Acro330 軽量構造で再スタート

以前作成したAcro330は素材テスト(60倍発泡 EPP)を兼ねていたので、飛行機としての完成度は今一でした。
そこで、今イメージできる軽量構造で　Acro330　試作２号機　を作成することにします。

ポリエスチレン(ポリ袋)用接着剤 入手

新宿に用事があったので、東急ハンズでポリエスチレン(ポリ袋)用接着剤を入手しました。

Gasparin G10 磁極チェック

Gasparin G10 の磁石が2枚づつ張られていたので、その磁極をチェックしてみました。
結果：12極
2枚づつの理由は作業効率？
それとも磁力の効率？
何れも想像の域を出ません。

HXM1400-2000 ゲット

栗田さんに共同購入してもらった5gブラシレスモーターを体育館で受け取りました

YSFC練習飛行会 参加

Gasparin G10 Pico をFound100に搭載してテストしました。



モーター、アンプ、バッテリーを以下のチョイスで行いました。
モーター：Gasparin G10 Pico
プロペラ：MCF3222
アンプ：Micro Invent社１セル専用ブラシレスESC MBC2
バッテリー：軽量リポ電池20mAh　Full river社
フルタイム20c近くの放電になるので、飛行時間は2分弱と短めです。
しかし、この軽量チョイスで十分モーターのパワーは出ていると思われます。

20mAh 1セルLi-Poly 作成

先日入手したバッテリーにコネクターを着けました
バッテリー重量：1.0g

G10 ゲット

motoショップから軽量ブラシレスモーターG10を入手しました。


--------- 注文リスト　-----------------------
超軽量ＦＭ 5ch受信機 MINOR FLAT PLUS １個
72ＭＨｚ帯
FUTABA/SANWA/JR対応
Micro Invent社
超小型ブラシレスモータ Gasparin G10
Micro １個
Nano １個
Pico １個
Micro Invent社１セル専用ブラシレスESC MBC2 １個
スマートサーボ　 RC-1 ３個
軽量リポ電池20mAh　Full river社　　　　 ４個
超軽量カーボンペラMicroInvent社
MCF5030 ２個
MCF5030S ２個
MCF4027 ２個
MCF3222 ２個
1mmピッチコネクター
　　　　　　　オス　 3Ｐ　　MY-1.0-2.6-3P １０個
メス　 3Ｐ PM-1.0-3P １０個

Found100 4ch化 スタート

以前飛ばしていたピーナッツスケールRCのFound100はマグネットアクチュエータで3ch飛行機でした。
これを、現在入手できる軽量サーボ、モーターユニットを使って4ch化しようと言う訳です。
この写真はその飛行機からメカ、モーターユニットを外して量りに乗せているところです。

TEAM QUADRA アウトドア飛行場にて

（撮影：須賀）
TEAM QUADRA アウトドア飛行場で約10年前に作成したRCハンドランチグライダーを飛ばしました。
当初は、先日改造したモグラを飛行させるつもりでしたが、調整中にモーターユニットがクラッシュしたのです。
急遽、元のノーズポッドを取り付けて改造前のハンドランチに戻して飛行させたわけです。

ありあわせ モグラ 製作

天袋の奥にしまってあるガラクタ箱からハンドランチRCグライダーを発掘しました。ブラシレスモーターユニットをノーズに装着し、モグラに改造してみました。
スパン：740mm
全備重量：150g

第78回F西多摩体育館飛行会

Cassutt300の上下重心位置を調整しました


バッテリーを上に搭載

Cassutt300のバッテリーを上に搭載し、上下重心を上にずらしての飛行テストを行いました。
結果は重心が上過ぎのようです。
飛行姿勢がフラフラして、安定させられませんでした。
バッテリーを胴体内部に搭載

Cassutt300のバッテリーを胴体内部に搭載し、上下重心を調整しました。
調整前：ロールレートが一定しない
正面から背面にロールするよりも背面から正面にロールさせる時の方がロールレートが大きい。
調整後：ロールレートが一定になった
SmartServo RC-1　の不具合？

操舵してないのにサーボが誤動作する様子が見られる。特にバッテリー電圧が下がってくるとその傾向が顕著になる。
誤動作するサーボはエレベータのみでした。
バッテリー電圧が下がってない時でも、誤動作するケースもあるようです。
一つ前の動画で、離陸直後の墜落は、エレベータサーボ誤動作の可能性があります。

