YAK-55 改造しても YSFC飛行機ガイドライン 厳しい

FunFly用のRCキット「YAK-55」を改造してYSFC飛行機ガイドラインに収められるか検討したが、かなり難しいことがわかりました。


現在手元には、REALFLIGHT G3購入時におまけで付いてきた「YAK-55」がある。この飛行機はFunFly系のRCキットで、このキットを軽量化してFunFly実験機にできないか検討してみた。
YSFC飛行機ガイドラインのモーター重量20g以下のブラシレスモーターは完成品を購入するのはまだまだ厳しいようです。（何種類か発売されているようです）
しかし、手巻きで自作すれば、何とか達成できる重量のようである。（例：自作モーター）
キットで入ってきたパーツをそのまま計量すると、１２２ｇです。
軽めのメカをチョイスして全備重量を予測すると、約190gとなる。
約４０ｇの減量しないとガイドラインに収まらないことになる。

キットパーツを使った場合はかなり厳しいと思われる。
もっと発泡率の高い素材を使いサイズも小さくしないと現実的でないと思われる。
このキットを元に作成することは断念することにしました。

１セル用ブラシレスモーターパーツ 追加購入

自作ブラシレスクラブ（鳥居さん）から１セル用ブラシレスモーターパーツを追加購入しました。
今回は新宿に行く用事があったので、鳥居さんの事務所にお邪魔して、手渡ししてもらいました。
鳥居さんの外見から受ける印象そのもので、フランクに色々話をしていただけました。
とても参考になり感謝してます。


私が疑問に思っていることを、どんどん投げかけても、ニコニコしながら答えてくれました。
鳥居さんの答えてくれた内容を私なりに解釈して、以下に書きます。
��．ファンフライに必要な推力重量比はどのくらいかと、色々な人に尋ねると、人によって１．２ぐらいと言うひとから２ぐらい無ければダメと言う人までいて、今一イメージが掴めないのですが、鳥居さんのイメージを聞かせてください。
鳥居さん：これには色々な要素が絡んでいます。まず、過激に飛ばしたい人（低空水平飛行していて直角に上昇して高度を取るなど）と、おとなしく飛ばす人（徐々にエレベーターをアップにしていって、ホバリング飛行に入る）では、必要とするパワーが違います。次に、屋外で飛ばす場合、風の乱れに対応しなければならないので、余分にパワーが必要になります。さらに、この事象を複雑化させていることは、バッテリー満充電のベンチテストデーターで言っている人と実際に飛行させている状態を言っている人で、言っているパワーはかなり違ってきます。
鳥居さんの持っているイメージは屋内で、実際に飛行させている状態での推力重量比は１．２あれば問題なくファンフライできると言うことです。ちなみに、鳥居さんはおとなしく飛ばす人だそうです。
��．ファンフライ入門には大きな飛行機が好ましいと聞きますが、鳥居さんのイメージを聞かせてください。
鳥居さん：飛ばしやすいファンフライは、まず推力重量比が適切であるかが最も重要です。
インドア飛行を前提にしますが、「1.」でも言ったように、飛行している状態で推力重量比が１．２ぐらいであればスパン600mmぐらいでも飛ばすのがさほど難しくありません。勿論、普通の飛行機を飛ばせる人が前提です。当然、大きい飛行機の方がふらつきは少なくて飛ばしやすいけれども、その分広い場所がなければNGです。屋外だと、風の乱れがあるので、推力重量比も大きくなければいけないし、スパンも大きくないと飛ばしずらくなります。
��．ファンフライ飛行での操縦と、普通の飛行機の操縦の違いを教えてください。
鳥居さん：ファンフライはラダーを多用することです。ホバリング時は、エレベーターとラダーを同じように使って姿勢を維持しなければなりません。ですから、ラダーは必須になります。通常のエルロン機の場合、ラダーは何も操舵しなくても飛行可能です。しかし、ファンフライはホバリングと通常飛行の中間状態もあるのでその状態でもラダーは操舵しています。従って、ファンフライで通常飛行している時でもラダーは多用するようになるのです。
鳥居さんは、エルロンエレベーター機をひさしぶりに飛ばした時、無意識にラダーを操舵していて、何も姿勢変化しなくて慌てた経験があるそうです。
購入パーツリスト
新ステイター　　　３個
新ステイター用プロテクター　　３セット
巻線（シングル巻）０．４ｍｍ　３セット
合計　　　￥６００

FunFly06

カーボンパイプ、カーボンロッドを使って作成された、アクロバット飛行の練習機です。ホバリング系のアクロバットは未経験なので、このようなアクロバットに向く飛行機のかたちがイメージできません。そこで、変更可能な構造としました。

FunFlyに必要なバッテリーとモーターユニット

FunFlyとは、ホバリング飛行を中心としたアクロバット飛行をすることを目的とした飛行機です。
ですから、１回の飛行時間は最低でも１０分できれば１５分必要と考えています。
ちなみに、スケール機などはデモンストレーション飛行がメインになるので５分も飛行できれば十分です。
しかも、ホバリング飛行を中心としているので、最大モーター推力重量比は1.8、平均モーター推力重量比は1.2は必要と考えています。

飛行時間が１５分必要ということは、平均放電量は4Cとなります。
バッテリーは個々に性能が違うので一概には語れません。
そこで、以下のバッテリーをサンプルに検討してみました。

