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December 02, 2005

50センチ級スチレンペーパー機と『新』ライトプレーン

今、作りたいなあ・・と思って居るゴム動力の模型飛行機を2機種紹介する。

e0291まず、スパン50センチ級オールスチレンペーパー機だ。
これは、山森善進著「よく飛ぶ模型飛行機」に載って居る「ひばり」と言うスパン35センチのオールスチレンペーパー機を、そのまま大きくしたような機体だ。
実際に、「ひばり」を作ったのだが、これが意外と小さい割に良く飛ぶ。そこで、これを少し大きく作り替えようと思った。(最近、飛ばしている模型飛行機参照)
「ひばり」すなわち「スカイラーク」の次だから「ビーグル号」と名付けることにした。(SFファンなら判るよねえ)

主翼は、への字に曲げただけの片面翼で、胴体も2枚のスチレンペーパーをチューブ状に張り合わせただけのものだ。こんな簡単な構造でも、35センチ級では問題が無く、とても良く飛び、丈夫だ。50センチ級に拡張するとどうなるか、楽しみである。

「ひばり」では、主翼/尾翼とも胴体に固定したが、今度は取り外し可能にしようと思って居る。コンパクトな箱に入れて、持ち運び易くするためだ。

最初のうちは、固定式の空転プロペラを使うが、そのうち折りペラを自作しようと思って居る。その時は、プロペラのブレードもスチレンペーパー製にするつもりだ。

e0292次は「新ライトプレーン」だ。
これは、野尻抱介さんが提唱した「新ライトプレーン」を具体化しようと言うものだ。

野尻さんが提唱は次の通りだ。
(1)竹ひごを使わない翼構造
(2)ゴムを支える胴体と尾翼を支える胴体の分離(双胴化)
(3)各翼に調整用タブを装備
(4)折りペラ装備
(5)組立および調整マニュアルの完備

これを、出来るだけ忠実に実現しようと思って居るのがイラストである。さすがに(5)「組立および調整マニュアルの完備」は、後回しだが・・

翼は全てスチレンペーパー製で、主翼はへの字に曲げただけの片面翼だ。先のオールスチレンペーパー機「ビーグル号」と共用できる。
各翼はトリムタブ付で自由に調整が可能とする。プロペラは既製の折りペラを使う。

「新ライトプレーン」の最大の特徴は胴体を二つ持つことだ。
一本はゴムを支える胴体、もう一本は主翼・尾翼を支える胴体だ。この二つの胴体を持つことで、主翼・尾翼の調整と、スラストベクトル(推力の方向)を独立して調節できるようになる。

実際に作ろうと考えてみると、やはり二つの胴体を繋ぐ「関節部分」を、どうやって作るかが難問である。
イラストの下図を見て欲しい。左のように前の方に関節があったなら、スラストベクトルを変えることで上向き下向きの回転力を変化できる。
ところが、右のように関節が重心に近いと回転力は変化しにくい。
できれば、プロペラの軸の直ぐ後ろに関節が欲しい。だが、関節が前にあると図でも判るように二つの胴体が干渉して十分にスラストベクトルを変えることができなくなる。

ただでさえ、胴体が2本必要で、重くなりそうな「新ライトプレーン」だが、この関節の部分を如何に「軽量で、確実に固定し、自由に角度を変えられる」ように作るかが、最大の鍵になりそうだ。
イラストでは、関節の部分の構造をごまかして描いたが、実際にはどう作るかは未だ良いアイデアは無い。
最初から、満点を取ることは無理なので、実際に作って改良しながら、徐々に良いものにするしかないと思う。

「新ライトプレーン」については、野尻さんの提唱に対して、私なりのアイデアをイラストに描いた。
果たして、イメージは合って居ただろうか?

