ハンドランチグライダーの空力性能（日本航空宇宙学会論文集 57(663) 166 2009年）

論文読みました。
石井さんが開発した翼型を風洞実験して、過去に低レイノルズ数での実験テータと比較していています。

比較した翼型を、栗田さんの開発した「カモメ型グライダー1号機」と同じ翼コード(140mm)にした場合のサイズを計算してみます
ゲッチンゲン風洞で実験されている翼型
　Go.417a
　　翼厚：4mm　キャンバー：8mm
　Go.801
　　翼厚：14mm　キャンバー：9mm
今回実験した翼型
　キャンバ翼
　　翼厚：10mm　キャンバー：3mm

　フラット翼
　　翼厚：9mm　キャンバー：3mm

論文ではキャンバ翼と読んでますが、この翼型はやまめ工房の石井さんが開発した翼型で、石井翼型とか、やまめ工房の頭文字を取ってYA翼型とか呼ばれています。以下YA翼と記します。

フラット翼は、YA翼と比較する為、YA翼と同じ翼厚で同じキャンバの翼を実験したようです。

ハンドランチの飛行はランチ時には高速(30m/sレイノルズ数Re=100,000を超える)でノーズを上に向けて、ほぼゼロ揚力(Cl=0)で上昇して行きます。上昇終了時(頂点に達すると)には絶妙なセッティングで何も操縦してないのに滑空に入ります。(これを、「かえり」と読んでます。「このセッティングだと高度は取れるのだけれどもかえりが悪いのだよね」なんて言う会話は良く聞きます）
滑空速度は4m/s(Re=20,000)ぐらいになります。
翼厚14mmのGo.801はReが大きい時は空力性能がいいのですが、Re=70,000を下回るころからガクンと性能が落ち、滑空速度では好ましい性能を発揮できません。
翼厚4mmの板翼であるGo.417aは空力性能低下はなく十分な滑空性能が得られます。
しかし、翼厚4mmで十分な強度を得るのは至難の業でしょう。
翼厚がGo.801の約2/3のYA翼、フラット翼はキャンバーが小さいのも手伝って低レイノルズ数での翼性能低下はありません。
この翼厚(9〜10mm)でどこまでキャンバーを大きくしても低レイノルズでの性能低下が無いかは実験してみなければ分りません。
次にランチ時の性能ですが、最小抵抗(Cdmin)が小さいほど取得高度は大きくなります。
Re=100,000でのCdminを比較すると
Go.417a：0.04
Go.801：0.023
YA翼：0.018
フラット翼：0.02
Go.417aはお話になりません。その他の翼をYA翼と比べるとフラット翼は11%、Go.801は28% 抵抗が増加します。取得高度の差は無視できない大きさになることが想像出来ます。

このレポートではヒステリシスにも触れています。ここで触れているヒステリシスについて簡単に説明すると、例えば
翼が迎角を増して行って10°で失速したとします。その後、迎角がわずかに増した後、徐々に迎角が回復(減って行く)してまた10°になった時、ヒステリシスがある翼だと揚力が回復せず、もう少し迎角が小さくなった時に揚力が回復し、また滑空に戻ります。
つまり、ヒステリシスが大きいと飛行が回復するのに時間が掛かってしまい、高度ロスすることになります。
これは、ランチのかえり調整にも影響するし、風の乱れで失速近い状態になった時、高度ロスにつがります。これは、リッジソアリング時には、高度維持できるか、そのまま高度ロスしてソアリングが出来なくなりあえなく着陸するかの違いになってしまいます。
ヒステリシスが無い翼はGo.417aとYA翼です。
YA翼が断然魅力的に見えてきました。

ワシタカ類の飛翔その1 帆翔

左の写真はYouTube動画「2007 10クマタカ飛翔」からダウンロードしたものです。
熱上昇風をとらえて、滑空している飛行を「帆翔」と言います。


熱上昇風（サーマル）とは、地面の温度差で温められた空気が泡状になって上昇していくものです。ですから、サーマル内に留まるために旋回飛行を繰り返すことになります。
この動画は、未編集（カットされてない）ではないようですが、アップされている動画内では1回も羽ばたいていません。
尾は時々広げるだけです。尾のフラップ効果はクマタカにとって大きいものではないようです。それより、サーマル内では風が乱れているので、尾を広げて動かし、姿勢を制御しているようです。

鳥の尾は尾翼（安定板）ではない

今まではインドアRC飛行機、RCグライダーなど、飛行機を作ってきました。
つまり、鳥の飛翔についてはまったくわかっていないのです。
そこで、インターネットを検索し、ワシタカ類の飛翔動画を見てみました。


