ちっちゃくなっちゃった～！♯１２

抗力を減らすために更に小さな機体を製作しました。
それが♯１２。












主翼は16dm^2から14dm^2に縮小されました。
もた翼根にあるエルロンの取り付け部のみを直線にして、翼端からは後縁側を前進させてテーパーがかかるようになっています。
胴体や尾翼もそれに合わせて縮小し、尾翼容積比は今までと変わりがないようになっています。
尾翼は今までのものよりも更に軽量化するため、骨部を更に細め、リブを略し弱い部分は最低限の補強をするなど工夫がなされました。
メインギアは左右に大きく広げ、離着陸時の安定性を向上してあります。
スキッド式だった尾部にもタイヤを取り付け、離陸の摩擦は更に低減されています。
胴体は尾翼や主翼取り付け部を除いて角を削り、断面を丸くして空気抵抗、重量の低減をはかっています。
電子機器は主翼の取り付け部に今までは装備していましたが、機器のコードの長さに余裕ができたため、モーターのマウントのすぐ後ろにまとめて取り付け、プロペラ後流の阻害を食い止めてあります。












電子機器の変更と、過去の機体の流用品があまりないため、新規製作部がほとんどです。
そのとめ今までの構造を一気に改善することができました。


さっそくこれを飛ばします。場所は以前♯４を飛行させた合同教室です。
机や椅子をすべて片付けて、教室内はとても広々としました。
機体を床に置き、早速離陸滑走です。
はじめはまっすぐ離陸しなかったため、ラダーの拡大や推力変更などで調整を行いました。

調整して何とかますっぐ進むようになり、今度こそ離陸滑走。
しかしいくら助走をつけても一向に飛行しようとしません。

そこで気が付いたことは、機体が地面についている限り迎え角が変えられないと言うこと。
なにせエレベーターの真下に尾輪があるのですから、これ以上尾翼は下がりません。

自力の離陸は今回の試験ではあきらめる事にして、手投げでの飛行をします。
自力ではできませんでしたが、手投げならば一応は飛行することができました。
翼面荷重が増えているため、少しだけ速度が増しています。
エルロンは利いているようです。ただ一度姿勢を崩すと復元がし辛いようでした。
また、舵面を動かすと速度が落ち、また上昇能力もあまりなかったようです。

風がなく、重量も減り、ギアの摩擦がほとんどなく、抵抗も少ない。
それでも離陸できない。
やっぱり推力不足は否めないようでした。

それでもすぐ次の日には体育館を使用しての飛行試験が控えているため、推力を増す手立てはまずできません。

今できる事で対処します。
離陸をスムーズにするため、ギアの配置を変えます。
一般的な飛行機が採用している、メインギアとノーズギアの配置です。
重心よりもやや後ろにメインギアを取り付け、機首部にノーズギアを取り付けます。
そしてもう一つは安定性向上のため上半角部分を作ること。
ただし今の主翼をそのまま上半角を付けることは構造上無理です。
そのためウィングレットのようにフィンを新たに翼単に角度を付けて取り付けます。

その作業をなんとか間に合わせて、次の日（2月23日土曜日）の飛行試験に控えます。

電子機器交換

今朝はジョイフルが飛べなくなってしまう夢にうなされて目が覚めました。
まさか夢にまで出てくるとは……。


今までの電子機器の信頼性が低かったことから、ラジコン専門店に出向いて代わりの機器を買いました。
ただし現在使えるアンプのすべてが故障したため、このままでは飛行が不可能になってしまっています。
信頼性があるなしに関わらず、今買わなくてはなりません。
今回買った品は、サーボ二つ、レシーバ一つ、バッテリー二つとなっております。
他にタイヤやバルサなどの材料なども一緒に購入。
サーボは今までのものよりも、強力なパワーが出せるものの、少々重量増。
レシーバがずいぶんと重くなってしまったものの、それでも店最軽量の商品であるため仕方ありません。
これが12月に岡田君が買ってきてくれたアンプに合ったものなので、アンプは新たに買わなくとも飛行できます。
全体的に重量が増加しましたが、コネクタの交換が安易なことや強度が増すなど、それなりにメリットも高いです。

