごい事になっています。
機体を小型にしたり、ギアを代えたり、今までの苦労はなんだったんでしょうか？
今回の教訓は、パワーに勝るものはなし。

機体は♯13にそのままにして機材を取り替えたものです。
ちょっと速度が速いなと感じました。
ちょっと調子に乗って推力を増やして高度を高めました。
操縦者の真上まで来て距離感が掴めなくなったのか、体育館の二階の柵にキスをさせてしまいました。
その結果、主翼全壊。

ちょっと直ぐには修理できそうになかったので、代わりに♯１１の主翼物を
エルロンは勝手に動かないように固定しました。この機体を♯１４と呼ぶことにします。
♯14は♯１３に比べてまったりとした飛び方を見せてくれました。
ゆっくりと飛んで、安定したターンが出来ました。
上半角がほとんどなくても、ちゃんと機体はロールをうって旋回しています。
回転の外側の主翼は対気速度が早くて、左右の揚力が違いが生まれるのでしょうか？
そもそも上半角はあまり必要なかったらしいです。
もう一つ気が付いた事は、プロペラを回していないとほとんど舵がきかない事。
やはりプロペラ後流の影響が強いのでしょう。これもパワーのお陰です。

ひとまずこれでちゃんと飛ぶ機体が完成。
低速でもそこそこの安定性と機動性が発揮できているので、特に変更しないでいきます。
つまり、この機体を元に作る♯１５でジョイフルの進化は終了です。

これからの予定は♯１５を大量生産して、飛行練習でいくら壊しても大丈夫な状態を保つことです。

部室に帰って♯１４の重量を量ったのですが……。
全備重量が１５５ｇ！まさかの５ｇオーバー！！
電子機器だけでも１０５ｇもあり、全備重量の三分の二以上を占めています。
残りの50ｇしかない機体本体ですが、重量を削るのならばここしかありません。
50ｇから何を削れば5ｇもダイエットできるのでしょうか……。
いくつか削れるところは見つかるのですが、どうがんばっても１４０台前半には行きそうにありません。
♯１５の課題は重量軽減を徹底することですね。
をれを目指してこれから作っていきます。

ではでは。

特別企画：ジョイフルシリーズ紹介

今日は随分と沢山の事を書き込みましたが、なんだか今日はやる気があるので、そのままの勢いで特別企画を書いてみます。
特別企画の内容は、ジョイフルのシリーズ紹介。

ジョイフルは何度も改造と改良を繰り返し続け、現在では13号機にまで増えてきました。
鳥人間コンテストに出場するようなグライダーは、一度作っても作り直しが利きません。
設計図の中でだけ改造と改良を重ねるしかなく、特に空力面での実証はとても難しいのです。
風洞試験などは機材が無ければ出来ませんし、模型を作ったとしても実機とはどうしても飛行特性が違います。
13号機まで試作を繰り返すことが出来るのは、ジョイフルが小型のラジコンだからこそ。
そうした飛行ロボットの特徴を活かし、確実に能力の高い物へと進化させる事が、私たちのやり方です。

さて、13号機までの歴史を解説してみて、ちょっとまとめてみようと思います。


♯１

初代ジョイフルです。全てはここから始まった。
滑空試験用のグライダーで、動力や電子機器は積んでいません。
主翼や尾翼は全て矩形で、主翼面積は♯１３を除いて全てに受け継がれています。
リブは平らで翼形はありません。
胴体も今よりもずっと長くて、しかも細いためにふにゃふにゃです。


♯２

電子機器を積むことを目的に設計されました。
しかし実際に作ることが目的ではなく、図面のみのものです。
図面を下に改善点を探し、対応させるという取り組みの一部が♯２な訳です。
胴体の太さを増し、上半角をより大きくつけ、リブには自作の翼形にしました。
この時点ではコンクール最軽量を目指していたため、ラダーと推力調整のみで機体を操作する事が目標でした。
スキッドの取り付けをしましたが、手投げで飛行させるつもりだったため、着陸の事しか考えられていません。
そのため一本のスキッドだけを取り付け、機体を支えることは出来ません。


♯３

♯２の設計図を下に、改善をして、それに対応させたものです。
こちらも設計図止まりになり、製作はしていません。
離陸方法が自力滑走だと言うことが判明し、それに対応するためスキッドを二股のものに改良。
機体尾部にも小さなスキッドが取り付けられました。


♯４

♯3をさらに改良したもの。
ここでやっと実機を製作する事になりました。
大きな変更点はエレベータが取り付けられました。
推力の調整だけの上下の操作は、初心者には難しいのではと言う提案からでした。
この後に作られる機体の基礎が、ここで形作られました。
主翼のねじれが原因で、安定した飛行は出来ませんでした。