まず、注目したのが「鳥の尾は飛行機の尾翼のように、安定板として機能しているのか？」です
鳥は尾を安定板として使っていないと思われます。つまり、飛行機風に言うと無尾翼機なのです。
滑翔時など、尾はたたんだ状態で飛行しています。
初列風切羽をひろげると「前進角無尾翼」、初列風切羽を少したたむと「後退角無尾翼」になります。
ルート翼の迎角を小さくして釣合を取っているようです。
左の写真は2008 6ハチクマ♂飛翔からダウンロードしたものです。
ルート翼の後縁がはね上がっているのがわかると思います。

安定としては、ほとんどゼロでも鳥は飛行できると思われます。
しかし、フィードバック制御を搭載しない、RC鳥飛行ロボットではもっと安定は大きくしないと飛行できないと考えています。
次に、「鳥の尾はどんな役割をはたしているのか？」
帆翔時に、尾を広げフラップ的な高揚力装置として使ったり、急激に姿勢を変えたい時などに使っているようです。
ヨーイングさせるのは尾が効果的なようで、滑翔時にヨーイングさせるためにたたんだ尾をひろげてヨーイングさせた後、またたたんでいるシーンもありました。
参考にした動画
「Bird-Brain Birder」のチュウヒ♂成鳥1、オオタカ♂成鳥1
トビのハイスピードムービー CASIO EX-FC100
チョウゲンボウのハイスピードムービー CASIO EX-FH200
2007 10クマタカ飛翔
2008 6ハチクマ♂飛翔
2008 1オジロワシ止まり～飛翔　石川県
ケアシノスリ
ケアシノスリ２
Buse pattue (Buteo lagopus) 17 11 2007
buse pattue

鳥型フライングロボット

この画像は、Sean KinkadeさんがYouTubeにアップした動画からダウンロードしたものです。
今、RC羽ばたき機に興味が集中しています。羽ばたきといったら、羽ばたき式の推力装置を持った飛行機ではなく、昆虫型フライングロボットか、鳥型フライングロボットでしょう。私の興味は鳥型。しかも、ワシタカ類で羽ばたきを止めてソアリングする鳥型フライングロボットなのです。


先日、ネット検索していたら、Wing Lock systemを搭載した羽ばたき飛行機が製品で売られていることを知ったのです。
その後、Hawkシリーズを開発しているSean Kinkadeさん（ワイオミング在住）にコンタクトを取ってみました。
すると、彼オリジナルのWing Lock systemを開発していることを話してくれました。
まだ、ベータテストも完成してない状況なので、直ぐ購入できるわけではありません。
ベータテストモニターになりたいことを話したら、快く承諾してくれました。
とは言え、ベータテストも完成してないわけなので、もう少し待ちになります。

ビローシフトとは

ロガロ式のハンググライダーはパイプで組んだ骨組みにセイルを張った、シンプルな構造のグライダーです。
写真で見て分かるとおり、セイルの後ろが左右それぞれ湾曲しているように見えます。
このことをビローと言います。
ちなみに、この写真のパイロットは私です。私が学生時代に撮影したものです。

このグライダーは無尾翼で、翼は後退しています。
この形式のグライダーは安定を得る為に、翼は捻り下げが必要です。
セイルにビローがあることで、捻り下げをつけているのです。
ですから、ロガロ式グライダーのセイルをピンと張って、ビローを無くしてしまうと、不安定になって飛行することができません。
さて、このビローを左右で違う状態にすることを、ビローシフトと言います。
左右のビローの大きさが違う訳だから、左右の捻り下げが違うことになり、エルロンを操舵したのと同じ挙動をロガロ式グライダーは起こすことになるのです。
これを使って、旋回するわけです。
「ハンググライダーはパイロットが左右に動いて、体重を移動することで左右のバランスを変えて旋回する」と言う話を良く聞きます。
確かに、左右のバランスを変えているのですが、その状態で左右のセイルにかかる重量が違ってくるので、左右のビローの大きさが変ります。つまり、ビローシフトしているのです。これで、旋回できるのです。
先日、私が作成したRCハンググライダーは、体重移動ではなく、直接翼の先端を引っ張ってビローシフトさせています。

左の写真はサーボニュートラル状態で、サーボホーンの先に結んであるPEラインは翼端に繋がっていてます。この状態で、翼端を引っ張っているのでビローが付いているのです。
操舵するとサーボが動き、ビローが変化します。
中写真はエルロン操舵、右写真はエレベータ操舵したところです。

FFHLGのRC化の意味

始めに、FFHLGとRCHLGの機体形状の違いを説明しておきます。
FFHLGは文字通りコントロールしない為、ランチした後上昇飛行から何もコントロールしなくても滑空飛行に入る必要があります。その為の機体形状の制限が出てきます。
主な違い：上反角と垂直尾翼が大きい
この違いの為、FFHLGは上昇性能に関してハンデを抱えているとも言えます。

