♯７の一生

日曜日、ジョイフル♯７を飛行させました。
ところがその日、私は野暮用があったため♯７の飛行には立ち会うことが出来ませんでした！

ですので、細かい内容は報告できないので、写真を中心に書いていきます。

その日はとても風が強かったらしく、♯７の正確な飛行性能はわかりませんでした。




上半角を大きく付けたためか、旋回性能は高くなっているそうです。

後で動画で見させてもらいましたが、風が強いせいかフラフラしていました。

あまりに風が強いため風に向かって飛ばすと、まるで空中で静止しているように見えました。


岡田君はジョイフルの性能の限界を確かめたかったのか、思いっきり上昇させました。

ジョイフルはぐんぐんと上昇し、ついには周りのネットを越えるほどの高さに達した模様。
その高さはおおよそ１０ｍです。
どこかへ飛んでいかれては困るので、途中でやめたそうですが。












午後、例のごとく校舎に侵入して充電を済ませたジョイフルを飛ばしました。
ところが風に流されて……


ズガっ！


先週はネットのポールでした。
そして今週はサッカーのゴールのポストにヒットしてしまいました！





←右翼をやられました。
壊れ方は前回よりも酷いようです。
♯７はたった一週間の短命だったのです。



黙祷・・・


この瞬間から、風の強い日は屋外での飛行禁止となりました。

これ以上の飛行は不可能なので、今回も例のごとく退散だったようです。

でも挫けずにジョイフル♯７

先々週はジョイフル♯6の主翼が壊れました。
それで先週は当然ジョイフルの修復です。
一応として主翼はGFRPに使うグラスファイバーを使って補強をし、直してみたのですが……。
やっぱり、完全に直すことは出来ませんでした。

どんどん新しい機体を作って飛ばし、それでダメならまた新しい物を作る。
これが私たちのやり方です。
今回のジョイフル♯６の場合は、更に上半角を付ければもっと機動性が良くなるのでは？
このような観点から、上半角さらに大きくしたジョイフル♯７を製作することになりました。
ただし主翼以外は無事だったので、胴体や尾翼などは流用しました。



♯６と♯７との違いは以下の通り

１．主翼上半角が強まる。
機動性強化が目的

２．胴体の短縮。
♯６の胴体を真ん中から二つに切って、短くしてからまた接続したもの
プロペラ後流がより強い部分に尾翼が位置するようにする。
より胴体剛性が高まるようにする。

３．垂直カナードの下半分がない
♯６でカナードの下半分を切り落としたので、これもそのまま流用です。

４．主翼に張ってあるフィルムの種類を変える
今までは半紙を使っていましたが、部室で見つかった謎の黄色い紙を使うことにしました。



この黄色い紙、なかなか高性能なようです。

フィルムの種類	1ｄｍ^2辺りの重量	主翼に張った場合の重量 (16dm^2)	半紙を０と考えて 主翼に張った場合の重量増加
黄色いフィルム	0.78g	12.6g	＋7.5g
黄色い紙	0.17g	2.8g	－2.4g
熱収縮フィルム	0.17g	2.8g	－2.4g
サランラップ	0.19g	3.1g	－2.1g
半紙	0.32g	5.2g	0g

と、部室で見つかったフィルム類の中では一番軽いのです。
そして熱収縮フィルムと違い、水のりで貼ることが出来ます。

更に更に熱収縮フィルムと同じように、黄色い紙も収縮させることが出来るとわかりました。





←何もせずに張った場合
しわが張っていません。
このままでは翼型が保てず抗力となり、揚力も減ります







←水を飛ばして、乾かした場合
水にぬれた部分のみ縮み、しわが寄っています








←紙全体を濡れティッシュで水を塗って乾かした場合
ピンと張ってしわがほとんどありません
理想的な翼型に近くなっています。




そうして出来たのが、これ。





←ジョイフル♯７
全体的に黄色が主体の飛行機になり、胴体も短くなったため
全体的なイメージがガラッと変わりました。



明日ジョイフル♯７の飛行の様子を報告します。

ではでは

♯６の飛びっぷり、そして……

日曜日、とうとう♯６が飛びました！
今回はその飛びっぷりと、その後の活動について書き込みます。

金曜日の部活動が終わる直前、私たちは部室から♯６とその他いろいろな備品を持ち出しました。
♯６はすでに出来ていても、飛ばす時間と場所がないのです。
平日なら部室を自由に開けられ、そしてエプロンを使って飛行できます。
しかし土日は基本的に学校は閉じ、部室もエプロンも使用は出来ません。
それでもとにかく早く飛ばしてみたかったので、日曜日でも閉じない学校のグラウンドを使用することにしたのです。

