ベル型揚力分布 計算式

楕円の揚力分布式は
Y=b/2*COS(ξ)　　　　ξ：グザイ
X=K*SIN(ξ)　　　　　K:ルート翼の部分揚力

ベル型の揚力分布はSIN(ξ)を累乗したものである事がわかった。
2乗、2.5乗、3乗のベル型揚力分布と、先日XFLR5で解析した揚力分布と比較してみた

PRANDTL-D(NASAの実験機)

ベル型揚力分布の2.5乗に近い分布になっていることがわかった。

計画中のインドア無尾翼FFHLG

ベル型揚力分布の2乗に幾分近いが、翼端部分が離れている。

今回の計画はFF(フリーフライト)なので関係ないが、プロバースヨーは期待出来ないかもしれない。

翼端捻下げ翼

ベル型からは外れているので、ベル型揚力分布の利点は期待出来ないと思われる。

インドア無尾翼FFHLG作成計画

基本コンセプト
1mmカーボンロッドを主桁として、その前後に1mmバルサを接着した板翼の無尾翼機
翼平面形は先日XFLR5に取り込んだNASA実験機と同じにする。
スパンは、手元の廃材ボックスにあった1mmカーボンロッドで作れるサイズ、649mmにする。

XFLR5へ取り込み
ルートコード翼型を５点の直線で作成してにたが、2次元ポーラー計算できなかった。

 

そこで、同じ翼厚のNACA4文字系列の翼型を使う事にした。
翼型　NACA0001、NACA0003、NACA0006
NACA翼型は[Foil][NACA Foils]で作成できる









捻り下げ
ルート翼NACA0001、チップ翼NACA0006で捻り下げはルートからチップまで直線的に変化(直線捻下げ翼と呼ぶ)した形状にする。
捻り下げを変えた翼をいくつか作成し、静安定の大きさをNASA実験機と比較する。
静安定の大きさはモーメント係数(Cm)で比較できる。
[View][Polar View]で「Cm.vs.Alpha」グラフ上にカーソルを合わせ右クリック
[Current Graf][Export Graf]でcsvファイル出力できる
同様にNASA実験機のCmデータもファイル出力し、OpenOfficeCalcでグラフ比較した

「WingFlatNACA0001_0006」が捻り下げのない翼で、Cm変化がない。これは安定ゼロになる。対称翼で捻り下げが無いのだからあたりまえ。
捻り下げを6.5°にすると、NASA実験機と同じ静安定になることが分る。

次に、スパン７０％(227mm)から捻り下げをつける翼（翼端捻下げ翼と呼ぶ）で同様の比較をしてみると、捻り下げが14°で同様の静安定になる事がわかった。







直線捻下げ翼と翼端捻下げ翼の性能比較
全備重量を20gとして比較した
直線捻下げ翼
　MaxL/D      Alfa=5.5° V=5.49m/s L/D=8.84
　最小沈下　Alfa=7.5° V=4.53m/s Vz=0.57m/s
翼端捻下げ翼
　MaxL/D      Alfa=5.5° V=5.14m/s L/D=8.61
　最小沈下　Alfa=6.5° V=4.68m/s Vz=0.57m/s

揚力分布の比較はNASA実験機も含め比較してみた

XFLR5上は直線捻下げ翼と翼端捻下げ翼はほとんど差がでない。

試作１号機としては、シンプルな方（直線捻下げ翼）で製作してみることにする。

エスフォルタ飛行会 参加

私の持って行ったFFHLGは旋回半径が大き過ぎて、３Fの金属柵に衝突、尾翼破損。
飛行中止となってしまいました。
もっと軽量なFFHLGを作成してリベンジですね。