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Comments

 新ライトプレーン、私の脳裏にあったものとほとんど同じです。下にスケッチを置いておきます。
 http://njb.virtualave.net/web/rl2005/newlp.jpg
 スラスト角はコメタル部分で設定します。上下胴体の接合は輪ゴムで束ねるだけにします。
 上反角は外翼と内翼の折れ目でつけるだけにして、中央は水平にします。このほうが簡単だし、主翼を左右にずらして旋回させる設定ができて面白いでしょう。
 テールモーメントは固定します。重心調整のために主翼を前後させるのはライトプレーンが生んだ悪習だと思います。
 リヤフックのあたりはゴムの巻数に応じてトルクレンチのようにたわむはずで、いい目安になると思います。
 プロペラハブはゴムがゆるむとスプリングで前に移動します。するとゴムかけ部分がコメタルのストッパーに接触して定位置で止まります。このときアウトリガーは水平位置になり、プロペラは主翼と干渉せずに左右に畳まれます。
 デサマライザーについてはいろんな方法がありますが、ちょうと下記掲示板で説明しているところなので参考にどうぞ。
 http://8515.teacup.com/cffcadmin/bbs

Posted by: 野尻抱介 | December 03, 2005 at 01:57 AM

野尻さん、
イメージが、ほぼ一致して居て、ほっとしてます。
スラスト角は、コメタルで変更した方が、ずっと実現性がありますね。
主翼は、オールスチレンペーパー機と共用を考えてますので、二重上反角と翼端上反角の両方作って比べてみようかと考えてます。
真鍮板以外の部品・材料は家に転がってますので、二日もあれば作れるかと思います・・が、その二日の時間余裕が、しばらくは無いのが困っています。

ところで、野尻さん、絵が上手いですね。私のヘタウマ(?)な絵とは大違いですね。妻も感心していました。
これは、文章だけじゃなく挿絵もできますね(本当に挿絵もやってたら御免なさい)。

Posted by: 野田篤司 | December 03, 2005 at 07:43 PM

 新ライトプレーン、私も二晩あれば完成させる自信がありますけど……なかなかじっくり取り組む余裕がありません。
 でも、この構想にはかなりそそられています。たとえば動力モジュールと換装できる、グライダー・モジュール(錘とフックだけのモジュール)を用意したらどうでしょうか。まったく新しい調整方法が見つかるかもしれません。
 動力モジュールが空転ペラだと、抗力が大きすぎてまともなグライドテストができませんが、グライダー・モジュールでなら可能です。
 グライダーとして理想的なセッティングを見つけて、動力飛行でもその設定が最適かどうか実験させるのも面白いでしょう。推力だけでなく、反動トルクの存在に気づくかもしれません。
 動力モジュールも、同じゴムでプロペラ径を変えたものを用意しておけば、総エネルギーが同じでも違いがあることがわかりますし、ひょっとしたら最適噴射速度の理解に発展するかもしれませんね。

 下記はランチャーズの模型飛行機教室のスライド写真です。やはりスチレン翼を使っています。
http://www.yp1.yippee.ne.jp/launchers/slideshow/makuhari_20051204/slideshow.html

Posted by: 野尻抱介 | December 05, 2005 at 01:28 AM

動力モジュールが独立しているライトプレーンで、その部分をモーターラン終了後に落下させる「モーターグライダー」を、戦中の模型誌(「模型航空」誌?)で見たことがあります。現在出典調査中。図面もあったと記憶しています。
現在の競技規定では、機体の一部の落下は認められておらず、若干の危険性や紛失の可能性はありますが、「新ライトプレーン」方式の遊び方のひとつとしてはアリだとおもいます。上空に残された「翼モジュール」は、重量・抗力ともに激減した高性能なグライダーになりますから、ライトプレーンのままに比べて格段と良い滑空が楽しめるわけです。

模型飛行機の練習機・入門機の資質として、次の二つが必要と思います。
A)製作や飛行に多少のミスがあっても、とにかく飛ぶこと。目的は飛行の魅力を、低いハードルで与えることができるもの。
B)飛行者の工作の結果と操作や調整行為に、素直に、理論どおり(できれば定量的に)応じること。このことは、間違った工作・操作の場合、理論どおりに墜落することでもある。

