EPフェニックス



プリセッション(歳差)・キャンセル


正転・空転ペラを付けることでプロペラジャイロがキャンセル
プロペラが前方に移動したことによりDDM延長マウントと等価?
残るはスピンナーウエイト(18g)を付ける
これでシャフト重心位置がプロペラハブに近付くためプリセッション・キャンセルを行う

結果としてシャフト重量が増えるのでジャイロ効果は増えてしまいますが
プリセッション・キャンセルを行うことで操縦性が向上するかテスト
このスピンナーナットはチャージャーでも使用しました
しかし、回転数が20000RPMと高いため、際立った操縦性向上は無かった
バードストライクスホーイではローターと同重量のスピンナーを使うことで
明らかな操縦性向上があったので、今回のテストは楽しみ


余談・・・・


ガソリンエンジンはUコンに向き?


ガソリンエンジンはグローに比べてマイルド
ピーキーな面がない、低回転・高トルク型でもある
最近注目しているクランクシャフト重量はどうか?
ご覧のようにシャフトが細い、シャフト前後でベアリング支持できるので
プロペラシャフトが細いスチールでOK
剛性アップのためにアルミカラーでカバーされている


このアルミカバーを肉抜きしたどうなる?


模型用とはいえ、強度有り過ぎ
ココの肉抜きと軽量プロペラの使用、ウエイトスピンナーはガソリンアクロに
劇的向上が実現するかもしれん・・・






スタントがムズイ理由



操縦により、はたまた風吹いただけでプロペラに風が当たりサイサ運動が発生
操縦は上下だけですが、左右からジャイロ摂動が加わりサイサをアシスト
思い通りに飛んでくれない
サイサは機体重心に対して作用する
プラスでジャイロ効果とプロペラが高速で回転することで自立性を持ってしまうので
操縦をよりいっそう邪魔する
重いアウターローターはシャフト重心が後方にあるためサイサが顕著に表れる



改善するには


サイサ対策

シャフトを軽量化、スピンナーを重くすることで重心位置をプロペラハブに近づける
プロペラハブに重心が近付くほどサイサのエネルギーが小さくなり飛ばし易くなる
これはサイサをキャンセルではなく
発生するサイサの影響を最小に抑えるのが目的
回転数を下げる


ジャイロ対策

シャフト・ペラ・スピンナーのトータル重量を軽くする
回転数を下げる



プロペラ自立性(慣性)対策

ペラを軽くする
ペラダイヤを小さくする
回転数を下げる


FOX35のクランクシャフトが細くて華奢なのは多分コレが理由
大昔、Uコン黎明期の天才たちは分かっていたのでしょう
近年、機体性能が向上したことや練習により操縦技術が向上したことで
埋もれてしまったのか?
もしくは思考が原理よりも事象対策に向かってしまって
灯台元暗しになってしまったのか・・・・
電動ブラシレスアウターローターでUコンをやってあらためてクローズアップされた?
風が吹くとスタントがムズクなるのも風がペラに当たりサイサが起るため
無風では操縦に対してのみサイサが起る、これは予測ができるので練習で対応できる
しかし、膨大な練習が必要なのは、機体性能が低いのではなく
気象条件によりサイサの起り方が様々に変り、偶然性が高くなってしまうから



ココを基点に次世代スタント機が生まれる



なぜ画期的高性能スタント機ができないのか?
それはサイサを含むジャイロの問題に正面から取組んだ設計がされてこなかった
かなり刺激的ですが・・・・
言い換えれば、隠れていた最大問題が明らかになったと言うのが正しいでしょうか



つうのが、自論、現段階での考察
いつものことで、変化するのが前提、正解とは限りません
すべての出発点はノーブラー呪縛なんですが・・・・






今回の課題は



プロペラシャフトの重心位置と操縦性


ジャイロ及びサイサの影響が最小になるポイントを探す
モーターシャフトは10mm延長、2枚のペラを余裕で取付けられるように変更
プロペラアダプターはグレートプレーンの鉄芯をE研さんから購入
プロペラナットは8mmもありますが、精度が大変良好です。
シャフト延長はDDM延長マウントと理論が同じと理解しています
正空転ペラがジャイロをキャンセルしてくれますが、
15LAのような軽量クランクシャフトには適わない
そこでシャフト重心位置をウエイトで調整してテスト
実際には機体重心位置も変ってしまうので、微妙ですが
運動性能ではなく、操縦性を中心にテストします。
この実験でUコンスタント機におけるモーターバックマウントが実用になるかどうか?
つうのもテスト


機首の長さ?

