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June 25, 2006

なかなか飛ばないビーグルⅡ世号

E059どうも、ビーグルⅡ世号の左に急旋回する癖が直らないので、上反角のせいかと思い、二重上反角の主翼を作ってみた。

今日、テスト飛行をしたのだが、まだ調子が悪い。

最初の内は、急旋回する癖も無く、調子良かった筈が、何回か飛ばす内に、左旋回する癖が出始めた上、ノーズを下げて急降下する癖も出始めた。
気分も乗らないし、風も出てきたので、帰宅した。

帰宅後、落ち着いて、良く見てみると色々とビーグルⅡ世号に問題があることが分かってきた。

まず、プロペラのプラグ(受けの部分)がバルサで作ったのだが、これは塗装も無しの生の木のまま使ってる。この部分が、草地の「露」を吸って重くなるのだ。
乾燥した状態で、重心位置を合わせているが、水を吸うと重心位置が前になる。
そのため、最初はちゃんと滑空していたのが、何回か飛ばす内に、水分を吸って急降下するようになったらしい。

次に、胴体後部が折れている事を発見した。スチレンペーパーで作っていたので、良く分からなかったのだが、左側に折れている。
何故、何時折れたのか、全く分からない。しかし、これでは左に急旋回するのは当り前だ。
前述のように、胴体後部が折れた原因は不明だが、靴紐に引っかけるストゥージのせいかもしれない。
ビーグル号では、一度胴体後部を破壊した後は使っていなかったが、ビーグルⅡ世号では最初から、ずっと使っている。

うーーん、これじゃマトモに飛ぶわけない。

まずは、プロペラのプラグにクリアラッカーを塗って防水にし、胴体後部を補修して修理した。

次の週末こそは、ちゃんと飛ぶようにしたい。

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Comments

 なんか私も最近似たような現象にぶつかっていました。水を吸ったぐらいの重心変動では原因にならないかもしれません。胴体が曲がっていたのは響きそうな気がしますが……
 もしかして、垂直尾翼の面積が適正値じゃないということはないでしょうか? これは大きすぎても小さすぎてもダメです。ゴムが弱いときは平気でも、上達してきてスパイラル急上昇を狙うようになると途端に暴れ出したりします。
 私も最近つかめてきたところなので、人に教える立場じゃないんですけど――

 垂直尾翼容積比=(垂直尾翼面積×モーメントアーム)/(主翼面積×主翼スパン)

 モーメントアームは主翼と垂直尾翼の空力中心間の距離です。
 垂直尾翼容積比は、0.0035ぐらいが適正といわれていますが、上反角が強くなるともっと大きな値が必要になるようです。私のNLP-1は0.0042~0.0059でうまくいきました。小さすぎると動力飛行中に暴れ、大きすぎると滑空中に暴れました。
 CFFC掲示板に最近の報告を書き込んでいますので、参考にどうぞ。松本さんの話では、安定度の問題は安定度そのものを変えない限り、どんなに調整してもダメだそうで、これは私も実感しました。
 垂直尾翼の効果が、縦の動きに現れるのはちょっと不思議ですね。

Posted by: 野尻抱介 | June 26, 2006 at 02:28 AM

野尻さん、どうも有難うございます。

垂直尾翼容積比を計算してみると、0.007前後でした。大きすぎますね。
垂直尾翼の面積が適正値では無い可能性は考えていましたが、不足していることはあっても、大きすぎることは全く想定していませんでした。

でも、野尻さんの言われるように「小さすぎると動力飛行中に暴れ、大きすぎると滑空中に暴れました」だとすると、ビーグルⅡ世号の場合まさに滑空中に「左急旋回後、急降下」と暴れるのですから、現象面もぴったりです。
これは、本当に垂直尾翼が大きすぎるのでしょう。

適正な垂直尾翼容積比が野尻さんのNLP-1と同じ0.0042~0.0059としても垂直尾翼面積を3割程削減、理想的な値の0.0035なら半分にする必要がありそうです。

ビーグルⅡ世号は、ビーグル号の縮小版なので、垂直尾翼容積比も同一なのですが、主翼上反角を少なめにしていますので、その分、実質的に垂直尾翼容積比が大きくなったのだと思います。

今度の週末、晴れたらハサミを持っていきます。垂直尾翼を切りながら、最適な値を求めるようにします。
垂直尾翼の面積と安定性の関係を、実際に飛行して確認したら、また報告します。

Posted by: 野田篤司 | June 26, 2006 at 08:03 PM

 それは螺旋不安定とかスパイラル不安定と呼ばれる現象ですね。たとえば左旋回すると、機体は横滑りするので垂直尾翼に左から風が当たります。垂直尾翼は機体が風と正対するように作用するので、ますます左旋回が強くなり、状況がどんどんエスカレートして、ついにはキリモミに陥るわけです。
 主翼の上反角はこの現象を食い止めるように働くので、垂直尾翼の面積が適正なら解決するはずです。
 私もNLP-1で設計ミスをしたせいで初めてこの現象に取り組むことになりました。それまでは、自作とはいえセオリーどおりに作っていたので問題が表面化しませんでした。
 スチレン翼は文字通りカットアンドトライができるので、こういう実験にはもってこいですね。

Posted by: 野尻抱介 | June 27, 2006 at 03:55 AM

野尻さん、
どうも、御指摘の通りのようですね。

私の場合、元々の設計は、山森善進著「よく飛ぶ模型飛行機」の「ひばり号」だったのですが、これは高いパイロンの付いたものでした。このパイロンが主翼上反角と同じ役目をして、垂直尾翼の効果を打ち消していたと思われます。

これが、ビーグル号でスケールアップしたところまでは良いのですが、パイロンを低くして、胴体を長くし、さらにビーグルⅡ世号でスケールダウンし、主翼の上反角を少なめにしたところで、垂直尾翼容量の上限を超えてしまったのでしょう。

全く、色々と手を加えると、何が悪さをするか、判らないものですね。

> スチレン翼は文字通りカットアンドトライができるので、
> こういう実験にはもってこいですね。
本当に文字通りカットアンドトライですね。
ハサミを持って行って、垂直尾翼を切りながらテスト飛行します。

Posted by: 野田篤司 | June 27, 2006 at 10:06 PM

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