じゃあ、「何でFFHLGをそのままのコンセプトでRC化するの？」と言う疑問が湧いてきます。
その回答が、これから説明する「FFHLGのRC化の意味」なのです。

FFHLGは、飛行エリアに風が吹いていると流されます。ですから、広い飛行エリアが確保できない場合はそのエリア内で確実にランディングできるように、デサマーをセットして強制的に飛行を中止させなければなりません。また、サーマルに入った時もデサマーで強制的に飛行を中止させないと視界ボツしてしまいます。
そこで、RC装置を飛行続行したまま飛行エリア制限できる装置として使おうと言う訳です。
「FFHLGを飛ばしたい。しかし、途中で強制的に飛行を中止させたくない。」
これが、FFHLGをRC化したい私のニーズです。

モーターベンチテスト結果から解ること

モーターを購入する場合、メーカーのベンチテスト結果を参考に自分の飛ばしたい飛行機にあったモーターを選択します。
しかし、メーカーのベンチテストは定電圧電源を使ったテスト結果が一般的です。
実際に搭載する飛行機の電源はバッテリーです。
バッテリーは放電すると電圧が低下します。つまり、定電圧電源でのテスト結果と同じ性能がでるとは限らないのです。
そこで、私の持っているモーター、バッテリーでベンチテストした結果とメーカーベンチテスト結果を比較してみることにしました。
注目モーター
Gasparin G10 MICRO
Gasparin G15 4W Bee
Gasparin G15 5W Wasp

Gasparin G10 MICRO
注目メーカーベンチテスト結果
プロペラ：MCF 4027
電圧：3,6v 電流：0,85A 回転数：8444rpm 静止推力：19,2g
電圧：3,8v 電流：0,89A 回転数：8733rpm 静止推力：21,0g
電圧：4,0v 電流：0,96A 回転数：9009rpm 静止推力：22,5g
私のベンチテスト
バッテリー：EUFINE 180mAh
まず、私のベンチテストの右側のグラフ（電圧vs電流）に注目してください。当然満充電でテストしているのですが、フルスロットル状態で、電圧は3.6vまで低下しています。
つまり、このバッテリーを搭載した場合、満充電の状態でもメーカーベンチテスト3.6vの推力しかでない訳です。
従って、ホバリング演技までこなして、ある程度飛行時間を確保するには全備重量は15gぐらいまでが限界でしょうか。水平演技のみとしても、全備重量は22gぐらいにおさえたいところです。
��勘違い＞
メーカーベンチテスト結果を見て、フル充電なら推力22gでバッテリー後半で推力19gなのだから、全備重量20ｇでも十分フルアクロができると思っていたとすると、大間違いな訳です。
Gasparin G15 4W Bee
注目メーカーベンチテスト結果
プロペラ：MCF 5030
電圧：3,6v 電流：0,99A 回転数：6692rpm 静止推力：36,50g
電圧：4,0v 電流：1,13A 回転数：7147rpm 静止推力：38,00g
私のベンチテスト
バッテリー：EUFINE 180mAh

フルスロットル状態で、電圧は3.6vを下回っています。
つまり、このバッテリーを搭載した場合、満充電の状態でもメーカーベンチテストの3.6v推力は期待できない訳です。
従って、ホバリング演技までこなして、ある程度飛行時間を確保するには全備重量は28gぐらいまでが限界でしょうか。水平演技のみとしても、全備重量は35gぐらいにおさえたいところです。
Gasparin G15 5W Wasp
注目メーカーベンチテスト結果
プロペラ：MCF 5030
電圧：3,6v 電流：1,27A 回転数：7355rpm 静止推力：41,25g
電圧：4,0v 電流：1,48A 回転数：7968rpm 静止推力：48,42g
私のベンチテスト
バッテリー：EUFINE 180mAh
私はこのモーターを持っていないので、直接ベンチテストできません。そこで、このモーターより出力パワーが大きいモーターで同じバッテリーを使ってベンチテストした結果を使い、バッテリー電圧を参考にしてみることにします。
テストモーター：自作モーター
まず、私のベンチテストの右側のグラフ（電圧vs電流）に注目してください。
電流が1,27A流れると、電圧は3.5vを下回っています。
つまり、このバッテリーを使って5W Waspをフルスロットルにした場合、電圧、電流ともメーカーベンチテストよりかなり下回った結果になることが予想されます。従って、静止推力もかなり小さいものとなることが考えられます。場合によっては、このバッテリーを使っている限り4W Beeとさしてかわらないパフォーマンスしか発揮できないかもしれません。
もっと性能の良いバッテリーを見つけないと、5W Waspの十分な性能は発揮できないと思われます。

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。

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。

マウント、コネクターの共通化やカスケードの価値

私のやりたい事からすると、「マウントとコネクターの共通化」は必須です。
一般的にアウトドアRC飛行機を飛ばす人には縁遠いことかも知れません。
しかし、インドアRC飛行機はキットもわずかに販売されていますが、オリジナル機やコピー機を製作して飛行している人がほとんどです。
キットでも、完成機ではないので、モーターユニットやRCメカに関しては製作者が別途購入(自作)したものを搭載しています。
このような環境でインドアRC飛行機を楽しむ為には「マウント、コネクターの共通化やカスケードマウント、カスケードコネクター」が有効になってくるのです。