そして日曜日、私たちはグラウンドに集合しました。
雲行きはあやしく風の強い日で、決してラジコンを飛ばすには最適な天候とはいえません。
それでも私たちはそそくさと飛行の準備に取り掛かります。
要領は♯４.５とおおよそ同じなので、それほど苦労することはなく♯６も飛行させることが出来ました。



←実は画像左から右へ向かって、風に流されています。





ただ、♯4.5と同じくまっすぐ飛ばす事は難しく、♯６もふらふらとしながら右に向かって旋回していきました。
その原因も前回と同じで、主翼の歪みによるものでした。
すぐに糸で補整します。
やっぱり経験があると違います。もし直し方を知らなかったら、私たちは途方にくれていた事でしょう。
これでおおよそまっすぐ飛ばすことが出来ます。
ただ風が強いのでふらふら飛行だけはどうしようもありませんでした。


とりあえず♯６を使って実験をして見ましょう。
まず、直径20ｍの円をグラウンドに描き、実際の競技場を再現しました。



←自由に線を書けるのは、土のグラウンドの特権です。
誰もいないのに遠慮がちにグラウンドのすみっこに円を描いています。
私たちって気が小さいですねぇ……。




円を描いてみて思ったのは、想像よりも小さいな、と言うことです。
この狭い円の中で、飛行機を飛ばさなくてはいけないのは、難しそうだと思いました。

動翼がカナードのみの場合、旋回半径はおおよそ3mほどで円の中を飛ぶのが精一杯と言う様子。
円の中をくるくると回って見ることならば、それほど難はなさそうではありました。
何度か墜落をしましたが、地面がやわらかい土なので機体へのダメージはとても少なく、安心して飛行させることが出来ます。

続いてジョイフルのおおよその飛行速度を計測しようと試みました。
10ｍを何秒で飛行するかを計ります。
二人の人間が縦に並び、一人の横をジョイフルが通過すると計測開始。
そしてそこから10m離れた地点に立つ、もう一人の横を通過した瞬間に計測終了。
スタート地点よりも後方からジョイフルを飛ばして十分な加速をし、より巡航中の飛行速度に近づけます。

ところが横風が強く、まっすぐ飛ばすことは出来ませんでした。
あまり精確ではないものの、計測した結果は約2.5秒。
そのことから巡航速度は秒速約4mだと言うことが分かります。
過去のコンクールに参加していた機体の情報と比較すると、ジョイフルは相対的にはそこそこ低速に出来ているようです。

次は垂直尾翼にも動翼を付けて、どれだけ運動性が良くなるのかを確かめます。
するとその運動性がすごいの何の！
左旋回ならば半径1m以内の急旋回を披露します！
機体が強く左に傾いているため、上半角の影響を強く受けているようです。
尾翼を動かした方が上半角効果をうまく引き出せると言うことなのでしょうか？

この辺りでバッテリーのパワー残量が減り、ジョイフルに元気がなくなってきました。
ちょっと学校の中に侵入して電気を拝借。そして充電。
私たちも休憩して昼食をとることにします。

数十分経過して、再び飛行に取り掛かります。
次はモーターの取り付け角をずらして、推力を偏向させて、カナードの下半分を切り取ります。
♯4.5では上だけのカナードを装備して時は勝手に右に旋回していました。
それで下側にもカナードを付けたのですが、推力を偏向して右旋回する力を打ち消すと言う解決策もあります。
今回はその実験です。

ただどれだけ角度を付けてモーターを貼ればいいのか分からず、ひとまず適当な角度で取り付けます。
その結果、♯6は不安定な飛行をして、更に横風を受けてどんどんとグランドのすみにあるネットの方へ。
別にネットに衝突するならば問題ないのです。やわらかいので。