♯４．５

♯４に垂直カナードを取り付け、機動性を謀ったもの。
主翼に糸を張りねじれも解消。
ここで初めて安定した飛行が可能になりました。


♯５


主翼の上半角部分を増して、更なる安定化と機動性向上を目指したもの。
テーパーもさせて前進翼となっていいます。
胴体の剛性を高めるために短縮がされました。
カナードは上下に取り付けて、プロペラ後流を平等に受けます。
垂直尾翼の縮小がしてあり、垂直カナードの機動性を阻害しないように工夫がされました。
しかし、これの設計図を書いた時点でまた設計の変更があったため、実機は作られていません。


♯６

♯５にスキッドの強化、モーターの取り付けが用意で、推力変更が可能になるなどの変化があります。
基本は♯５のままで、細かい設計変更があっただけです。


♯７

主翼の上半角を強め、安定性と機動性の更なる向上を目指しました。
主翼に張るフイルムも軽い和紙は貼ってあります。
モーターの取り付け角の調整でカナードの下半分を取り去ることが可能になったため廃止。
胴体は更に剛性を高めることと共に、プロペラ後流により近づけるために短縮。
その際♯６の胴体を使って、そのまま真ん中を切り落としたものを使いました。


♯８

胴体は♯７と共通で、主翼のみの変更。
主翼は上半角をさらに大きく付け、リブも軽量化を謀る為に断面刑Ｔ字型になりました。
ただし和紙の想像以上の

♯９


エルロンを取り付ける事前提に作られた機体。
上半角なしでエルロンが後縁の翼根に取り付けられています。
エルロンはラダーとも連動しており、アドバースヨーの対策がしてあります。
胴体は新しく作られ、カナードは取り付けませんでした。
さらにスキッド式からランディングギア式にして、より離陸をスムーズにします。


♯１０

♯９のエルロンの効きが悪いかったため、効きがよくなるよう改造したもの。
まずエルロンの追加しました。
そして主翼のねじれ剛性を高めるために、ポールを主翼中央に立ててそこから糸を翼端に張りました。


♯１１

♯１０がエルロンのヒンジが硬いなどの問題があった為に作ったもの。
胴体を♯１０と共通にして、主翼のみを変えました。
主翼を後退翼にして後縁側を直線し、直線の軸を構成して大きなエルロンを設置しました。
他にギアの改造などの細かい改善も。


♯１２

♯11の推力不足が発覚したため、小型のものを作って抗力を減らそうと考えて作られたもの。
主翼面積は小さくなり、前進翼で後縁側の直線部分は延長。
エルロンは大きめに設計。
その他胴体の長さや尾翼も合わせて小型化。
更に細かいいくつか部分で軽量化を謀りました。


♯１３

離陸性能と安定性の向上を謀ったもの。
ギアをメインギア、ノーズギアの配置にしました。
主翼は翼端に上半角の付いたフィンを追加し、上半角効果を擬似的に高めました。



以上で全てです。それにしても最初の頃の機体は懐かしいです。
ほとんど忘れていた存在でしたか。
そして最初の頃に比べて随分と変化しました。

ブラシレスモーター

♯13を製作し、その日はその試験飛行を行います。
ただし体育館を使用できるのは午後からなので、午前中はお世話になっているラジコン専門店に出向きます。
今回の目的はブラシレスモーターの下見。
今まで使っていたモーターがどうしても推力不足を解消できないのであれば、更に強力なモーターを使わざるを得ません。
ブラシレスモーターは交流電源を動力にしており、今まで使っていたモーターに比べて圧倒的に大きな力が発揮されます。
ただしブラシモーターに比べて重く、高回転になりやすいため小型低速機にやや向かない傾向があります。
それを動かすだけのバッテリーも大容量、大起電力のものになり、こちらも重量増を招きます。

それでもブラシレスモーターは魅力的で、それは推力だけでも機体を浮かすこが可能になります。
もし装備すれば、空中静止すら可能です。

ただし一番厳しいのはお金です。すべてそろえれば一万五千円を超えてしまいます。
やはり慎重にならざるをえません。
最適なブラシレスモーターの選定をするため、店員の方に十分な事情を説明しました。
すると、ラジコンの世界でも超軽量の飛行機を室内で飛行させることが、今、流行しているのだと教えてくれました。
更に150ｇから200ｇ程度のラジコンを、アクロバットに飛ばしている動画も見せてもらいました。
そこで過去のコンクールに出場した飛行ロボットの写真を見てもらうと、とても考え方の古いものばかりだと言うのです。

それを聞いた私たちは、一気に室飛行ロボットの考え方が変わりました。
もう、バルサ材は古い。
最近のラジコン飛行機はデフロンやＥＥＰなどの軽い素材を使用し、それをカーボンで補強するのだそうです。
そしてモーターはとてもパワフルなものを積み、軽量大推力であらゆる機動を可能にします。