製作時の考えでは、機首は短い方が高性能になると思っていました
ノーズを短く、テールは鬼軽量化が大事だと
しかし、ノーズが短いと失速し易い・・・・
今回のテストにあたり、オリジナル設計のノーズ長と重心位置を再現しました
今までは、ノーズが短く重心もオリジナルより後ろでした
この辺の理屈は、オリジナルに勝るものは無いかも・・・
スタティック・バランスとダイナミック・バランスの両立するテール・ノーズ長は
自ずと収束したデータになる、それがオリジナル設計・・・・
だから変えちゃダメつうことかな?



ウエイトは3種類作りマンタ!

22g・11g・8g
11gでオリジナル設計の重心位置になります
さてどうなる?



ワイヤーテンションは


推力軸と主翼の左右重心のズレで決まる!


つう仮定をもとに、20gほど翼端ウエイトを増量しました
合計40g、小型機の常識は超えてマンナ!
当然ながら、翼端は姿勢変化と共にローリングするでしょう
そこで、フラップにタブ付けてローリングをキャンセル?
フェニックスは名機ですが、少年Uコン機の代表
オヤジにはその真価は発揮できない
オヤジは鈍くて目が悪い、だからユックリ飛ばないとダメ!
ユックリ飛んで、ワイヤーピンピンにすることが重要
遠心力ではなく、推力をワイヤーテンションに変換
飛行スピードに関係なく安定したワイヤーテンションを実現





25C黒リポ登場



購入先  J-dream MODEL ON LINE SHOP  http://www.shop-online.jp/officejdream/





電動Uコンも25C時代に突入!


RCでは40Cなんてスペックが踊っていますが、
電動フリーフライトもどうやら40Cらしいです・・・・
15Cの大人しリポから、元気一杯の25Cにチェンジ
重量は無視してOKなくらいのチョイ重、飛行性能には影響しないベナ
放電能力の向上は、ガバナーの効きにダイレクトに作用する
負荷変動に対して、リニアにガバナーが反応するので
タツキと加速が減る
小型機には、安心してパワー設定ができる余裕が生まれる
15Cでは事実上問題ないはずでも、過負荷はリポにダメージを与えやすく
結構シビアでしたが、25CならOKAY!





Uコン・オカルト再燃?



激変したEPフェニックス



謎は深まるばかり・・・・



ラクタースタント機は理想なのか?

EPフェニックスは去年の木村大会の後は、練習ゼロで中部大会で2種にエントリーするもメタメタ
今回の大会では、新しい黒リポとスピンナーウエイトのテストを兼ねてエントリー
ところが、黒リポが遅れに遅れて4日前の木曜日に2回テスト、前日に2回、パターン練習は合計3回のみ
やったことと言えば、元気がイイのでパワーを下げただけ
エネルギーの大半はエアレースにつぎ込み、エンヤ15のことでアタマ一杯
パイロットの息子が3種にスタントに初エントリーしているので怒鳴りながら練習
自分のスタント競技はどうでもイイ状態
もっとも、EPフェニックスについては、去年さんざんイジリ回してみたものの
ブログにアウターローターは飛ばない!
なんて書いたこともあって
内心は、エンジンに勝てないかもしれないと思っていて、100%諦めモード
つうワケで、今回はオリンピックモードでの参加
直前に、エアレースが無くなるかも知れないと聞き、ガックシ・・・・


ところが・・・・


ゴキゲン・ゴキゲン、良く飛ぶじゃん!




ナンでよ?



自分で言うのもナンですが・・・
こんな高性能な小型機は飛ばしたことが無い
少年Uコンのようにビュンビュン飛ぶのに、面白いようにコントロールできる
リニアに反応、偶然性が低く、リズムが狂わない、飛ばしてオモロイ、ワイヤーパツンパツンで攻められる


機体に相談することなく操縦に専念できる安心感


疑心暗鬼にならない、演技中に舌打ちが無い
だから飛ばすほどに、上手くなるのが実感できる
合計5回目になる決勝では、かなりの満足、OKAY!
飛行精度に問題があるとすれば、視野角、視点等を含めた視力ではないかな・・・・



黒リポで電動パワー炸裂


黒リポはパワーはタダモノじゃない
抵抗でしかない空転ペラなんぞ関係ない
まるで少年Uコンのようにビュンビュン飛び回るパワー
目が回るスピード、外野からは「今日は珍しく速いじゃん」
もちろん、こんな速いフェニックスは飛ばしたことありましぇん
充電回数が3回目くらいから本領発揮
当日もパワーは1%下げて設定するも、ますますスピードアップ
ガバナーの効きがイイ、加速・減速が少ないのでリズムが狂わない
だからスピードに慣れれば、リズムよくハンドルを動かせばOK

一見すると15Cでパワーを上げたのと同じ?
ドッコイ、25Cのパワーは全く別物、負荷上昇に伴う減速モタツキが見られない
もう15Cには戻れない、一瞬で15Cがゴミに・・・・



バツグンの操縦性


信じられない
スピードが上がったにも関わらず、操縦性が向上している
スピンナーウエイトは12gからテスト、シャフトは10mm延長
プロペラアダプターは鉄製8mmで重量増だし・・・・
この時点で重心位置は図面より前目、操縦性はソコソコ良くて満足


だったら22g付けたらどうなる?