特に、プロペラ、モーターユニット、アンプ、バッテリーのチョイスで飛行機の飛びは大きく変ってきます。
モーターマウントや、アンプコネクターを共通化していれば、飛行会で交換して飛びを比較できるようになります。
また、参加メンバーの使っているコネクターと自分のコネクターのカスケードコネクター(変換コネクター)を作っておけば、飛行会で持ちよった機材をみんなの飛行機に搭載して飛行できるわけです。
そして、新しいパーツが出てきた時に、みんなで購入して実験できれば、コスト面でリーズナブルになってくるわけです。
カスケードマウント、カスケードコネクターが有効
参加メンバーでマウントやコネクターが共通なのは、ある意味理想的とも言えます。
しかし、各メンバーのRC歴や、やりたい事が違う状況で共通化するのは無理があります。
そこで、各メンバーのマウントやコネクターを教えあって、カスケードマウントやカスケードコネクター作ってみんなで使いまわすのがベターと考えています。
最初の写真は、大野さん、八方さんと栗田さんのモーターを私のアンプでベンチテストする為に作成した、ブラシレスモーターとアンプ間のカスケードコネクターです。
次に、私のマウントとコネクターを紹介します。
マウントとコネクターと言っても色々な部分のものがあり、私は次のものを規格化しています。
ブラシレスモーターマウント
　１セル用
　２セル4A未満
　２セル4A以上
　２セル10A以上：使用していない。
ブラシレスアンプコネクター
　１セル用
　２セル4A未満
　２セル4A以上
　２セル10A以上：使用していない。
RC受信機コネクター
　１セル用
　２セル用
��セル用ブラシレスモーターマウント
超小型ブラシレスモータ Gasparin GP15 4W Beeがそのまま装着できるように、内径4mmのパイプをモーターマウントとしています。

��セル4A未満ブラシレスモーターマウント
Park 250がそのまま装着できるように、内径6mmのパイプをモーターマウントとしています。

��セル4A以上ブラシレスモーターマウント
内径8mmのパイプをモーターマウントとしています。

��セル用ブラシレスアンプコネクター
モーターとのコネクターはJSTのZHコネクターのメスをケースなしで熱収縮チューブでカバーしたものを使っています。モーター側はZHコネクターのオスをケースなしで使っています。
バッテリーコネクターはJSTのZHコネクターのオスを使っています。
受信機側はMINOR 受信機用コネクタMicro Invent社を使っています。

��セル4A未満ブラシレスアンプコネクター
モーターとのコネクターは１セル用ブラシレスアンプコネクターと同じです。
バッテリーコネクターは電動模型用バッテリーコネクターに対応しています。
受信機側はJSTのZHコネクターのメスを使っています。

��セル4A以上ブラシレスアンプコネクター
モーターとのコネクターはJSTのXAコネクターのオスを使っています。モーター側はXAコネクターのメスを使っています。
バッテリー側、受信機側は２セル4A未満ブラシレスアンプコネクターと同じです。

��セル用RC受信機コネクター
MINOR 受信機用コネクタMicro Invent社を使っています。

��セル用RC受信機コネクター
JSTのZHコネクターのオスを使っています。

RC飛行機の操縦感覚

実機(直接リンケージ[サーボなどを介していない])の操舵感覚は動翼に働く空気力を操縦管を通して感じることで、操舵感が生まれます。
RCの場合はRC送信機のスティックを操舵している訳で、その様な感覚は無いはずです。
しかし、RCパイロットの間では「操縦感覚」について語られています。