今回の飛行会はハンドランチとゴムパチンコ発進のグライダーが参加していました。
今回は参加してない、ゴム動力の飛行機をやっているメンバーもいるそうです。


参加者は自由に飛行調整しています。
石井さんのハンドランチ飛行を撮影してみました。

緩衝材取り付け

石井氏(やまめ工房)が平日にインドア飛行会開催。

引越以来眠っていたSlowfly(模型飛行機)の箱を開けてみることに。


ノーズにメラミンスポンジを装着してみました。

この機体は屋外用に石井氏に作ってもらったもの。体育館にはちょっとヘビーかな？


取りあえず持って行って、飛ばせそうなら、ランチしてみるつもりです。

初ランチ

近くの球技場は正月休み(ゲートオープンされない)。朝早起きしなくても飛ばせる。
久々にFFHLGを飛ばしました。


円盤投げ発進(DL:Discus Launch)だけでなく、槍投げ発進(JL:Javelin Launch)の高度を測定してみました。
JL(最後の3ランチ)での高度が全て19mになっていました。
後で調べて見ると、この高度計(How High)は最低計測高度が15mでそれに満たない時は、データが更新されずに、前回の記録が残っていることが分りました。
ですから、JL(最後の3ランチ)の取得高度は全て15m未満だった訳です。

DLトレーナー機 ランチ練習

高度、タイム　共に低調でした。
最高高度：19m
最高タイム：44秒

原因
微風（約1m/s）？
ランチ方向によって取得高度が変わるかも知れません。しかし、広さの問題でランチ方向が限られてしまい、確かめることができませんでした。
肉体疲労？
昨日、ワールドモデルスまで自転車で買い物。往復約16km。
原因特定までいってません。朝練経験を積めばわかってくるかも。

DLトレーナー機 高度測定

なかなか練習ができていない状況。
高い取得高度は期待できませんが、測定してみました。

重り追加
前回の飛行で、ピッチングぎみだったので、ノーズ重りを0.2gから0.5gに変更。元のノーズ重りに戻したことになります。


3回目の飛行が快心のランチでした。しかも、浮きが良い空気だったのでタイムも１分２３秒。
しかし、その時は高度計がランチ時に外れて高度測定できませんでした。
今日の最高取得高度は25m。４年半前の測定では28m。思ったよりランチ能力は衰えていないようです。
翼カバー必要

分割式でリュックサックに無造作に入れて運んでいました。
出がけにリュックへ入れる時に翼が欠けたようです。動画で、翼欠けが確認できます。

家に帰って、リュックの底を調べると、欠けらが見つかりました。
早速、翼カバーをもうけることにしました。

DLトレーナー機 ランチ練習

ノーズウェイトを0.2g追加して、ハンドランチ練習。

８月に0.5g減らして、今回0.2g増加。まだピッチング気味のよう。
元に戻して見た方が良いかも知れません。
ランチ後、上昇し頂点でかえって滑空に入る。しかし、頂点で大きくピッチングしているようです。
4、5回目のランチでは、飛行時間が50秒を超えています。しかし、頂点でのピッチングはあるようです。ピッチングの大きさが小さいことと、ランチスピードが大きいことで、タイムが延びていると思われます。
かえりを決めるのは、ランチスピードとランチ角度の問題なのか、釣合安定の問題なのか、まだわかっていません。

iPod Touch 動画撮影

iPod Touch を使ってDLトレーナー機の飛行シーンを撮影しました。


ランチ開始時に、撮影開始ボタンを押下。ランチ後、機体を追っかけるようにしてみました。
これで、機体が着陸した時点での撮影時間が飛行時間となります。最初の画像乱れはありますが、ストップウォッチを使わなくても飛行時間測定ができます。
液晶が暗く、朝日に向かっての撮影になってしまったので、機体をうまくとらえることができません。
その後、ランチ場所変更。しかし、風も少し出てきていて、かえり時の機体が向かい風になってしまうのが原因なのか、ランチミスが連続しました。
最後の飛行で何とかかえす事ができましたが取得高度は今一のようです。

ランチフォーム撮影 その３

止めていたステップを入れるようにしました。
投げ上げ角度を緩めていますが、５年前よりは角度が大きい（投げ上げている）ようです。

ランチフォーム撮影 その２

サングラス型ムービーカメラを三脚に固定して撮影してみました。

サングラス型ムービーカメラでは画質が十分ではなく、ランチフォームの確認が今一でした。
DL_Trainer入手直後のランチフォームとは違ってきているようです。
2008年のハンドランチ講習会
2009年のHLG 計測
現在のフォームは上に投げ上げるようなフォームになっています。