メーカー	1セル重量	容量	連続放電量	MAX電流	4C電流
KOKAM	4.0g	140mAh	7.0C	0.98A	0.56A
Worley	3.9g	170mAh	6.0C	1.02A	0.68A
E-Tec	5.5g	250mAh	7.5C	1.88A	1.00A
KOKAM	10.5g	340mAh	20.0C	6.80A	1.36A

例えば、KOKAM140mAhを使った場合、電流0.56Aで、推力重量比1.2が出力できるモーターユニット、飛行機サイズ（全備重量）を選択しなければなりません。しかも、電流0.98Aで、推力重量比1.8が出力できるモーターユニットでなければ、目的を達成できません。
モーターユニット、飛行機サイズが具体的でないと、実感を持ったイメージが作れません。
そこで、DENYさんの7.5gブラシレスモーターで可能なFunFly飛行機バッテリーをシミュレーションしてみました。
モーター性能は
GWS6030ペラでMAX電流値3.4Aで推力90g
平均電流1.5Aで推力65g
としました。
「KOKAM 340mAh 2セル」使った場合を考えてみます。
平均電流1.5Aは4.4Cで飛行時間13.6分になります。モーターユニットのMAX電流値3.4Aなので、このバッテリーで十分回せます。
平均推力65gで推力重量比1.2なので、全備重量54gとなります。MAX推力90gなので、その時の推力重量比は1.7とちょっと非力目です。
次に、全備重量54gでFunFly飛行機が作成できるかを検討します。

メカ:7.9g

受信機(JMP 5-2.3):2.5g
サーボ(Falcon 1.7)X3:5.4g

ブラシレスモーターユニット:15.6g

モーター:7.5g
プロペラ(GWS EP-6030):2.1g
アンプ(PHOENIX 10):6g

バッテリー:21g

KOKAM 340mAh x2:21g

メカ、バッテリー、モーターユニット合計重量は44.5gとなり、飛行機の構造に残された重量は9.5gとかなり厳しいが工夫すれば達成可能かもしれません。後、実績のないFalconサーボがトラブルメーカーにならないか気になります。

FunFly05

この飛行機はFunFly01の後継機として作成したアクロ練習機です。建築用断熱フォーム（スタイロフォーム、Depron、など）を使って、A4クリアケースに入る飛行機を作成しました。プロペラへのダメージが無いように、プロペラをプッシャーにしました。

状況：休止

FunFly04

ロールとピッチをコントロールする為に、テールにファンを配置しました。この操縦方式RCF(Reaction Control by Fan)は低速飛行時にもコントロール性能が落ちない特徴を持っています。この特徴を生かす為、アクロ飛行機に搭載してみました。

状況：進行中

FunFly03

捻りエルロン機のダウンサイジング版として作成しました。しかし、主翼の迎え角を小さく（CLに余裕を持たせて）飛行させないと舵が効かないので、飛行速度が速くなることがわかりました。小さな体育館で飛行するのにむかないことがわかり、開発を中止することにしました。

状況：中止

FunFly02

主翼のキャンバーを空力的に得るように、リブ無しよく短無し構造を採用しました。フィルムも左右を別々にしました。そのことで、背面飛行時にも同一のキャンバーを得られ、より一層スローフライトに適するようにしました。このことで、狭い体育館でのアクロ性の向上をねらったものです。しかし、空力でフィルムが張っている時は、キャンバーが付いてスローフライトができるが、ノーズを下げ、速度を上げてくると、フィルムの張りがなくなる角度が存在することがわかり、アクロ飛行機としては、向かないことが判り、この開発は休止することにしました。

状況：休止

FunFly

狭い体育館でアクロバット飛行をする

「F西多摩でロール飛行」これが目標です。F西多摩体育館の広さは、
バスケットボール１面という、あまり広くない体育館です。ここで、アクロ
飛行をするのが目的です。狭い場所でのアクロは飛行速度が遅いことが
前提条件になります。しかも、送信機のスティックにリニアに追従する操縦
性が必須になります。
　ここで、Li-Ion 2cell：28gを搭載した全備重量100gぐらいのタイプと、
　　Li-Poly 2cell：8gを搭載した全備重量50gぐらいのタイプが考えられます。　
Li-Ion のタイプだと、パワー余裕のあるモーターチョイスは何種類もあり、比較
的簡単に作成できます。しかし、速度を遅くする為には、サイズが大きくなり
ます。すると、機体構造上、剛性を保つのが大変で操縦性が損なわれます。
しかも、クラッシュ時のダメージも大きくなります。現在、調整改造が簡単にで
きるように、ジュラコンのスペーサをカーボンの結合に使用し、調整はプラス
チックビスを緩めて行えるようになっています。しかし、この構造では100gタ
イプの機体でアクロをするには剛性不足ぎみになってしまいます。かといって、
バルサやベニヤを接着して作成するのでは、調整改造が不便になり、結果的
にテストの進捗が悪く、月1から2回のテスト飛行では、実験が収束しなくなります。
　Li-Poly のタイプは、モーターを探すのに苦慮しますが、もし見つかれば、
剛性の問題は解決し、目標達成の可能性が見えてきます。現在、Li-Poly タイプ
を基本に考えています。