この「RC飛行機の操縦感覚」について考えてみました。

現に私もRC飛行機を飛ばしていて受ける印象が飛行機によって違います。
つまり、RC送信機のスティックを操舵して、RC飛行機のマニューバリングを見て印象を受けているわけです。
特に、アクロ飛行機を操縦して演技する場合、この感覚が自分のニュアンスに合うか合わないかで演技のできが大きく左右する気がしています。
しかも、感覚的な話なので共通な認識を持って語るのが難しい部分です。
そこで、操縦感覚に関して共通に語れそうな項目を考えてみました。
RC飛行機の操縦感覚
・舵の反応
　RC送信機のスティックを動かして、飛行機の動翼がその動きに追従して動くか？
　地上でテストするのと飛行中とでは違ってくるので、飛行中の動作を確認する必要がある。
　　例）エルロンの反応が悪い
　　　目の前を飛行してエルロンを左右に操舵してみる。
　　　その時にエルロンが送信機のスティックの動きに追従して動いていない。
・舵の応答
　飛行機の動翼の動きに反応して飛行機が姿勢を変化させるか？
　　例）エルロンの応答が悪い
　　　エルロンは動作しているのに、なかなかロールしない。ロールしてもロールレートが小さい。
・舵のニュートラル精度
　RC送信機のティックをある方向に倒してニュートラルに戻した時と、反対側に倒しててニュートラルに戻した時とで、動翼の位置が同じか？
　地上でテストするのと飛行中とでは違ってくるので、飛行中の動作を確認する必要がある。
　　例）エルロンのニュートラル精度が悪い
　　　　右に1回ロールした後、ニュートラルに戻した時は、素直に水平飛行する。
　　　　しかし、左ロールの時はニュートラルに戻しても、わずかに左ロールしている。
ここで、空力バランスさせた動翼とそうでない場合との違いを考えて見ます。
バランスしているので、操舵した時のサーボに掛かる力は小さくなります。
「舵の反応」は良くなる傾向にあります。言い方を変えれば、性能の良いサーボ（トルクが大きく、スピードが速い）に載せ変えたのと同じように反応することになります。
「舵の応答」は飛行機の形や動翼面積が同じなので変らないはずです。
「舵のニュートラル精度」
より小さな力で動翼を動かすことができるので、リンケージガタを冗長する可能性があります。ですから、空力バランスさせた為に、舵のニュートラル精度が悪くなる可能性があります。

サーボ BlueArrow 3.6g .vs. 2.5g

今回、同じ飛行機に同じメーカーの違う重量のサーボを搭載して飛ばしてみました。


搭載したサーボはBlue Arrowの「3.6gサーボ」と「2.5gサーボ」です。
実際飛行機に搭載する為に、コネクタやケーブルを変更したので実際の重量は3.9gと3.1gになっています。
飛行動画

左画像をクリックすると動画（7.7M）が右画像をクリックすると動画（7.3M）がオープンします。
左が「3.6gサーボ」、右が「2.5gサーボ」です。
演技がよれているのは操縦がへたなせいです。
私の操縦テクニックでは、このサーボの違いが判るレベルでは無いようです。
メーカースペック
Arrow 3.6g / .5kg / .12sec Micro Servo
Torque: .5kg
Weight: 3.6g (.13oz)
Speed: .12sec / 60deg
Voltage: 4.8v/6.0v
Arrow 2.5g / .17kg / .12sec Micro Servo
Torque: .17kg
Weight: 2.5g (.088oz)
Speed: .12sec / 60deg
Voltage: 4.8v/6.0v
スペックを見て分かるとおり、トルクが「3.6gサーボ」に比べ「2.5gサーボ」が３分の１になっているのみで、スピードには違いがないようです。
私の現在トライしているスローアクロでは操舵に大きなトルクは必要ないので、「2.5gサーボ」でも問題ないと考えています。
ただし、サーボは重量、トルク、スピードだけでなく、
ニュートラルの精度、ノイズや耐衝撃性などの要素があるので、その辺を加味してスローアクロにむくサーボをチョイスする必要があります。
この辺は今後の課題となるわけです。

スローアクロ練習パターン

YSFCで八方さんの飛行練習レシピが公開された。
私自身、スローアクロをマスターできていない状況なので、練習方法は確立できていない。
現状のイメージで私なりのスローアクロ練習パターンを考えてみました。

No 　 練　習　内　容
初級 　　　　　　　　
��　　任意の高さの左回り水平飛行
��　　任意の高さの右回り水平飛行
��　　任意の高さの８字水平飛行
中級
��　機首立てもしくはホバリングによるスロー飛行　　範囲５m　ｘ　５m
※ 「機首立て」というのはコブラ（またはハリヤー）ぎみにすることか
※ コブラ（ハリヤー）：翼を全失速させ、パワーで釣りながら約45度の角度で上を向きながら水平移動すること
※ホバリング：機体を空中停止させること
��　　エレベータアップによる正宙返り：インサイドループ
��　　エレベータダウンによる逆宙返り：アウトサイドループ
��　　右ロール：右横転　１回転
��　　左ロール：左横転　１回転
��　　背面飛行　直線で体育館半分の距離
��０　ナイフエッジ　左翼下　　直線で体育館半分の距離　　
��１　ナイフエッジ　右翼下　　直線で体育館半分の距離　　
上級
��２　背面飛行　任意の高さの左回り水平飛行
��３　背面飛行　任意の高さの右回り水平飛行
��４　背面飛行　任意の高さの８字水平飛行
��５　ナイフエッジ　左翼下　　任意の高さの左回り水平飛行　　
��６　ナイフエッジ　左翼下　　任意の高さの右回り水平飛行　　
��７　ナイフエッジ　左翼下　　任意の高さの８字水平飛行　　
��８　ナイフエッジ　右翼下　　任意の高さの左回り水平飛行　　
��９　ナイフエッジ　右翼下　　任意の高さの右回り水平飛行　　
��０　ナイフエッジ　右翼下　　任意の高さの８字水平飛行　　
��１　　ローリングサークル　右ロール　左旋回
��２　　ローリングサークル　左ロール　右旋回
��３　　ローリングサークル　右ロール　右旋回
��４　　ローリングサークル　左ロール　左旋回
��５　トルクロール：ホバリング状態でプロペラの反トルクにより機体を回転させること
難易度も考えてた練習パターンにしてみました。
ちなみに、私が現在できるのはNo９までです。