ただ財布にやさしくはありませんでした。すべてあわせて一万円強……。
すでに部費は底を付き、来年度の予算を削らなくてはなりませんでした。
私たちは鳥人間部なので本来ならグイラダーを作るためのお金です。
来年のお金は今の一年生が使うはずの物ですから、厳しい！
今回使った機器を来年も使って、一年生たちには室内飛行ロボコンに出場してほしいものです。

これらの新しい機器と、さらにエルロンの操舵に特化した設計で作られた機体が♯１１です。
♯１１の特徴は後縁側が直線になり、後退翼になっていることです。
これによりエルロンの設置が楽になり、一体成型のエルロン一組で済みます。
胴体は♯9、♯10のものをそのまま流用しているので、変更は主翼のみです。
しかし見た目は大きく変わりました。
後退翼になれば翼端失速しやすく、上半角効果が現れ方向安定が増すなどの変化があります。
まあ、微々たる違いでしょうけど。
それよりも重心の空力中心の変化が大きいと思われます。

さっそく完成機の飛行試験しよいうと思います。
エプロンは整備科が使用していたため、エアポートサービス科のグランドサービスの実習場を使用しました。
風が強かったため、できるだけ風が吹いていない瞬間を狙って、短時間のテストを断続的に行いました。
所がプロポのスロットルを完全に上げても、なかなか離陸しようとしません。
どうやら推力不足のようです。スピードに乗れずに飛行できない様子。
それはバッテリーを変えても解決しませんでした。












結果はパワー不足ということになったのですが……。
原因がわかりません。
体育館で飛行させた時は、飛行させるのに十分な推力があったように思うのです。

地面がアスファルトでギアとの摩擦が大きい。
電子機器の重量増。
電子機器の変化でモーターへの電力が減った。
エルロンが大きな空気抵抗になっている。
ギアの変化で迎え角が減った。
強風にあおられて本来の性能が出せない。
重心が前にある。

この様な事が原因になったのでは？と個人的に考えています。
なんにせよ、離陸できない程度の推力では、操舵による空気抵抗の増加に打ち勝てなくなります。
すぐにできる対処としては、空気抵抗を大きく減らす事。
すなわち機体の中で最も大きな抗力を生んでいる主翼を、今よりも小さくする事。
その発想から新しく♯１２を製作することになりました。

ジョイフルシリーズ二桁突入！

効き目がなかったエルロンですが、なぜ効かなかったのかを考えました。
もしかしたらエルロンリバーサが発生しているのかも知れない、と言う結論が出ました。
ジョイフルの桁は二本で作られているため、捩じれに弱い構造になっています。
そのため、後縁に付けられたエルロンに揚力が発生すれば、後縁がそれに合わせて動いてしまうのです。
エルロンを下げて、上に揚力が発生すると、後縁も上に上がって主翼全体の迎え角が落ちてしまうのです。
エルロンをいくら動かしても、それとは逆の力が働いてしまう。
これではいくらエルロンを動かしても効きません。


そこで主翼が捩じれないように、♯９を改造ずる事になりました。
これが♯10です。




←エルロンと、糸が付いたことが主な変更点です







まず、ポールを機体の中央に立て、そこから糸で翼端とを繋げて捩じれに対する剛性を高めました。
これによりエルロンリバーサの発生を食い止めます。
さらにエルロンを拡張しました。





←翼端側は前進角が付いているため、直接貼り付けるのではなく、
間隔の開いた二つのエルロンをテープで繋げてあります。





これによりエルロンの効きは更に向上しているはず！



そして一週間がたち、小学校の体育館で飛行させることに。










車輪のお陰でスムーズな離陸が可能になり、約７ｍほどで機体が浮き上がります。
しかしほとんど飛行させないうちに、事故が発生しました。

ロールをうち、機体が傾いたところで墜落！
プロペラが地面に接触して脱落、そしてそのままアンプに接続しているコードごと引っ張ってちぎってしまったのです。
アンプから出るコードが根元から千切れてしまったため、使用不可能に！
その日はそれ以上何も出来ず、ひとまずカメラを使った練習のみに留まりました。


アンプの予備はなく、仕入れるのにもかなりの時間がかかってしまいます
電子機器の故障が続き、また、故障したときにもコネクタが特殊なために修理が困難。
軽く作られているのですが、この弱点はかなり痛いのです。
いっそのこと、市販の購入しやすい部品に全て取り替えよう。