コードレス 半田ゴテ 入手

新宿に用事があったので、東急ハンズで　バッテリー式のコードレス半田ゴテを購入しました

YSFC練習飛行会 参加

Cassutt300のテスト飛行をしました。
前回の飛行会で調整終了する前にクラッシュして動画が撮れなかったので、今回は最初の調整から動画を撮っています。


初飛行

リンケージした後、動作確認していないことを忘れていました。
最初、ラダーリンケージが逆になっているのに気づかずにテスト飛行しています。
3分40秒の時点でやっと気が付きました。
最後の方で宙返りにトライしていますが、推力不足で満足な飛行ができません。
右ロールも同じ状態です。
プロペラ交換
推力不足なのが分かったので、プロペラを
MCF4027からMCF5030に変更することにしました。

アクロ飛行テスト

宙返り、ロール、背面飛行は問題なくできることを確認しています。
しかし、アクロ飛行に必要なパワーを出す為には大きな電流が必要なことが分かりました。
動画の中では、バッテリーが劣化しているか疑っています。しかし、搭載しているバッテリー(85mAh 15C)では最大放電電流ぎりぎりで、一瞬しか飛行できないのは当然です。
バッテリー交換
バッテリーを85mAhから180mAhに交換しました。
このことで、全備重量が2g余り大きくなります。（全備重量：約26g）
バッテリー交換後は推力、飛行時間共に満足の行く飛行機になっています。
その後、須田さんに操縦してもらい、トルクロールもできることを確認しました。
「SmartServo RC-1」について
このサーボは他のサーボに比べ、動きが遅いようです。しかし、今回程度のアクロ飛行なら十分にこなせることが確認できました。
軽量で、そのわりにはトルクが大きいメリットを活かせる飛行機に搭載すれば、動きの遅いデメリットを補てんして十分余りあるパフォーマンスが発揮できると考えています。

Cassutt300 完成

Cassutt300が完成しました
全備重量：23.8g

Cassutt300 機体完成

Cassutt300の機体が完成しました
機体重量：10.1g

Cassutt300 製作開始

前回の飛行会で操縦させてもらった「Cassutt Sugaバージョン」が非常に飛ばしやすかったので、これを元にLi-Poly １セルで飛行できるパイロン機を製作することにしました。

YSFC練習飛行会 参加

デルタ　トラクター　改造　　テスト飛行
重心位置を調整し、コントローラブルな飛行ができるようになりました。
そこで、右ロールにトライしたのですが、急激にノーズが下がって「墜落大破、テスト終了」。
今回は動画なしです。
その後、栗田さんからIFO改を借りて、ロール練習したのですが、デルタ翼はロール時のラダー、エレベータ制御が難しいことがわかりました。

デルタ トラクター 改造

前回の飛行会でスローフライトができないことが分かったので、スパン、翼面積を大きくしました。
全備重量：23.5g

1、２セル用ブラシレスアンプ CT-7A 入手

栗田さんに共同購入してもらったアンプを体育館で受け取りました

デルタ トラクター 初飛行

デルタ　トラクターのテスト飛行をしました



推力的に余裕があるので、コブラ飛行でスローフライト可能かと考えていました。
しかし、コブラ状態に入るとロールとヨーイングが連動して起こり、制御できませんでした。
動画の飛行は、翼端を追加した状態です。
この状態でも、コブラ飛行はできません。通常飛行では速度が速すぎて、この体育館ではオーバル飛行がやっとの状態でした。

デルタ トラクター

プッシャーでは、テールヘビーが解消できないので、急遽トラクターに変更
全備重量：20.9g

デルタ プッシャー

デルタ翼のプッシャー機を作ってみました

SmartServo RC-1 動作確認

トキコーポレーションの軽量サーボ「SmartServo RC-1」をRC受信機に接続して動作を確認しました


問題なく動作しているようです。
RCユニットはAcro400搭載のものを使いました。
RCメカ
モーターユニット

YSFC練習飛行会 参加

Acro400でF3P-Cの飛行練習をしました

F西多摩体育館用 スローアクロ飛行機

Clik!の想定している飛行エリアは40m x 20mです。
F西多摩体育館のサイズは30m x 20mなので、Clik!を飛行させるには少し狭いことになります。
そこで、この体育館サイズに合うスローアクロ飛行機を考えて見ました。


エリアはClik!の想定している飛行エリアの75%サイズ(30m x 15m)で計算してみます。
スパンは75%サイズなので600mm
速度も75%になるので、全備重量は32%になり
Clik!(120g)のダウンサイジングだと、38g
Clik!(150g)のダウンサイジングだと、47g
と言う事になります。
目標スペック
スパン：600mm
全備重量：40g
モーター最大静止推力：60g

