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飛行開発実験室
電動RC飛行機の製作を中心に、 模型・電子工作、その他の趣味について なんとなく書き連ねていきます。
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今週は、
WindRider社の1.4mスロープグライダー
コレaircraft-japan.com/prod_datasheets/wr-glider.htm

S A L で

飛ばして遊んでいます。



組立30分、カーボンスパーが入って意外とカッチリしています。

上半角が小さいのか、やたらスパイラルモードに入るので、
カーボンスパーが入ってない翼端部の上面を
テープでテンションかけて二段上半角にしています。

浮きよく、くくくっと飛んでくれます。
風が強いと一発で流されてしまいます。
矢上のグランドは風下に新幹線があるのでシャレになりません^^;

狭い中、何度も投げていっぱい楽しんでます。

先週まではダクテッドファンでいろいろ実験。
なんも飛びませんでしたが。



手元で切らしてたEPPが届きました。
これから、全日本飛行ロボットコンテストに向け、適当に何とかします。

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4月一週目は源次郎沢に、二週目は盆堀川流域・棡葉窪と石津窪に行ってきました。
かなちゅうハイヤーに駅から作治小屋まで乗せてもらえました。¥3500。
写真は

源次郎沢
picasaweb.google.co.jp/xprin.serendipity/lXSQZI#

棡葉窪・石津窪
picasaweb.google.co.jp/xprin.serendipity/tWWnaC#




さて、しばらくぶりの製作です。

ダクトをやってみたくなったので、EDF50とY12L(kv5800)をIYH。
かっ飛び無尾翼もいいなぁと思いつつ、例によって全機後流偏向をします。

送信者

送信者

材料は2mmスチペと1.5mm航空ベニヤです。どっちもハンズ調達。
翼端板だけEPPとカーボンキュアシートですが、特に意味はありません。

偏向方式、というと少し大げさですが、スタイルは世に言うUSB方式です。
…単発で機体前方にポン乗せしただけ。
プロペラ後流偏向の流れからだと、噴流を上下に分けたいところですが、
構造を考えるのがめんどくさくなってとりあえず手を動かしてみました。勢いです。

地上テストを構内で何度かやってみました。
とりあえず、うるさい。そして飛ぶ気配なし。
秤に乗せたら220g、、、そりゃ飛ばんわ。
インテークに1.5mm航空ベニヤのリングをつけて補強しましたが、
ただの板でベルマウスなし。ここは後々。
もっと軽い電池を発注し、フラップを半分にしたり(明らかに大きすぎ)、車輪の位置を変えたりで、
やっと飛びそうな気配がしてきました。
スロットル3割くらいで翼端やフラップ後方下に手をかざしてみると、わりと流れを感じます。ウィングレットも軽く揺れます。意外。

DFに比べて機体が大きすぎる気がしてきたので、別に製作開始。こっちは30倍EPPがメイン。

佐川から再配達依頼を見落としたと連絡有り、電池交換はまた明日。


実は、これを完成させた勢いで無尾翼機を作ったのですが、おもいっきりの駄っ作機でボツ。
もっと腕を磨きたいところです。
授業が始まっています。
キャンパスが矢上に移り、専門科目や実習が増えて機械工学科らしくなってきました。
授業は週14コマ、バイトもまた始まってそれなりに忙しい日々です。


水曜の話。
そろそろ手を動かしくなってきたところで、友人から、ロ技研の新歓用に彼が設計した四足歩行ロボットの図面をもらいました。
元ネタは、テオ・ヤンセン氏のアレです。




ほんの最近、日比谷で展示会をやっていたそうですね。あと一週間早く知っていれば。。。

さっさと作って評価しろというので、夕方からロ技研部室で作業開始。
脚もリンクも方眼工作用紙で、のり付けテープ留め。数時間あればできてしまいます。紙設計だなぁ。
実際、今日の新歓工作会だけで半数は完成できたようです。のそのそとなかなかキモチワルイ動きで、ウケもよろしい。
僕の試作はと言うと、テキトーなパワープラントが無かったので、部室に転がっていたFA-130のギアボックス(たぶん高速?)に、中身が入っていた 6 V 単三電池ボックスを接続^^

