超小型飛行機のプロペラ回転方向に旋回時の巻き込み挙動

プロペラの反動トルクによる問題です。正回転プロペラの時は右旋回の時に、逆回転プロペラの時は左旋回の時に、旋回中心に落ちていくような挙動を起こします。

挙動を減らす対策
主翼に捻り下げを付ける。

挙動を減らすトリム調整
直線飛行するようにトリムを調整するのに、ラダーコントロールなら垂直尾翼で、エルロンコントロールなら主翼翼端で、トリム調整を行う。

発生理論
挙動を起こす方向に旋回している時、プロペラ反動トルクはバンク角を小さくする方向に働いています。ですから、旋回操舵は大きめにしないと旋回しません。この状態で、外乱により降下又は、旋回中心にすべると、速度が増加します。すると、プロペラに余分に風があたるので、トルクが小さくなります。トルクが小さくなると、バンク角を小さくする働きが小さくなり、バンク角が増す挙動を起こします。バンク角が増すと速度が増加し、この現象はドンドン大きくなっていくのです。
この現象は大きな飛行機でも、プロペラの反動トルクはあるので、同じ現象が起こりそうです。しかし、スパンが大きくロールダンパーが大きいので動きがゆっくりで、挙動が起こっていることに気づきません。
対策
二重反転プロペラにでもしないかぎり、根本的に原因をなくすことはできません。
小さいプロペラにすれば、現象は小さくなりますが、推力が出なくなるのでその選択も難しいと思います。
巻き込み現象を冗長させる翼端失速を起こさないように、主翼に捻り下げを付けることぐらいです。
トリム調整
プロペラトルクの影響で、そのままでは直線飛行できない為、トリム調整が必要になります。この調整には超小型機特有のものがあります。
多くの超小型飛行機はプロペラを含めたモーターユニットの重量の比率が大きく、重心位置の近くに設置されています。プロペラの方向を変えてトリム調整すると、大きく方向を変えないとトリム調整ができません。すると横方向の推力の影響が出て、この巻き込み挙動を冗長することになります。
ですから、ラダーコントロールなら垂直尾翼で、エルロンコントロールなら主翼翼端で、トリム調整を行ようにすれば、この挙動を冗長することなくトリム調整できます。
プロペラの軽量化
プロペラを軽くしても、直接的に反動トルクには影響がありません。しかし、プロペラのバランスが悪くて、モーターユニットにギヤーを使っている場合は、状況が変わってきます。プロペラが軽くなるとギヤー効率が向上し、結果的に反動トルクが小さくなります。

Falcon1.7gサーボ搭載飛行機作成

よりクオリティの高い六畳間飛行を目的に、LivingRoomFly02より、さらに小型化した飛行機を作成しました。

モーターユニットは、PU04+GWS5030と、E-Chaegers+GWS4025の２種類を用意しました。どちらも、パワー的には満たしているので、広いエリアで飛行するなら、より軽量なPU04+GWS5030で問題ありません。しかし、狭いエリアでの飛行では、飛行機を上向きに飛行させ、推力の一部を推力に使わないとタイトな旋回ができません。ですから、六畳間で飛行させるにはより大きな推力を必要とするケースがあるのです。

テスト飛行
クリックすると2Mのムービーがポップアップします。
モーターユニットPU04+GWS5030では、六畳間飛行はできませんでした。
ムービーで飛行しているのは、モーターユニットE-Chaegers+GWS4025搭載した飛行機です。
LivingRoomFly04-05
モーターユニットPU04+GWS5030
総重量：18.2g
JMP 5-2.3+JMP5　　　　　　3.6
Falcon 1.7g servo x2　　　3.6
E-Tech Li-Poly 90mAh　　2.8
PU04 GWS5030 5.25:1　3.4
Structure weight　　　　　　4.8
モーターユニットE-Chaegers+GWS4025
総重量：24.1g
JMP 5-2.3+JMP5 3.6
Falcon 1.7g servo x2 3.6
Kokam Li-Poly 145mAh 4
E-Chargers 2.67:1 7.3
Structure weight 5.6