Acro400で解った事

先日の飛行会で、Acro400のアクロ飛行性能をテストしました。
Acro400は、スパン400mmのスローアクロ飛行機と呼んで良いレベルと思われます。


この飛行機の全備重量は30.4gです。Clik!(スパン：800mm)の軽量に仕上げたもの(全備重量：120g)と翼面荷重ではほぼ同じになってます。
つまり、飛行速度はほぼ同じです。
飛行エリア
スパンがClik!の半分だからと言って、Clik!の想定している飛行エリア(40m x 20m)の半分のエリア(20m x 10m)で飛行できる訳ではありません。
それは、スパンは半分になっているけれども、飛行速度は半分になっていないからです。
もし、半分のエリアで飛行させたいなら全備重量をさらに1/4にする必要があります。
操縦の難易度
私が操縦してClik!ではホバリング姿勢が維持できたのに、Acro400ではできていません。
つまり、サイズに対して重すぎると操縦は難しくなります。
ですから、操縦テクニックを上げるか軽量化テクニックを身に着けるかしないとさらなるダウンサイジングはできません。
サーボトルク
Acro400に使ったコイルサーボ(MCS2)はトルクが1.3gcmでClik!で良く使われているタマゾーサーボに比べると1/1000しかトルクがありません。
しかし、リンケージや動翼バランスなどのケアをしっかり行えばアクロ飛行は可能と言う事です。
つまり、アクロ飛行に必要なサーボトルクの下限が解ったと言えます。
例えば、飛行機サイズが2倍、重量4倍のClik!の必要最小トルクはコイルサーボの8倍ということになります。
トルク10倍のトキコーポレーション「SmartServo RC-1」を使えばClik!はアクロ飛行できる可能性がある訳です。

第76回F西多摩体育館飛行会

Acro400のアクロ飛行性能を確認しました。


主翼新型空力オブジェ
以前、主翼にはClik!と同じ空力オブジェが装着されていました。
この空力オブジェは2mmデプロンで作成したClik400からの流用です。
この形をAcro400のカーボンロッドポリエステルフィルム構造で再現するのは厳しいものがあります。
そこで、空力オブジェを3角形の板に付け替えてテストしてみることにしたのです。

ロール性などを損ねることなく、コブラ安定性が増しました。
私の操縦テクニックでは今一安定させることができませんでしたが、ホバリングも可能なようです。
コッシーさん操縦
Acro400のアクロ飛行性能を確認する為、コッシーさんにお願いして、操縦してもらうことにしました

ホバリングは問題なく操縦できるようです。
ロールの挙動に癖があるようですが、左右ロールもできているように見えました。
宙返り、背面飛行も問題なくできているようです。

瞬間接着剤 入手

近所の青梅モケイで瞬間接着剤を入手しました。

YSFC練習飛行会 参加

今回は最初の飛行でクラッシュし大破してしまいました。
応急処置をして、飛行会終了まぎわに取りあえず飛行したのみです。



クラッシュで、胴体前部の1mmカーボンロッドが折れてしまいました。
太いカーボンロッドに取替える応急処置をしています。
胴体前部のフィルムは剥がしました。
その為、ロール時に降下しています。それだけでなく、舵の効きも悪くなってしまいました。

ブラシレスモーターの改造

アウターローターブラシレスモーターはローター側に磁石が張られていて、内側のステーターにコイルが巻いてあるだけのシンプルな構造です。
シンプルなだけに、気軽に改造ができる訳です。
モーター改造と言っても、飛行機に搭載して飛行するのが目的なわけで、実際にはどんな飛行機？、プロペラは？、バッテリーは？など考慮しなければならないことが多くあり、一言で語れるほど簡単なものではありません。
今回は、改造の為のイメージを紹介します。