送信者 ロ技研



【ニコニコ動画】【オーバードライブ】テオ・ヤンセン機構・四足歩行ロボット


友人は12脚を作り始めました。僕も、しばらくハマりそうです。
えらい久しぶりに書きます。
春休みは充実しきってなかなかヒマがありません。
テストが終わってから、

山スキー合宿→工場見学(イトーキ、東レ、東洋紡)→テクノキャンプ(日立建機)→山スキーリーダー養成

リー養はひどくハードなプランでくったくた、今は風邪でダウンしています。
飛行機とは関係ないですが、写真とか動画とか。

山スキー合宿/日白山滑降



山スキー合宿/雁ヶ峰
霧ノ塔手前より苗場山
送信者 09山スキー合宿

霧ノ塔より滑降



山スキーリーダー養成「火打山」
高谷池ヒュッテより火打山
送信者 山スキーリーダー養成


三田原山稜線よりリフトトップへの滑降



今日で必修のテストは終わり。選択科目が残り3つほどありますが、単位は足りてるので用済みです。
テストは比較的簡単なものが多かったので、授業のないこの期間はわりと暇があり、
マイコンの勉強や山スキーのリー養計画をしています。

最近PICをいじり始めました。
ロボット技術研究会部員としては本筋というところ、周りに凄い方々がいるのでいろいろ助かります。
とりあえず今はLEDをチカチカさせてるくらいですけど、しばらくは機体作りを休んで制御の勉強を進めていこうと思います。

5日にテスト期間が終わり、夜から浅貝の山荘に向かって、山スキー合宿が始まります。
交流会をはさんで苗場祭が16日に終わって山荘を立ち、17日からは滋賀で工場見学です。鬼畜ですね。
3月には山スキーリー養を受けて、他もろもろ。もう執行部になるわけで、ワンゲル関係でやらなきゃいけないことが多いことに書いていて今気づきました。
…忘れよう、うん。
さて、どこ登ろうか。
3.実験結果

・離陸距離(フルパワー時)
フラップ0度では10m、フラップ40度では1.0 m 以内であった。

・室内実験
機体静止・推力発生時の六分力センサによる測定は図2-1,2に、翼設計・解析ソフトXFLR51)でのシミュレーション結果は図3-1,2,3に示した。
以下、CL、CDはそれぞれ揚力係数、抗力係数であり、CL/CDは揚抗比を、αはフラップ角を指す。

送信者 創造演習report2.files
図2-1 フラップ角αと比作用力

送信者 創造演習report2.files
図2-2 実験機の特性

送信者 創造演習report2.files
図3-1 二次元翼の特性   

送信者 創造演習report2.files
図3-2 フラップ角0度での圧力分布(迎角2度)

送信者 創造演習report2.files
図3-3 フラップ角40度での圧力分布(迎角2度)



4.考察・フライトインプレッション

重心は平均翼弦の50%に落ち着いた。水平尾翼容積比が1.17、全翼面加重は20.6×10-5kg/dm2であるので、見た目ほど浮きは悪くない。重心を前に置くと車輪周りのモーメント大きくなり、また揚力尾翼の負担が減るので舵の効きが悪くなって離陸時のピッチアップが遅くなり、離陸距離が伸びてしまう。フラップ0度の時、離陸速度を3m/sと仮定すると、見かけのCLは主翼面積で0.56、全翼面積で0.35となる。フラップ40度の時、離陸速度を1 m/sと仮定すると、見かけのCLは同様に5.04、3.19と評価できる。このサイズの翼の最大揚力係数が1.2程度であるから、この高揚力装置による効果は大きくあると言える。

図2-1について、この結果は機体を静止させ推力を発生させた時、機体に働く力を測ったものである。縦軸はプロペラ回転数で無次元化してあるが、実際には7500rpm付近で測定した。これを見るに、30度まではαを増やしていくほど、比推力が減って比揚力が増している。本来なら比推力はほぼ一定のはずであるが二割近くも落ちており、推力が偏向されていると言える。推力の減少以上に揚力が増加しているのは、フラップダウンによるキャンバ増加に依るものであろう。10度からのグラフの立ち上がりはフラップヒンジ部での境界層剥離・再付着が疑われる。30度以降は明らかに失速しており、推力の若干の増加も流れの剥離に依るものであろう。

図2-2は図2-1から圧力係数を算出したもの、図3-1は実験機と同じ翼断面(AG4552)改変)での一様流れ中のシミュレーションである。前者の抗力係数は推力の減少分から擬似的に出した。その抗力係数が最大で通常の10倍ほど出ていることを見ても、推力偏向の効果が伺える。また、どんな翼断面でも揚力傾斜(dCL/dα)は殆ど変わらないはずであるが、二次元翼のそれに対して実験機のそれは約二倍大きい。それだけ推力偏向が貢献していると言える。    

