飛行開発実験室 RC飛行機 忍者ブログ
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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大雪が元旦にクリーンヒット。岐阜の実家は雪景色です。

最近は
マルイのラジコンヘリhttp://www.tokyo-marui.co.jp/products/swift/

ドリフトラジコンカーhttp://www.takaratomy.co.jp/products/drift_pkg/products/standard/index07.html
で遊んでいます。

室内で出来るので、風や寒さを避けれてよいですね。

ヘリを買ったのは初めてでしたが、これは安定していて非常に飛ばしやすいです。千石で箱割れ4980円。
友人の2000円ヘリと飛ばし比べて、安定性が桁違い。じっと、ゆっくり止まってくれます。


ラジコンではないですが、ラジコン化が流行ってるらしい
multiplex fox http://www.hitecrcd.co.jp/RC/multi_freeflight/fox/index.htm
も買って、そのまま遊んでいます。清々しい飛びをしてくれます。そして壊れない。
お金が出来たらRC化してみましょう。
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しばらく更新してなかったですが、いろいろやってました。

全日本模型ホビーショーに行ってきました。
ちゃっかりCTECも見てきました。
いもうと携帯の開発者は、慶應卒のお姉さんでした。

入口
送信者 ロ技研

東大鈴木研究室のブース
送信者 ロ技研

模擬飛行
送信者 ロ技研

あこがれの鈴木先生にサインを頂き、来年のロボコン出場と院での進学を勧められました。
心の底から嬉しかったです。



VC#の勉強を続けています。
ホビーショーでできた東大の友人に、パソコンをプロポをつなぐアイディアを聞いてパク真似しています。
とりあえずPCホスト側のアプリはできたのですが、シリアル/PWM変換器がうまくいきません。877Aの書き込みができなーーーーーーーいいいーーーーーーーーーーーーーーーーーーー


久しぶりの飛行機です。製作30分。
送信者 ロ技研
この風の中、初飛行を強行。とりあえず前に飛ぶみたいです。


ひどい雨ですね。飛ばせる日が減ってしまうのは困ります。

というわけで、矢上のロ技研部室にこもって作業しています。


まずはProgressⅢv2の経過について。

デプロンがへたってバンザイ癖がついてきたので、カーボン棒を上下に入れて補強。

送信者 ロ技研

送信者 ロ技研

グラステープぐるぐる、包帯少女。

送信者 ロ技研

胴体ボロボロ。直す気なし。。。


ProgressⅢv3の製作。後輩のために、ちょっと詳しく。

まずは材料と道具から。
送信者 ロ技研

EPP、デプロン、カーボンシート、カーボンロッド、Scotchプラスチック用強力接着剤、グラステープ、PPテープ、はさみ、カッター、ペン、定規、等々。

がんばると、こうなります。
送信者 ロ技研

主翼と尾翼はEPPを増やしました。
送信者 ロ技研

送信者 ロ技研

水平尾翼は、後縁と前の方にカーボンでスパーを入れました。前縁はなし。

エレベータを貼る。ちなみに垂直尾翼はそのまま貼り付けてるだけ
送信者 ロ技研

送信者 ロ技研
デプロンの接着は、糸を引いて感触が重くなるくらいペタペタ付け剥がしを繰り返すと、
硬化後はまず剥がれません。

エレベータホーンを貼ります。黒いのはカーボンシート。
送信者 ロ技研
送信者 ロ技研
1.0mmカーボンロッドと、3mmシュリンクチューブで連結。

サーボマウント。きつめに穴を空けます。
送信者 ロ技研
送信者 ロ技研

送信者 ロ技研
送信者 ロ技研

送信者 ロ技研

胴体は、三角の面をずらして上底面をつくると強度アップ。
送信者 ロ技研
メカハッチ1は、マジックテープ開閉式。
送信者 ロ技研

胴体前部。
送信者 ロ技研

これも三角形を仕込んで、折れる部分と折れない部分をつくるります。
送信者 ロ技研

上部にはマジックテープで主翼を固定。メカハッチも兼ねます。
グラステープで前の方を覆って、主翼を剥がしやすくします。
送信者 ロ技研

もう一度主翼。
送信者 ロ技研

送信者 ロ技研
前縁、半分くらい、モータマウントから中央部へカーボンシートのスパーを入れてあります。
また、上半角保持にカーボンロッドを2本。

SFGは大型化。上部を大きくして上半角効果を稼ぎます。
送信者 ロ技研

裏面。
送信者 ロ技研

フラップは主翼と一枚化しました。リブはモータマウントを兼ねてます。翼面積はちょい増えました。
送信者 ロ技研



とりあえず今日はこのくらいで。



あまり大きな声で言いたくないですが、東大の自動高度制御、なんでエレベータでやってるんでしょう。
高度の自動制御は、推力制御やエアブレーキ、スポイラーでやるのがよくある例です。
普通の人は、高さ上げたくなったらスロットル噴かして、下げたきゃスロットル落とします。エレベータは、そのあとの姿勢制御。
勉強してるはずなのに全くもってへんな勘違いですね。ふん。


河北から帰ってきました。毎日天気に恵まれて快適でした。


ニコニコに上げてみました。



E
PPやデプロンが届いたので、

補講の合間を縫って製作しました。

送信者 ロ技研

スパン50cm、全長60cmくらい。

ここまで、ドキドキの25g。

完成がとてもとても、とても楽しみです。

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
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。
データの解析をぼちぼち、というか必死こいてやっています。
XFLR5ってほんと便利ですね。いじってると時がたつのを忘れます。

まずは実験値




で、XFLR5上での各フラップ角の特性値。
がんばってテキトーに作った翼形に似せた←本末転倒

image005.gif








フラップ角0度の時の圧力分布は





フラップ角30度の時の圧力分布は




ついでに、フラップ角30度での境界層の様子は



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