飛行機とモーター推力
モーターの推力と飛行機の全備重量（バッテリーも全て込みの重量）の比率を推力重量比と言います。
静止推力での推力重量比を目安に、インドア飛行機の飛行可能な推力をイメージしてみますした。
インドアRC(宙返りできない)飛行機
スパンが大きい(800mmぐらい)：推力重量比が0.4以上が飛行目安
スパンが小さくなってくると大きく無いと飛行できない。
スパン330mmぐらい：推力重量比が0.7以上が飛行目安
スローアクロRC(ホバリング可能)飛行機
推力重量比が1.2以上が飛行目安
プロペラ
プロペラは空気を加速して後ろに吐き出し、その反力で推力を出しています。
プロペラ直径が大きいほど、大きい面積の空気を動かすことができるので大きい推力を出すことができます。
例えば、５インチのプロペラと８インチのプロペラでは８インチの方が大きな推力を出すことができます。
また、５インチのプロペラと８インチのプロペラで同じ推力を出している場合は８インチのプロペラの方が小さいパワーのモーターで可能になります。
同じ推力を出しているプロペラなら、直径が大きいほど回転数は小さい傾向にあるし、直径が大きいプロペラは小さなプロペラよりピッチが浅くなる傾向にあります。
モーターについて
kv値とは
kv値はそのモーターの単位電圧あたりの無付加回転数を言います。
例えば、先日仕入れたコスモテックBLモータCT1811-1500のkv値は1500rpm/Vです。
つまり、Li-Polyの２セル(7.2V)でプロペラ付けずに回すと10800rpmで回ることになります。
電動モーターは
無付加回転数の半分が最大出力回転数になり、
最大出力回転数と無付加回転数の間に最大効率回転数があります。
kv値が同じ別なモーター
上の説明で判るように、kv値が同じだからと言って出力パワーが同じとは限りません。
同じメーカーから出ている同じシリーズモーター
例えば、コスモテックBLモータのCT1811-1500、CT1811-1800、CT1811-2000などは、
同じ最大出力パワーでその回転数が２セル(7.2V)の場合
CT1811-1500は5400rpm
CT1811-1800は6480rpm
CT1811-2000は7200rpm
という事が期待できるかもしれません。
コイルを巻き直してkv値を変えてみる
同じ出力パワーでkv値を変えるには線径と巻き数の法則があります。
巻き直しターン数＝オリジナルターン数ｘオリジナルkv値／巻き直しkv値
巻き直し線径＝オリジナル線径ｘ√巻き直しkv値／√オリジナルkv値
例えば
CT1811-1800はφ0.24mmスター巻き23ターンです。
これのkv値を2200にするには
巻き直しターン数：19ターン
線径：φ0.265
と言う事になります。
実際には、入手できる線の径が限られるのでそれに合わせてターン数を変える必要があります。
注意点は大きい側に変更するとステーターに巻けなくなる場合が出てきます。

Acro400 モーター交換

前回の飛行会でホバリングするには推力重量比が小さいことがわかったので、モーターをGasparin G15 4W Beeから自作モーターに交換しました。モーターの電流値が上がるのでバッテリーも85mAhから180mAhに交換です。
全備重量：30.9g

ハニービー メインローター調査

ハニービーのホバリング安定性に興味があり、調べてみました。


メインローター直径：135mm
サブローター直径：70mm
サブローターはメインローターより20度進んでいる。
サブローターの先端には重りが装着されている。

メインローターはピッチ方向に自由度があり、サブローターはブレードを傾ける側に自由度がある。
メインローターのホーン10mmとサブローターのホーン6mmでリンクしている。
サブローターは15度傾斜可能。従ってメインローターピッチは9度（右+9度なら左-9度）変化することになる。
サブローターが傾斜した場合、下側ブレードのメインローターピッチが小さくなる。

自作BLモータ・ワークショップ ベンチテスト結果

(撮影：栗田）
自作BLモータ・ワークショップで作成したブラシレスモーターをその場でベンチテストしました。
その結果の詳細です。


プロペラ：加藤さんのテストがGWS8040でそれ以外はGWS8043で行いました
アンプ：TP12A
バッテリー：Kokam 1040mAh x2


製作者
左上：加藤　中上：須田　右上：田辺　下：矢口
このモーターは当初私がイメージしていたものよりKV値が小さい事がわかりました。
コイル巻き数
田辺さん　　　　　　：１４ターン
加藤さん、矢口さん：１２ターン
須田さん　　　　　　：１１ターン
になっています。
田辺さんのモーターは電流は小さいのですが最大静止推力は１２ターンのに比べ１５％ほど小さくなっています。
どのモーターも電流値が５A弱で、モーター温度も上がっていません。
ですから、ホット（巻き数を減らして）に巻きなおせばもっと静止推力は大きくなると思われます。
ちなみに
田辺さんのモーターに大きなプロペラを付けてテストしましたが、推力は大きくなりませんでした。
このモーターについている磁石、ステーターの厚みなどの条件から１４ターンで出力できるパワーはこの辺が限界のようです。