図3-1,3-2は一様流れ中の比較で、フラップをおろすと翼面全体で揚力が増すことがわかる。これはキャンバ増加によるものといえよう。

結局、この高揚力システム全体では、フラップダウンでのキャンバ増加・推力偏向によるCLの上昇、プロペラ後流による流速増加(揚力は流速の2乗に比例)、推力・地面鉛直上方成分の寄与、及び地面効果によって見かけの揚力係数が増大、結果として離陸距離が減少することが成り立っていると言える。


5.結論

プロペラ後流偏向による高揚力装置は、RC電動飛行機の簡便なSTOL化に有効である。


6.今後の展望

プロペラ後流偏向による高揚力装置を採用すると、離陸が短くなるだけでなく、非常にゆっくりと飛行でき、ペイロードも増える。翼幅をのばせば滑空比は改善するであろうし、材料・工法の改善で重量も2/3に抑えられるはずである。以上の予想から、超低速での空撮を目的とした機体を開発中である。
発表は優秀賞をもらいました。
最初から賞狙って、想定以上の成果出して、もらうもんもらったので、勝利の味は格別です。
最終報告書は今週に締め切りがありました。以下コピペ。


プロペラ後流偏向によるSTOL機の開発


1.はじめに

プロペラ後流偏向とは推力偏向の一種である。安価なブラシレスDCモータやESC、リチウムポリマー電池の普及が進んだ現在、プロペラ後流を尾翼で偏向しポストストール制御を行うRC電動飛行機の例は数多くあるが、それを主翼の高揚力装置に用いてSTOL(Short Take Off and Landing)化を図るのが本研究のテーマである。この方式の利点は、リフトファンやティルト機構などを設けることなく、制御機器を含めてほぼ一般的な機体構成で実現できる点で、主尾翼をプロペラ後流中に配置することで高迎角時にも失速を防いで揚力・制御性を確保し、単純フラップを上下するだけで幅広い速度域での飛行が可能となり、またペイロードを増加できる。


2.設計思想

表1に機体仕様、図1に概観を示す。創造演習という限られた時間・予算内で取り組むため、多少の性能低下より低コスト化を優先した。例えば、尾翼は両紙スチレンボード、主翼は発泡スチロールのテンプレート熱線切り出しである。主翼はプロペラ後流に覆われるよう翼幅を短くした。水平尾翼にはロール制御のためにエレボンを採用した。地面効果翼機を意識し、両主翼下面を胴体で隔ててロール安定を、大きな水平尾翼でピッチ安定を地面付近で高めた。降着装置は首脚ステアリング三輪とした。度々の墜落が予想されるので、部品強度を確保、テープ留めヒューズの多用、修理性に配慮し、プロペラは胴体先端、主翼端、車輪を結んだ面内に収めている。

表1 機体仕様
--------------------
・全長 120cm    
・翼幅 60cm
・主翼面積 13.8dm2
・主翼アスペクト比 2.6
・全備重量 450g
・主翼面加重 32.6g/dm2
5ch,2アンプ,6サーボ
ラダー&ステアリング2・エレボン2・フラップ2
モータ:Waypoint E2205-36(kv1770)
プロペラ:GWS-EP7060
電池:Hyperion LVX800-2S(7.4v)
--------------------


送信者 創造演習report2.files
(a)

送信者 創造演習report2.files
(b)

図1 機体概観
KWVで谷川岳へ雪上訓練に登ってきました。20人ほどのパーティ。
初日は快晴、雪はほとんどなくトマの耳までハイウェイが続いていて、抜群の景色が広がっていました。
深夜にドカ雪、朝出たら一面真っ白、テントが一張り潰れています。1mほどの積雪。
帰りは吹雪の中猛ラッセルで、胸まで埋まることもありました。トップ・セカンドはきついきつい。
土合駅に降りても吹雪いて、逃げるように帰りました。

送信者 谷川岳
送信者 谷川岳
送信者 谷川岳
発表会は会心の90分間で大成功だった。
そのときのポスター。
送信者 創造演習


まともな離陸シーンを編集してみた。

気づけば年の瀬、あっという間に今日まで来てしまいました。
いよいよ明日は創造演習の発表会です。
開放してポスターセッション形式でやります。客引きのためにPVを作成しました。
 

公開終了


最終報告書の書き上げのために、ぼちぼち記事を書いていこうと思います。
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