この意見から♯１１が作る事が決定しました。


次回は♯１１について書き込みます。
ではでは。

体育館で♯８、９の試験飛行

２月９日(土)

天気は大雪で、ここ関市に引っ越して以来ここまで雪が積もった事はありませんでした。
星野君はその日、生憎にもインフルエンザにかかってしまったために欠席でした。
体育館を借りられる時間帯は１２時から１６時までで、その間に飛行試験を行います。

今回試験飛行させるのは、もちろん♯８と♯９の二機です。
ただし、♯８の主翼が数日前にぽっきり折れてしまいました。
横風にあおられたらしいです。
一応、応急処置として瞬間接着剤で桁を繋げてありました。

さあ、♯８を飛行させます。
手投げでお機体を押し出すと、ぽっきりと桁が折れてうれしくもないのに機体はばんざいを極めました。
それで直ぐに修理。ちゃんとパッチを当てるなど補強もしてあります。
あらためてもう一度手投げ！そして左旋回！
舵は効いているものの、操作が出来るほどではありませんでした。
今思えば、サイドスラストが効きすぎていたのでしょう……。












♯９も同じく左旋回していきます。
そもそも♯９にはカナードがないので、サイドスラストはほとんど必要ないようにも思えます。
二機ともそのことに気づかず、左旋回は原因不明のまま過ぎました。












一方♯９のエルロンはまったくと言っていいほど効きませんでした。
そこでエルロンを拡大しました。











航空ベニアをエルロンに直接貼り付けて見ます。
かなり大きく、エルロンの面積は３倍近くになりました。
それなのに、この拡大版エルロンすら効果がありませんでした。
そんなこんなでプロポの電池が切れてしまったため、この日の活動はこれまでとなりました。

次回は♯９の改造機について書きます。
ではでは。

双子のジョイフル ♯８、♯９

長い間更新をサボっていました。すみません……。
定期試験や定期試験や定期試験があったため、忙しかったのです。
しかし昨日(月曜日)で試験も終わり、私たちは長い休みになりました。
これがほとんど春休みと同意なので、大会までずっと部活動に没頭できます。
もちろんブログも更新していきます。

ただ二週間も停滞していたため、それまでの報告すべき活動内容があまりに多い……。
今回一回だけで全てを報告することは出来ないため、何度かに分けてここに書きます。
全ては私の自業自得。停滞しなければこんなことにはならずに済んだのに！
今回から停滞しないことをここに誓います。


さて、停滞していた分をこつこつと消化していきましょう。
まず、新メンバーを紹介します。

小川原陽出君です。

じつは私たちよりも二つ年上なのですが、とても親しみやすく年齢の差を感じさせません。
岡田君が早期研修へ行くことになり、平日は活動に参加できなくなってしまったため、今回その補充として参加してもらうことになりました。
大会には岡田君は参加できるので、小河原君には製作を中心に手伝ってもらおうと思います。


♯７が壊れてしまい、次は当然♯８です。
ただし壊れた箇所が主翼のみなので、胴体はそのままにして主翼の交換だけです。
主翼は更に上半角を強め、今回は20度の上半角となります。




←♯６、♯７と捩じれが発覚しては糸で補修していたので、
製作精度を高めるために、今回は治具を作ってそれに合わせて
作りました。





上半角が大きくなる事により、更なる高機動性、高安定性が得られるだろうと予想しました。




←主翼後縁の形が特殊なので、治具もそれに合わせて傾いています。
少々バランスが悪い事と、中が見づらい事がデメリットです。





そうして♯８の主翼の骨組みが完成。
過去の機体に比べて誤差が少なく、非常に高い精度を誇っています。



←見よ！寸分違わぬリブの捩じれ！
治具の正確さが現れています。






後は紙を貼る（あるいは張る）のみ。
のりを桁やリブに塗り、出来るだけしわが寄らないように紙を貼ります。
そして紙を十分に濡らして、和紙を収縮させると……。

なんと、主翼の上半角が更にアップしました！
上半角は約25度で、本来の角度を5度程オーバー。

紙の収縮により、翼上面の距離が短くなってしまったようです。
せっかく治具まで使って作ったのに、これでは苦労が報われません！
とりあえずこれはこれで、とにかく使ってみることになりました。