TEAM QUADRA飛行会 参加

Acro400の調整を行いました。



としちゃんのアドバイスでプロペラをMCF5030からMCF5030Sに交換してみました。
多少の改善はありましたが、まだホバリングするには推力が不足しているようです。
エルロンのオーバーバランスをさらに強めたので、左ロールも可能になりました。
右の1/4ロールで姿勢が乱れる症状はまだ残っています。

YSFC練習飛行会 参加

Acro400の右ロール調整を行いました。


問題発生

今まで、飛ばしてきたインドア飛行機ではなかった症状が出ました。
左バンク角が大きくなると操舵不能に陥いってしまします。
しかし、左ロールはできるのです。
原因は左翼のフィルムが剥がれていたことです。
フィルムを後縁に折り込んでいるので、接着が剥がれていても通常飛行では変な挙動は起きないのです。
ある横滑り角で飛行するとフィルムが後縁から剥がれて、急激に揚力を失う現象が起きていました。
フィルムをテープで仮固定してテスト続行することにします。

オーバーバランスセッティング
最初の写真はエルロンのピボット位置です。
ルート部分は25%ですが、翼端部分は40%にピボット位置があります。
実機の場合、パイロットに舵のニュートラルが分かるように、操縦管にはバックプレッシャー（常にニュートラルに戻ろうとする力）が働くように調整します。
この力が大きいと操縦しにくくなるので、動翼にバランサーを付けてバックプレッシャーを弱めます。
このバランサー調整をやり過ぎると、バックプレッシャーが無くなったり、逆になることがあります。
この事をオーバーバランスと呼んでいて、実機ではタブーになっているわけです。
非常に小さいトルクのコイルサーボ（タマゾーサーボに比べると約1/1000）で操舵するには必須のようです。

1/4ロールで姿勢が乱れる症状が残っています。調整が必要と思われます。
ホバリング飛行できない
モーターパワーが小さくてホバリング飛行ができない状況です。
クラッシュ時のダメージか？、プロペラのダメージか？、このモーターのパワーはこんなものなのか？
原因特定までいたっていません。

BUGATTI のmodel 100 製作開始

この飛行機特有の型を崩さずに飛行可能に持っていけるかが重要ポイントになります。最終的には二重反転プロペラ、尾翼のラダーエレベータミキシング、及び引き込み脚まで入れ込みたいところです。


二重反転プロペラ
過去に作成してベンチテストのみで飛行機に搭載したことの無い二重反転プロペラをこの飛行機に搭載することにします。
スパン
二重反転プロペラのサイズが100mmなので、そこからスケールサイズを求めるとスパンは450mmになります。
モーター
ベンチテストのモーターはFeigao1208430Sを使っていましたが、重たい割に非力なので自作ブラシレスモーターでいくことにします。
��号機コンセプト
最初は二重反転プロペラで飛行させる所に重点を絞ることにします。
素材は先日仕入れた「H.P.Sシート」を使ってみます。
基本的に板翼機構造でいきますが、主翼は片持にする必要があります。
桁構造にするか、板翼カーボン補強で行くか、検討中です。

Acro400 改修

前回の飛行会で発生した初期トラブルを改修しました。
右ロール問題に関しては、対策（新作ラダー）や実験(動翼バランス)ができるように改修しました。
全備重量：24.9g

Acro400 右ロール 解析

先日の飛行会では右ロールが上手くできません。
そこで、右ロールの動画を解析してみました。


撮影機材は目視カメラです。
飛行シナリオ
体育館奥から、左旋回で自分に向かって飛行させ目の前で右ロールさせました。
1/4右ロールしたところで急激に高度ロスしているので、左ラダーを操舵しています。

動画の2.85秒から3.78秒まで静止画をピックアップしました。





左旋回で自分の目の前まで飛行させて
2.92秒まではまだラダーが左に操舵されています。
2.98秒からラダーニュートラルにし、右にフルエルロン操舵しました。
3.18秒からロールの挙動が始まります。
3.38秒の時点でラダーが右に流れています。（操舵していない）　この時点から急降下が始まります。
3.65秒の時点で左ラダーを操舵しています。
その後何とか急降下は抑えて後半のロール飛行ができています。
背面からの右ロールは特に操舵しなくても高度ロス無く飛行できています。
この現象は、飛行中の舵の動きを記録する　実験その３の「左翼が下になったナイフエッジ：21.12秒」と似ています。
ラダーはClik400を流用しているので、同じ現象が生じている可能性があります。
ラダーを新規作成する必要があるかもしれません。