羽ばたき 解析

飛行会で撮影したBird01と、多摩動物公園で撮影した鳥との羽ばたきを比べてみました。


Bird01、鳩、クロトキを210fpsのハイスピード動画で撮影し、その動画から羽ばたき１回分の静止画を取り出してみました。Bird01の羽ばたきが鳥の離陸時に印象が近いので、鳥は離陸シーンを撮影しています。
また、静止画は離陸直後ではなく、２～３回羽ばたいた後をサンプルしました。
Bird01






鳩






クロトキ









まず、スペックデータを記します。ただし、実際撮影した鳥のデータは採れないのでwebからの参考データです。
Bird01
　翼開長：846mm
　翼面積：15.7dm2
　体重：220g
　翼面荷重：14.0g/dm2
鳩
　翼開長：668mm
　翼面積：6.2dm2
　体重：390g
　翼面荷重：62.9g/dm2
クロトキ
　翼開長：1344mm
　翼面積：26.9dm2
　体重：1500g
　翼面荷重：55.8g/dm2
静止画にタイムを記しました。29fpsで再生しているので、羽ばたき周波数が計算できます。
羽ばたき周波数(Hz)
　Bird01：8.037
　鳩：9.052
　クロトキ：4.718
羽ばたき下げ時間比率
　Bird01：0.556
　鳩：0.459
　クロトキ：0.543
羽ばたき方向
鳥もBird01も後上から前下に羽ばたいている。Birdは翼付け根のT方向(前後方向)の曲げ剛性が小さいので上下に羽ばたいているが前後に翼端は移動している。
鳥は、離陸直後は前後に羽ばたいているが徐々に上下方向に移行していくようです。
迎角
鳥もBird01も風圧で、羽ばたき下げ時は捻り下がり、上げ時には捻り上がっている。
鳥は羽ばたき上げ時、翼をたたみぎみにして羽ばたき効率を上げているようです。
Birdは捻り剛性が小さいので羽ばたき下げ時、大きく捻り下がっている。
これが、羽ばたき飛行時にダウンセッティングになっている理由のようです。
ただし、Birdは羽ばたき上げ時に翼をたたむことができないので、この大きな捻り下げがないと羽ばたき効率が落ちて飛行できなくなると思われます。
羽ばたき周波数
翼開長が大きいほど、翼面荷重が小さいほど、羽ばたき周波数は小さくなる傾向にあります。
Bird01は羽ばたき上げ時の翼たたみ機構がないので、羽ばたき効率が悪く、羽ばたき周波数は大きくなっているようです。