Newプロペラ v.s. 傷ついたプロペラ

先日、GWS6030を補充した。今まで使っていた同じプロペラとベンチテストして性能比較してみた。


傷ついたプロペラの性能劣化がイメージより大きいことが解った。

最大推力で25%以上傷ついたプロペラの方が小さくなっている。
しかも、フルスロットルにすると、ブレードが振動して電流が10%近く余分に流れている。
今まで、この程度のブレードの傷つきでは、ベンチテストにも使用していた。
しかし、ベンチテストどころか、飛行機に搭載するのも控えたほうがベターかもしれない。
ちなみに、前回ベンチテストも傷ついたプロペラだったので、結果が悪くなっている。
これでは、比較できない。少なくとも、ベンチテストは傷ついてないプロペラで行わなければならない。

LRK BL MOTOR

YSFCで紹介されていたRS-LRK-MOTOREN（ドイツのメーカー）の詳細データを見てみました。


現在、CarbonFunシリーズの軽量化及びダウンサイジングしていく場合、モーターユニットの軽量化を抜きには考えられません。
そこで、RS-LRK-MOTORENのブラシレスモーターをCarbonFunに搭載することを前提に検討してみました。
今飛行しているCarbonFun02は全備重量が約100gなので、これを20～30％ぐらい軽量化できた場合のモーターユニットにターゲットを絞っていきます。
つまり、2セルで静止推力が100gぐらいのモーターと言うことになります。
ここのブラシレスモーターはセル数を大きくしていってパワーを出そうとしているようです。
ですから、今回の２セルで使えそうなのは130.03,130.05,160.03,160.05の４つのモーターとなります。
次に飛行時の電圧ですが、満充電時の7.2Vでは一瞬でその状態がなくなってしまうので、6.5Vで検討しました。
130.03　　重量：6g
　GWS4540：1.6A 6560rpm 静止推力：35g
　GWS5030：1.5A 7080rpm 静止推力：40g
　GWS6050：1.6A 3400rpm 静止推力：30g
130.05　　重量：8g
　GWS6030：1.0A 6000rpm 静止推力：57g
　GWS7035：1.4A 5500rpm 静止推力：68g
　GWS8043：2.0A 3200rpm 静止推力：75g
160.03　　重量：9g
　GWS5030：1.35A 9120rpm 静止推力：75g
　GWS6030：1.8A 8120rpm 静止推力：105g
　GWS7035：2.3A 7020rpm 静止推力：120g
　GWS8043：3.8A 4100rpm 静止推力：110g
160.05　　重量：12g
　GWS5030：1.2A 8920rpm 静止推力：70g
　GWS6030：1.55A 8120rpm 静止推力：105g
　GWS7035：2.3A 6950rpm 静止推力：110g
　GWS8043：3.55A 4830rpm 静止推力：150g
私にとって魅力的なのは160.03という事になります。

第67回F西多摩体育館飛行会

第67回F西多摩体育館飛行会参加し
1.CarbonFun02飛行
2.Mini TENSOR 4Dの操縦
3.ｍini MANTAの操縦
を行いました。


1.CarbonFun02飛行
作業時間不足の為、自宅では動作確認などまったくできていません。
案の定初期トラブル（ガタ、接着不良など）があり、セロテープなのでパッチあてながらのテスト飛行でした。
画像をクリックすると動画（6.6M）がオープンします。
ホバリングテストの模様です。
CarbonFun01に比べ全備重量が100g(23%減）が効いて、パワー的に余裕を持って飛行できています。

CarbonFun01では、飛行しているうちにバッテリーの電圧低下で後半にはホバリングできるスラストがなくなっていました。ですから、大きなスラストが必要ない飛行練習に切り替えて、ESCオートカットまで練習していました。
しかし、CarbonFun02ではスラストに余裕があるのでバッテリーの電圧低下が起こってもホバリング可能です。動画の最後にあるように、ホバリング飛行中にESCオートカットでモーターストップし、テールスライド墜落が起こってしまいました。
幸い機体やサーボにダメージはありませんでしたが、飛行時間には気をつけてホバリング飛行する必要があります。
2.Mini TENSOR 4Dの操縦
画像をクリックすると動画（4M）がオープンします。
ロール飛行テストの模様です。