ダイニングテーブルから離陸

自宅のダイニングキッチンにテーブルを置いて、そこから六畳間に離陸できるようにしました。

過去に六畳間飛行に成功しているLivingRoomFly02を使って、ダイニングテーブルからの離陸飛行を行ってみました。
クリックすると3Mのムービーがポップアップします。
ダイニングテーブルに着陸させようと思いましたが、飛行速度が速くて成功できませんでした。
LivingRoomFly02-05
総重量：34.1g
JMP 5-2.3+JMP5 3.6
WES 2.4g servo x2 6.0
Kokam Li-Poly 145mAh 4.0
E-Chargers 2.67:1 7.3
Structure weight 13.2

Bob Selman Designs からパーツゲット その２

2004/4/8に注文（PayPal振込み完）した部品が、今日届きました。

今回は、消費税、通関料は掛かりませんでした。
Order List Total: $155.75
Kokam 20 mahr LiPoly cells $6.00 x4 $24.00
Falcon Gears Set #2 $13.00 x3 $39.00
Roger Carignan's Pinky $32.50 x1 $32.50
Falcon PU04 $18.25 x1 $18.25
Didel Coreless Motors:
MK06-3 6mm*12mm pink 3ohm 0.8mm shaft $3.00 x7 $21.00
MK06-4.5 6mm*12mm green 4.5ohm 0.8mm shaft $3.00 x7 $21.00

第３１横田スローフライヤークラブ飛行会

第３１回横田スローフライヤークラブ飛行会に参加しました。
1. LivingRoomFly04-04のテスト飛行
2. FBA-2C　Scale02-05の試験飛行
を行いました。

1. LivingRoomFly04-04のテスト飛行
予め、家でテスト飛行をして、主翼の後ろにプシャーでモーターユニットを配置する方式は、頭下げの癖が直らないことが判明しました。
今日は、トラクター方式でテストを行いました。
ラダーのみでエレベーターがないので、安定は大きくなければならないことがわかり、重心位置は前になりました。（５０％から３０％に移動）
ダイレクトドライブでは、パワー余裕がなく、高度を維持できるのは最初の数秒であることがわかりました。
　現場で、「Falcon PU03」のギヤーボックスを使ってU-80プロペラを駆動する形式としました。
この方式で何とか飛行可能になりました。しかし、安定不足か、主翼の剛性不足か明確ではないのですが、ノーズが下がるとタッキングすることがわかりました。
今後は、エレベーターを付けてテストするつもりです。
2. FBA-2C　Scale02-05の試験飛行
「AERO X」のモーターでは、パワーに余裕がなく、最初の数秒しか飛行できないことがわかりました。
プロペラはGWS４０２５でもテストしましたが、U80の方がマッチングが良いようです。
今後が、Didelの4.5ohm 6mmページャーモーターでテストするつもりです。

Found FBA-2C (Scale02-05) 軽量化

「AERO X」のモーター及び、E-Tech90mAhバッテリーを使って、Foundを軽量化しました。
全備重量：16.4g


「AERO X」のモーターに「Falcon PU03」のギヤーボックスを使ってU-80プロペラを駆動する形式としました。モーターユニットが軽くなったので、バッテリーは脚の位置になりました。コネクターはマグネットコネクターで接続しています。

LivingRoomFly04-04 完成

「AERO X」のモーターを使って、軽量化しました。


バッテリーはE-Tech90を使う事にしました。コネクターは磁石で接続する方式にしたため、スイッチはいらなくなりました。
Gross weight 10.7g
JMP Commbo 2.8g
MagnetActuator x1 0.8g
E-Tech Li-Poly 90mAh 2.3g
AERO X 3.7ohm 1:1 1.5g
Structure weight 3.3g