あぁ～～～……

グシャ

うわ……？

とても鈍い音が聞こえました。
運の悪いことです。
主翼にネットを支えるポールが直撃し、右翼にめり込んでから機体は落ちました。



←この通り、ポールが主翼を切り裂きました。
リブも割れてしまい、再利用は困難です。

ご愁傷様です……。



仕方がありません。
今回の活動はここで終わるほかありません。

一応グラウンドも無断で使っているので、さようなら～～。

ではでは

人騒がせなアンプ

パソコンがインターネットに接続できないと言うトラブルがあり、ブログの更新が少し停滞してしまいました。
ですから、月曜から金曜までの活動内容を報告します。

冬休みに起こったバッテリーの火災以来、アンプがメーカーから送られて来るのをひたすら待っておりました。
アレから随分と時間が経過しましたが、とうとうアンプが届いたのです。
火曜日、すでにジョイフルはアンプがあればいつでも飛べる状態だったので、すぐに新品のアンプと繋ぐことにしました。
しかし何かがおかしい事にすぐに気がつきます。
モーターのコネクタがメス型に対し、アンプのコネクタもまたメス型だったのです。
これでは二つを繋げる事はできません。
私たちはまたもアンプを使うことが出来なくなってしまいました……。
すぐにメーカーに連絡をし、三日以内にオス型の新しいアンプを送ってくれると言いました。

ところでメス型のコネクタのアンプなのですが、部室の棚にオス型のアンプが確かあったはず……。
前回アンプを見つけたあの棚です。

ちゃら～ら～、ちゃちゃらちゃちゃらら～ん♪
ミズコシはアンプを手に入れた。

やった、期待通り見つけることが出来ました！
新しいアンプが届くのを待ってる時間はありません。
このコネクタを直ぐにハンダを使ってアンプにくっつけます。

無事に作業は終了し、モーターとも繋ぐ出来るようになりました。
その日はこれで作業終了。
もう次の日には♯6を飛ばすことが出来るはず……



でした。



木曜日にはさっそくジョイフル♯６に、前日にコネクタを付け替えたアンプを装備させます。
そしてそのままエプロンで飛ばそうとしました。
しかし、
プロポをいくら動かしてもジョイフルに変化がありません。
何が起こっているのか良く見てみると、アンプとレシーバーとを繋ぐコネクタが断線しているのがわかりました。

私たちはまたもジョイフル♯６を飛ばすことが出来なかったのです。
もう色々と愚痴を溢したいところですが、これも直す他ありません。
この日は作業できる時間が限られていたため、ここで作業は終了です。

そして金曜日、コネクタの修理をします。
かなり小さな部品だったためかなり難航しましたが、何とかうまく繋げることが出来ました。
更に、接続部分を補強します。ゴム性の樹脂を塗って固めたのです。
それはアンプだけでなく、サーボのコネクタ部やレシーバーのアンテナの根元など、千切れる心配があるところは全て施しました。
もう、こんな事になるのはゴメンですから。

実はこの時新しいアンプが届いていたのですが、意地でも修理したアンプを使いたかったのです。

金曜までのアンプの事件はこんな感じでした。
かなり手間取りましたが、これも経験です。




さて、ジョイフルにエルロンを装備すると言う計画がありました。
試験的に付けて飛ばしてみようと言う計画です。
アンプに手間取りながらも、エルロンは何とか作っていました。




←フラップのように見えますがエルロンです。
エルロンが翼根に付いているのは作りやすいと言う理由と、アドバースヨーの影響を減らすためです。







←カナードと繋がっていたサーボにそのままエルロンとを繋げてあります。
サーボの力を伝える構造をピアノ線にするとシンプルでいいですが、糸に比べてとても重いです。






←サーボとカナードを繋ぐ糸が交差しています。
エルロンの動きに合わせてアドバースヨーを打ち消す方向に動くように繋がっているからです。





動きが鈍くなっていて、今週の活動ではジョイフルを飛ばす事が出来ませんでした。
来週こそは飛ばせることが出来そうです。


ではでは

ハイ・ロー・ミックスってなーに？

未だにアンプが届かず、少々活動が停滞しています。そのためか議論だけが暴走気味に進んでいました。

議論の内容は主に、どんな状況でも柔軟に対応できるだけの汎用性が必要なんじゃないか、と言う議論です。
機動性をとことん上げて、どんな場所へも即座に移動可能と言う事が重要なのではないのかと言うのです。
例えば前回のブログに描いたコースでは、左右の隅にある文字は読めません。
もしも文字がその隅集中していたとしたら……。
例えば前回のブログに描いたコースを飛ぼうと思ったら、曲がりきれずに壁に衝突と言うことになったら……。

結局のところ、コンセプトのハイ・ロー・ミックスと言うのは操縦者の思い通りに操作できるかどうか、と言うことなんでしょうね。
まっすぐ飛ばそうと思ったらまっすぐ飛び、曲がろうと思えばその通りに曲がる。

