動安定 解析

XFLR5に動安定を解析する機能があるので、試してみました。

以前、R-21の縦静安定を解析する為、入力してあったデータに動安定解析に必要なデータを追加して、計算してみました。
動安定を計算するには、慣性モーメント計算が必須になります。
XFLR5では[file][Wing and Plane Design][Wing-Plane][Current Plane][Define Inertia]で、翼、胴体、その他(メカ)の重量を入力すれば計算してくれます。
動安定計算は[file][Wing and Plane Design][Polers][Define a Stability Analysis]で、初期状態を入力します。
初期状態とは、外乱要因（風の乱れなどで、機体が傾いたり、横滑りする状態）と操舵を定義できます。
今回は、横滑り(b=5°)で計算しました。
解析結果のダッチロールモードとスパイラルモードをそれぞれアニメーションで再生しました。
実際の飛行はこれらもモードが同時に発生するので、アニメーションはフライトシミュレーションとは違います。
各モードアニメーションの後に時系列のグラフを表示しています。
R-21

この機体はラダーエレベーター機で、若干ダッチロール気味の挙動を示すのですが、計算では２秒ぐらいで収束しています。スパイラルは10秒ぐらいで収束しています。
R-21 ダッチロール
極端な挙動を見たかったので、垂直尾翼を外してみました。

ダッチロールは発散しているわけではありませんが、この挙動はRC操作で押さえることはできないと思われます。
R-21 スパイラル１
極端に大きな垂直尾翼を付けてみました。

スパイラルは発散しているわけではありませんが、収束するのに何十秒もかかってしまいます。
FF(フリーフライト)ではNGですが、エルロン付きのRC操作なら押さえる事ができるかも知れません。
R-21 スパイラル２
主翼の上反角をなくしています。

スパイラルは発散してしますが、最初の数秒はゆっくりしているので、エルロン付きのRC操作なら押さえる事ができるかも知れません。
R-21　上反角、垂直尾翼無し
主翼の上反角をなくした上に、垂直尾翼を外してみました。

ダッチロール傾向もなく、スパイラルは発散してしますが、最初の数秒はゆっくりしているので、エルロン付きのRC操作なら押さえる事ができるかも知れません。ただし、ラダーが無いので、何らかの方法(ドラッグラダーとか、スポイレロンとか)でヨー操舵だできないと　RC飛行は実現できなと思われます。