そう言われて店内を見回してみれば、そう言った素材はいたる所に売られています。
デフロンはアメリカから輸入しないと手に入らないそうなので、店にあるＥＥＰの説明を聞きました。

まずＥＥＰとは軽いウレタンの様な物で、柔軟性があるためこれで主翼を作れば落ちても壊れません。
そのままでは柔らかすぎるので、カーボンを下面に貼り、縦通材の様な役割を担わせます。
あるいはカーボンの板を縦に差し込んで、縦通材の代わりにします。
これで曲げ合成があがるのです。
捩れにはカーボンをＥＥＰの上面にトラス状に４５度程度傾けて貼り付け、補強します。

いくら軽いとは言え、今のものとどちらがいいのか気になるところ。
ＥＥＰ自体はそれほど高いものではなく、カーボンも今回で失敗しても再利用できるため、試しに買ってみました。

そんなこんなで遅刻して体育館に到着。
♯13の主翼が運搬中に折れてしまうというトラブルがあったものの、すぐに修理できたので大きな影響は出ず。
きっと数ヶ月前の私たちならどうしていいのかわからず、狼狽していたところでしょう。
進化しているのは機体だけではないのです。

星野君と塚原君は♯１３の微調整をし、その間に私と岡田君の二人ででＥＥＰとカーボンを使った新構造の主翼を試作します。
買ってきたカーボンは一辺2ミリの角材二本です。
それを主翼大の矩形に切ったＥＥＰの前縁と後縁に、テープで貼り付けて桁とします。
リブはいざと言う時のために大量生産してあったため、それを使用します。
上半角は翼端同士を糸で張る事でつけました。
かなり簡単に作ることができます。

早速重量を量ろうにも、量りを体育館に持ってきていません。
既存の主翼（♯７の主翼）とＥＥＰ製の主翼を棒に垂らし、天秤にします。
二つが釣り合った点はＥＥＰ製の主翼寄り……。
つまりＥＥＰ製の主翼の方が重い！
ＥＥＰの厚みが大きかったこともあるのかもしれません。
軽量化が出来なかった事は残念でしたが、苦労して作った主翼方が性能がいいということが証明されると、その反面うれしくも思います。

しかしカーボンの方はとても細く柔軟性があるため、今後は今の構造のまま桁だけをカーボン製にしてみたいです。

さて♯13の方は、相変わらず離陸が出来ません。
ギアの改造のおかげで迎え角が取れ、多少は浮き上がります。
しかし地面効果が途切れると上昇できなくなってしまいます。

あと一割でも推力があれば飛ぶことが出来たかもしれません。
でも後一割の推力がどうにもならない……。



この時、私たちは決心しました。
ブラシレスモーターを買おうと……。



体育館を予定よりも少し早く片付け、ラジコン専門店へと出向きます。
片道一時間近い道のりを一日に二往復もするなんて、私たちの行動力って素晴らしいと思います。
八方塞で仕方がない状況なので、仕方のないことです。

たくさんのモーターが並ぶ中で、特に小型のブラシレスモーターは三つ。
一つは最軽量ながら、回転数は非常に高く極小直径プロペラしか回すことが出来ないので向きません。

そこからブラシレスモーターの選択肢は二つ。

一つは16グラム、でやはり高回転数で小直径のプロペラを付けなくてならないもの。
見合ったバッテリーも買わなくてはなりません。
こちらの方がバッテリーも軽いものが使えるため、軽量化を謀ることが出来ます。

もう一つは25グラム、高回転数ながら今とほとんど変わらない程度のプロペラを使えるもの。
こちらの方は大推力ながら、低速飛行にも対応可能です。
バッテリーは既存の充電器に対応したものなので、新たに充電器を購入する必要がありません。
数時間前にお世話になった店員の方は、こちらを推奨しています。

モーターの値段はどちらも、ほとんどかわりません。
ただしバッテリーの充電器を購入しなくてすむ25グラムのものの方が、財布に優しくなっています。

私たちは結局25グラムのモーターを購入することにしました。
理由はやはり店員の方推奨が大きかったと思います。
これならば信頼の出来るものなので、予備なしです。

これで次回からは確実に飛行させることが出来るようになるでしょう。
そしてこのブログもやっと現在の活動に追いつくことが出来ました。
これでどちらの面でも安心です。
明日からは、中日本航空専門学校の姉妹校である中日本自動車短期大学の、体育館を借りて飛行試験をして行きます。
土日を除いて10日間、毎日練習できます。
機体の開発が間に合わないうちに、本格的な練習が可能にな状態になりました。
練習と製作とブログ更新の同時進行を明日から行わなくてはなりません。
忙しくなります。

ではでは。