ロールレートが早いです。私にはロール中に操舵できません。しかし、急激なノーズダウンはありません。ロール中の操舵無しで、F西多摩体育館でも２回ロールが可能でした。
ロールレートだけでなく、ピッチレートも早いようです。
動画の最後では、ピッチ方向の姿勢変化に私のエレベーター操舵がついていけず墜落させてしまいました。このことは、PIO（Pilot Induced Oscillations)と言います。ネット検索すれば詳しく説明している所があると思います。
左右にローリングする挙動
この症状は大野さんのMini TENSORでは発生していません。
左ラダー操舵すると左にロールする挙動はどちらにもあります。
左ラダー操舵し左旋回を開始すると、栗田さんのMini TENSORはロールが戻り始める挙動が発生するのです。その挙動は左右同じように発生し、この飛行機のロール固有振動数とたまたまマッチして左右のローリング振動がなかなか収束しないようです。
なぜ、栗田さんのMini TENSORはロールが戻り始める挙動が発生するか？
栗田さんのMini TENSORの主翼上面にはタトゥーシールが張って在ります。その為、上面に反っています。斜め前から見ると主翼の迎角が大きくなった状態になる訳です。
例えば、左に旋回中は左斜め前から空気が流れるので、左翼の揚力が大きくなります。
つまり、ロールが戻り始める訳です。
大きな飛行機は固有振動数が大きいので、この症状は発生しません。
小さい飛行機で発生する症状のようです。
画像をクリックすると動画（4.5M）がオープンします。
この飛行機は、２００２年に私が作成したピーナッツスケールです。同じような症状が出ているのがわかります。
原因は栗田さんのMini TENSORとは違い、スピットファイヤー特有の楕円翼に大きな上反角を付けたことが原因のようです。


3.ｍini MANTAの操縦
離陸した瞬間、左に大きくロールします。次に右エルロン操舵しながら離陸させると、今度は右に大きくロールします。ニュートラルがシビアーな可能性があると思い何度かトライしましたが、まるでニュートラルが無いように感じました。
エルロンについている整流版がいたずらしているような気がしていますが、結論まで至っていません。

ナイフエッジ ミキシング

2002年に出版されたRCエアーワールド
特集されたファンフライ飛行機に興味を持って購入していたものです。
ナイフエッジのセッティングについて書かれていました。


2002年はファンフライの草分け時代だったようです。ファンフライ開拓者的な役割をはたした小野さん（トルクローラー小野）の話が載っていました。
当時、このような飛行機を体育館で飛ばしたいと思い購入したのです。
残念ながら、まだ時期尚早で今日まで本棚で眠っていた訳です。
ファンフライの生みの親であるフランス人のクリストフ・ペイサン・ルルー氏（Christophe Paysant Le Roux）が来日した事もありこの特集が組まれたようです。
インタビューでルルーは、インドアでのデモンストレーション飛行をする為にファンフライ飛行機を作ったと言ってました。そして、将来的に室内競技会を開く準備活動をしているとも言ってました。
��年後の今では、カテゴリー(F3AI?)が存在してますよね。
ファンフライ飛行機とは
形からきているようです。飛行機の重量に対して大きな翼面積、アスペクトの小さい主翼に大きな動翼、板状の大きな胴体がついている飛行機のことを言うようです。ゆっくりグリグリ（上下左右に方向を変え）飛行することをコンセプトとした飛行機なわけです。
F3A（パターンフライト）は屋外でもあり、速度に乗った曲技飛行が中心なので、ファンフライ機では無理です。
F3AI（インドアスローアクロ）の規定を知らないので分かりませんが、速度に乗った飛行演技があれば、ファンフライ機は苦手ということになります。
トルクローラー小野さんの記事にナイフエッジの調整について載ってました
ナイフエッジ飛行時の癖をとっておくことは、アクロ飛行を始めるにあたっての前準備作業のようです。
まず、その前に通常飛行している時の癖を取る必要があります。
この本に載ってなかったので、私のイメージをあげておきます。
エルロン、ラダーを操舵しなくてもまっすぐ飛行するようにエルロン、ラダートリムを調整します。
次に、正面飛行のエレベーターアップ操舵量と背面飛行のエレベーターダウン操舵量が同じになるようにエレベータートリムを調整します。
次にナイフエッジ調整ですが、ナイフエッジ時の癖についてwebだと色々な表現が載っていてわかりづらいのでこの本に載っていた表現を使います。
この画像は本に載っていたイラストです。
飛行機の上面をこちらに向けて右翼を上にしたナイフエッジしている所です。
左は、ナイフエッジ飛行に入ると勝手にロールしてしまう癖で、正面飛行になろうとするのが「起きグセ」といいます。逆に背面飛行になろうとするのが「寝グセ」です。
右は、ナイフエッジ飛行に入ると勝手にエレベーターが操舵されているように、上面に曲がっていくのが「アップグセ」、その逆が「ダウングセ」です。
まず、「アップグセ」「ダウングセ」を取ってから、「起きグセ」「寝グセ」を取ります。
「アップグセ」「ダウングセ」取り
　これは、ラダーからエレベーターにミキシングをかけます。
　・右翼を上にしたナイフエッジ飛行に入れて、「アップグセ」「ダウングセ」を見ます。
　　「アップグセ」：ラダー右でエレベーターがダウンになるミキシングを入れます。
　　「ダウングセ」：ラダー右でエレベーターがアップになるミキシングを入れます。
　・左翼を上にしたナイフエッジ飛行に入れて、「アップグセ」「ダウングセ」を見ます。
　　「アップグセ」：ラダー左でエレベーターがダウンになるミキシングを入れます。
　　「ダウングセ」：ラダー左でエレベーターがアップになるミキシングを入れます。
「起きグセ」「寝グセ」を取り
　これは、ラダーからエルロンにミキシングをかけます。
　・右翼を上にしたナイフエッジ飛行に入れて、「起きグセ」「寝グセ」を見ます。
　　「起きグセ」：ラダー右でエルロン左になるミキシングを入れます。
　　「寝グセ」：ラダー右でエルロン右になるミキシングを入れます。
　・左翼を上にしたナイフエッジ飛行に入れて、「起きグセ」「寝グセ」を見ます。
　　「起きグセ」：ラダー左でエルロン右になるミキシングを入れます。
　　「寝グセ」：ラダー左でエルロン左になるミキシングを入れます。