タイトルにある♯９とは、♯８同時に製作した機体の事です。
今までに何度か試そうとして、結局叶わなかったもの。
それは……

エ　ル　ロ　ン

と言うことで最初からエルロン操作に特化した機体を作ろうと言う事が決定し、製作が開始されました。
なぜここまでエルロンにこだわるのかには、理由があります。
♯６や♯７を飛行させている間、気がついた事がありました。
ラダーを動かして、実際に機体が旋回しだすまでに、少々時間が掛かってしまっていたのです。

ラダーを動かす→機体が進行方向よりヨー方向に傾く→横滑りする→
上半角効果により機体がロールする→揚力が傾きカーブする

と、たくさんの工程を踏んでやっと機体が曲がるわけですから、遅れるはずです。
動きが遅れるため、当て舵をうまいタイミングで行わなければいつまでたっても、機体を安定させる事が出来ません。
操縦者が熟練の操縦士ならば問題ないかも知れませんが、岡田君は初心者です。

そこでエルロンの装備で機体を機敏に動かそうと案が出されました。

エルロンを動かす→主翼の揚力が左右で変わりロールする→
機体が傾いたところでエレベーターを動かす→カーブする

この様にラダーによる旋回に比べて工程が減っています。
操作による遅れはそれ以上に少なくなり、操縦者の思うままに飛行させることが可能です。

こうした理由で♯９を作ることとなりました。
こちらは♯８と違って胴体も一緒に作り変えてあります。
その大きな特徴は下のとおり。

垂直カナードの廃止
垂直カナードはもともと高いヨー操作力を目的として、設置された装備でした。
しかしエルロン装備機の場合はロールとピッチ操作しか出来ないため、カナードはあっても使えません。
アドバースヨー対策としてラダーだけは残しましたが、カナードは静安定を損なうため廃止しました。

上半角をゼロ
上半角にはロールの安定を高める効果があります。
今回はこの上半角を無くし、ロール安定を劣化させて機動力を高めようと考えています。
姿勢の復元力が減るため、エルロンが機敏に反応すると考えられます。
もし姿勢を崩しても、操縦者のエルロンの操作により回復させることが可能です。

他に、垂直尾翼の形をテーパー翼にした事や、離陸滑走をスムーズに出来るようにギアをスキッド式からタイヤ式に代えたなど、細かい変更点がいくつかあります。




←こちらも治具を使いましたが、上半角が無く平面のため、
非常に楽に作業が進みます。









←ランディングギア(テイクオフギア？)
木製で、二枚の航空ベニアでバルサを挟んだ構造になっています。
タイヤが真円になるように削ることに苦労しました。

カナードが無いことが、この写真から分かります。





♯９の主翼の骨組みが完成して、♯８と同時に貼った紙を濡らしました。
そうしたら、こっちも♯８と同じく歪んでしまいました……。
♯８は反り上がりましたが、こちらは激しく捩じれてしまいました




←見ての通り、上半角がありません。
紙の収縮で若干反り上がりましたが、それは無視できる程度。
捩じれの程度は、この写真では分かりづらいかもしれません。





♯９の捩じれは、例のごとく糸を張って補正しました。
今回の主翼は高さに違いが無いため、糸に角度を付けるために胴体から糸を引きました。


こうして二機の機体がほぼ同時に完成したわけです。
今まで通りの機構を、改良して作られた♯８
エルロンを装備すると言う初めての試みである♯９
この二機が飛行する場所は整っていす。


二機を製作している間、ジョイフルを飛行させることの出来る体育館を捜索していました。
室内飛行ロボはやはり室内で飛行させなくては、本来の性能は発揮されません。
体育館は私たちの学校の直ぐ近くにある、小学校のものを借りさせて頂く事になりました。

田原小学校の方、ありがとうございます。

体育館を使用出来たのが、先々週の土曜日(２月９日)の事になります。
そこでの様子は明日書く事にします。
まだまだ書く事はたくさんありますが、出来るだけ早く今の活動に追いつきたいと思います。
今日はここまで……

ではでは。