従来の「入門機」、たとえばランチャーズの教室の使用機などは、A型だと思います。それに対して「新ライトプレーン」は、動力モジュールの分離やタブの取り付けなど、調整部分を明確化したことにより、B型を指向しているとおもいます。1機で両方を兼ねることは困難で、役割分担すれば、A型は初級練習機、B型は中間練習機です。
B型指向ゆえに、飛行などに当たって、指導者か、それに代わる詳細で正確なマニュアルが要求されるということになるのでしょう。
ここで、フリーフライト機を飛ばしてきた者として気になるところは、中間練習機の調整部分(タブなど)とそのマニュアルが、どのような機種の、どのような飛ばし方を目標に整えられるかという点です。具体的に言えば、実機やRC機は3舵すべてを使って操縦しますが、フリーフライト滞空競技機の場合は必ずしもそうではないのです。
たとえば、動力つきフリーフライト滞空競技機においては、垂直尾翼を曲げる(つまりラダー操作)はタブー視されています。旋回の基本は、主翼のねじり(エルロン操作)による軽度の内すべり飛行とされており、実機のようにラダーとエルロンが同調した横滑りの無い旋回ではないわけです。
だから、新ライトプレーンがフリーフライト滞空機の練習機であるならば、ラダーのタブはつけないほうが良いのかも知れず、マルチRC機の練習機ならば3舵ともタブをつけることになり、マニュアルもそれに対応するわけです。
これは一例であり、フリーフライト滞空競技機では、実機の操縦理論からすれば応用問題あるいは邪道である操作があり、実戦上は有利とされているものが少なくありません。ことさらに問題を複雑化させるわけではありませんが、このような応用問題・邪道?(フリーフライト競技飛行のためには、必要な知識です)をどの段階で織り込むか、マニュアルや練習手順を作るときに考えておく必要がありそうです。

Posted by: 趣味際人 | December 06, 2005 at 05:47 AM

先週は忙しくて、なかなかレスができずに申し訳ありませんでした。

概ね構想はできていて、大体の計算も終わっているのですが、実際に作るのは年末・年始の休みになりそうです。
とは言え、年末年始も忙しいと言えば、忙しいのですが・・

Posted by: 野田篤司 | December 12, 2005 at 08:41 AM

初めて書き込みをさせて頂く,坂下と申します.野田さんと同じ会社(?)に勤務しております.以前から時折こちらのブログや野尻さんの掲示板なども覗かせて頂いておりました.
私も小学生の頃に’子供の科学’誌で紙飛行機に接したのに始まり,バルサのハンドランチ(アウトドア/インドア)からFFロケットグライダー,RC HLGなどを楽しんできました.模型飛行機の普及についてのお話がでているようですので,この頃考えていたアイディアをちょっと書かせて頂きます.
率直言って模型飛行機界で一般に’入門向け’と思われている,ゴムカタパルト式の紙飛行機やゴム動力のライトプレーンでも,誰にも教えてもらわずに独力で20秒飛ばせるようになるのは至難ですよね.紙飛行機は小さくて射出速度が大きいので調整がシビアなうえにすぐ狂うし,ライトプレーンは竹籤工作の問題をスチレンペーパーなどでクリアできたとしてもスラストラインの調整が大変です.
そこで’感動の20秒’を簡単に体感できないかと考えたのが,スパン700mm程度のグライダーをショックコードで発航すると言う方法です.手持ちのHLGにフックを仮付けして試してみたのですが,1mm角のゴム数mで結構良い感じに上がりました.出来れば機体の方もEPP(発砲ポリプロピレン)などを使って,素組みでも精度が出せてしかも耐久性の有るものが出来ないかと思っています.(アイディアだけでなかなか手が動きませんが) これなら紙飛行機の神経質さや,プロペラという複雑なファクターから解放され,単純に’飛んだ!’と言う感覚を味わうことが出来そうだと思っています.機体の扱いにさえ慣れてしまえば,次には曳航にでもゴム動力にでもステップアップが容易です.
まず10秒,次に20秒の壁を自力で体験できれば,はまってしまう人は(大人も子供も)多いと思います,いかがでしょう?

失礼しました.

Posted by: 坂下哲也 | December 19, 2005 at 12:47 AM

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