第66回F西多摩体育館飛行会

第66回F西多摩体育館飛行会に参加し
1.CarbonFun01背面飛行練習
2.八方さんの作成したスローアクロ機「Ｅｘｔｒａ3」の操縦
3.大野さんの作成したGeeBeeR-1の操縦
4.栗田さんの作成したMANTAの操縦
を行いました。



1.CarbonFun01背面飛行練習
画像をクリックすると動画（5M）がオープンします。
背面飛行には右ロールから入るのが入りやすいようです。
背面飛行時のエレベーターのアップが適切にできていません。立ち上がって背面飛行が続けられなくなっています。
まだ、左旋回しかできません。しばらく背面飛行練習が必要なようです。


2.八方さんの作成したスローアクロ機「Ｅｘｔｒａ3」の操縦
画像をクリックすると動画（7.7M）がオープンします。
脚長が足りない為、地上滑走時の主翼迎角が不足しています。その為滑走距離が大きくなっています。狭い体育館では離陸にテクニックが必要になってしまいます。
未加工の１cm厚EPP主翼の効果絶大です。マニューバリング鈍重さが今の私には操縦しやすいようです。
後退角のある主翼にしたおかげで、大迎角飛行時の横安定が良いようです。
調子に乗って最後ロール飛行させたのですが、エレベーターの操舵が遅れて墜落させてしまいました。エルロンは問題なく効いているようです。

3.大野さんの作成したGeeBeeR-1の操縦
画像をクリックすると動画（3.4M）がオープンします。
スロットルを押さえてスローに飛行させるところまで持っていけません。
機体姿勢のリカバーと壁回避にやっとで、まったく余裕が作れない状態でした。
直線飛行のセッティングを確認せずに飛行に入っていたのが敗因かもしれません。

4.栗田さんの作成したMANTAの操縦
動画、写真を撮っていません。
脚長が足りない為、地上滑走時の主翼迎角が不足してるようです。その為、なかなか距離できません。速度を付けて一揆にエレベーターをアップにしてやっと離陸する状態です。
上空では、問題なく飛行できました。
私の操縦テクニックでは、MANTAとShock Flyer F3A (栗田作）の違いは明確には判らない状況です。
主翼前縁の強制乱流装置、動翼についている抵抗装置、エルロンについている垂直面積など、興味深いしくみがてんこもりです。残念ながら、私には「豚に真珠」状態です。

Shock Flyer F3A (栗田作） 飛行

画像をクリックすると動画（6.9M）がオープンします。
栗田さんの作成されたShock Flyer F3A を操縦することができました。



この飛行機(Shock Flyer F3A)は３ヶ月前にも操縦しています。その時の印象とは随分違って飛ばしやすいスローアクロ練習機に仕上がっているように思えます。
3ヶ月前は、本格的なスローアクロ練習を始める前だったので、ホバリング姿勢でのラダー操舵がおぼつかない状況でした。ですから何とも言えない面があります。
しかし、モーターユニットの選択（プロペラの径を大きくするなど）や、舵角、重心位置の調整に加え、エルロン翼短部分の数箇所あるディンプル（穴）加工は効いていると思います。
動画では、ホバリング姿勢に入れているのですが、ラダー操舵が遅れ気味で同じ位置に留めることができていません。まだ、練習不足ということです。
ある程度マニューバリングに慣れてきたので、ロールさせようと思いエルロンを左に操舵しました。しかし、ロールレートが早すぎて、対応できません。急降下して墜落してしまいました。