ランチフォーム撮影

円盤投げ発進(DL:Discus Launch)のフォームを撮影してみました。

三脚固定のカメラからランチシーンを、同時に目視カメラで飛行シーンを撮影。
数回のランチ飛行を通しで撮影する。
帰宅後iMovieで編集しました。
ランチシーンは90°右から撮影したほうがフォームが見えるかも知れません。
目視カメラは、いつも使っているデジカメはランチシーンに使われているので、
サングラス型ムービーカメラを使いました。
しかし、画質が悪くて、飛行姿勢の判別ができませんでした。

主翼台座 破損

前回の飛行で主翼の台座に割れが入ってました。

たぶん、6回目のランチ直後に急降下してグランドにノーズから墜落しています。
その時に破損したと思われます。
8/6のランチミスの時はアスファルトに墜落しているので、主翼と剥がれる破損が起こりましたが、今回はそこまで大きな衝撃ではなかったようです。
最後の69秒飛行は、この破損した状態でランチし滑空していたようです。

主翼取り外しがやりやすくなるように、カーボンロッドに把手をつけました。

DLトレーナー機 ノーズ重り 減

やっと飛行し始めたDLトレーナー機。
やや突っ込みぎみだったので、さらにノーズの重りを0.5g減らしてみました。

時々ピッチング傾向がでています。静止気流での飛行なら、むしろこのぐらいの方が飛行時間をのばせそうです。

円盤投げ発進(DL:Discus Launch)はまだ不慣れ。ランチミスが多いです。
7回ランチしているのですが、ある程度高度が取れているのは半分ぐらい。その飛行でも上昇頂点でスムーズに滑空に入れず、１回ピッチングしています。
一番タイムが出た最後のランチ（飛行時間：69秒）でも頂点で少しピッチングしています。
その飛行時、滑空に入った直後、軽い上昇風域に入っているようです。そのエリアを出る時、気流におされて旋回半径が大きくなっています。

DLトレーナー機 小旋回 飛行

旋回半径を小さくする調整がやっと決まりました。

軽くランチしてみると、突っ込みぎみ。
ノーズの重りを減らし(0.5g)て滑空が良くなってきました。
2投目で、ランチが決まっています。
飛行時間：40秒

DLトレーナー機 修理

ランチミスで主翼剥がれ。
瞬間接着剤とパワーリップで修理しました。

主翼と台座を瞬間接着剤で固定。主翼の根本の所に幅10mmのパワーリップを貼付けました。
台座と主翼をまたぐようにパワーリップを貼っていません。
これは、今回の墜落で主翼と台座が剥がれることで他に大きなダメージが及んでいません。
つまり、ヒューズ的に働いているのです。
ですから、その機能を残したまま、奇麗に剥がれるようにパワーリップを貼っています。

翼下面に制作者である、石井氏自筆のメモが残されています。
修理で4.5g重量増加しました。

DLトレーナー機 クラッシュ

ランチミスで、木に接触。
そのままアスファルトに墜落、主翼の付け根の台座と主翼がはがれました。

ランチの際、手離れが早くなってしまい、滑空にはいる場所がずれています。その結果、木に接触したのです。
手離れがもっと早ければ、ツリーランディングになっているところでした。

DLトレーナー機 クリア塗装

早速、追加パーツ部分にクリア塗装しました。

DLトレーナー機 右翼端重り追加

前回のテスト飛行で、旋回しなくなっていた。
右翼端に重りを積んで、左右のバランスを調整しました。
全備重量：43g

当初、0.6gの重りが接着されていました。
今回は3mmの皿ビスで重量変更可能にしています。

DLトレーナー機 修理後 テスト飛行

翼を修理したDLトレーナー機
滑空テストしました。

左翼の修理で、左右の重量バランスが左重になっている。
ラダーはそのまま(右セッティング)でも旋回しなくなりました。
右翼端に重りを積んで、左右のバランスを調整しないとダメのようです。