当たり前なんですけど、飛行「ロボット」として一番重要なのはこれなんですね。
今までは飛行機としてみていましたけど、これは目的を達成するために使う機械なんです。
だから私たちの指示に忠実に応えてくれなくては。
「われはロボット」にあるロボット三原則にもそう書いてあります。
第二条が

「ロボットは人間にあたえられた命令に服従しなければならない」

とあるくらいですから、言うことの聞かないロボットではロボット失格です。
ちなみに第一条が

「ロボットは人間に危害を加えてはならない」

で、第二条よりも重要な原則なわけですが……。

しまった、ジョイフルに安全対策をほとんど考えてなかった

いちおうジョイフルには危害を加えるような要素はほとんど持っていないと思うのですが……。
コンクールに出場するまでには、何か考えなくてはいけませんね。


さて、前振りが長くなりました。

機動性を上げる方法としてはいくつか案があります。

一つ目が上半角を更に大きくするという事。
ラダーを操作するだけで機体が大きく傾くようになるため、エルロンがなくても旋回ができます。
ただこれはジョイフルで最も労力の必要な主翼を、また新たに作らなくてはならないため、すぐに試すことは出来ません。

二つ目は垂直カナードとラダーを連動させると言う案。
単純に舵が多いほうが良く曲がるだろうと言うのと、垂直安定板の生む安定性が機動性を下げる原因になってしまっているので、逆に垂直安定板に舵を付けて安定性を下げようという考えです。
♯４．５でやろうとして結局出来なかった機構です。
これを♯６にも付けてみようという事です。
これだったらすぐに改造可能なので、装備して実験します。


そして三つ目の案があります。
こちらもすぐに装備して試すことの出来るものです。
前回のブログの中に、エルロンを装備しようと言う意見があると書き込みましたが、なんと本当に装備すると言う事になりました。
まず、実験的にエルロンを♯６に付けます。エルロンの機構はとてもシンプルで容易に着脱可能です。
そこで装備なしと装備ありの場合の性能を比較する計画です。
もしもここでエルロンの性能が実証されれば、次の機体からは設計図の段階から装備されます。

仮にエルロンが採用された場合、ラダー類が必要なくなるように思えるのですが、エルロン装備時でもラダーが無いと問題があります。

アドバースヨーです。

エルロンを動かすと、下がった方のエルロンの揚力が上がると同時に抗力も増え、逆に上がった方のエルロンの揚力が減るのと同時に抗力も減ります。
左右のエルロンの揚力に違いが出るからこそ、機体を傾けることができる訳ですが、抗力にも違いが生まれてしまうのでこれが問題になります。
例えば右に旋回しようと右に操縦桿(？)を傾けると、機体は右に傾きながら左右の翼の抗力の違いのせいで、左翼側だけが減速をして左に旋回しようとしだします。
つまり曲がりたい方向とは逆の方向に曲がろうとする力が働いてしますのです。
これを防ぐために実機ではエルロンを動かす時には、ラダーも一緒に動かします。
しかしこのジョイフル♯６の場合はサーボが二つしかないためラダー、エルロン、エレベーターの三舵をそれぞれ動かすことは出来ません。
そもそもサーボの数が増えると重量も増え、また三つのサーボを操ることは操縦者への負担が増えます。
出来ることならあまり増やしたくはありません。

そこで♯６ではエルロンとカナード、あるいはラダーとを連動させてアドバースヨーによる力を打ち消すだけの力を生もうという計画です。
現在はそのエルロンを製作中です。

もしもエルロンが装備されるようになった場合、ラダー類はアドバースヨー対策のためだけに装備することになります。
そうなれば垂直尾翼のラダーだけで十分対策が取れるでしょうから、垂直カナードは安定性を損なうだけの代物となり、次の機体からは不必要として無くなるかも知れません。
個人的には、垂直カナードちょっと変わった特徴で気に入っていたために、外されてしまうのはちょっと寂しいです。


今後の計画では、
まず改造なしの♯６を飛行させて性能を見る。
次に尾翼にラダーを付けた場合を確かめる。
そしてエルロンを装備する。ただしアドバースヨー対策はなしでどれほどの影響があるのかを見る。
最後にアドバースヨー対策をして、どれほど舵を効かせればいいのかを確かめる。
と言う工程です。

その様子は随時更新します。

ではでは。