競技会にも関わらず、設定変更してトライ
内心、「練習してないし、どうにでもなれモード」
電動スホーイでは驚くべき操縦性向上がみられましたが、次の瞬間にバードストライク
チャージャーではデカ・スピンナーは特に良くなったカンジは無かった
どうにも疑心暗鬼、シャフトの重量アップは百害あって一利無しが定説でしょ・・・・
バックマウントで重たいアウターローターのシャフトを延長
スピンナーにウエイト付ければ、シャフト重心位置は確かにペラハブに近くなるが
全体重量は大幅に増え、ジャイロの餌食になるワナ
ナニより、機体重心位置も前側に変わってしまう
ノーズが伸びて、重心が前に移動、プロペラが前に移動したら
ターン性能は下がり、ジャイロが出易く水平安定が悪くなる
つまりスタント機の飛行性能は下がる コレは定説でしょ



劇的向上した飛行性能


結果はまれにみる大成功!

ピタリと張り付く水平安定
さんざん悩まされたことがウソのよう
空転ペラにより安定性はかなり向上していましたが、
ワンランク上にステップアップしている
大型機のような水平安定、信じられない
背面もキレイに腕を沿わせれば、アドレナリンが出る
思わず「決まった!」


驚異の操縦性

操縦していて怖くない
スピードが上がっているにも関わらず、横8の切替しでオーバーシュートしない
正宙・逆宙の真円度が向上している
練習を全くしていないことを考えると驚異
「オレってこんなに上手だったかなぁ〜?」
イメージラインに乗せ易い
今まで苦労したのはナンだったのか



倍増したワイヤーテンション

驚かされたのは操縦性だけではありません
ワイヤーテンションがガッチリ出ている
550gしかない機体ではそれなりのワイヤーテンションしか出ないのが普通
スピードアップがワイヤーテンションを増やしてくれることを考慮したとしても
それ以上のテンションが得られている
例えで言うと、15CVAを全開で回すコンバット飛燕よりも引く
増量した翼端ウエイトが効いている
フラップ端に付けたタブが効いているのか?
フェニックスのような外翼が小さい旧型スタント機特有のクセ
ウエイト増量による演技中のローリングも気にならない
N米チャンプのイリアをマネして付けたタブは効果デカイわ
フラップ面積でバランスを取る従来の方法以外にタブ調整はかなり有効かもしれない
ダメならその場でカッター入れられるしネ




整理すると


プロペラシャフト重心位置

プロペラハブに近付くほど操縦性が向上する
今回は2枚ペラの中間に重心位置が来た時、ジャイロが見事にキャンセルできたのかもしれん・・・



プロペラシャフト重量

回転軸の重量増は百害あって一利なし
と考えていました
重心位置を変えるためにウエイトを付けることは
トータルで考えるとマイナス、ジャイロを減らすことは出来ない

と考えていました

しかし
飛ばしてみると、ウエイト付加によるジャイロ悪戯は全くカンジられない
軽いに越したことはないにせよ、重心調整のウエイトに対する
ハンディキャップは無いかもしれません
コマが芯だけでは回らないことの例えが分かりやすい?
プロペラの重量増は百害あって一利なし、かもしれませんが
コマ芯であるプロペラシャフトの重量増はOK
それよりシャフト重心位置がはるかに重要かもしれません
ただし、回転数が低い場合に限る?  かな
これでチャージャーの説明がつく・・・・



アウターローターは使える


小型機にバックマウントのアウターローターは使えないと思っていましたが
セッティング次第で使えることがワガッタ!
つうより、かなりエエでよ



機首(ノーズ)は長いほどエエんか?



冒頭のイゴアさんのMAXはコレが言いたくて載せマンタ!


電動Uコンで分かったことは



水平安定と機体重心位置に相関関係はない



運動性能と機体重心位置に相関関係はない






プロペラ・シャフト重量とジャイロ効果


プロペラシャフトの重心位置(バランス)は操縦性を支配している可能性大
しかし、シャフトの重量増によるジャイロ効果の増大は操縦性に殆ど影響しない
つうか、飛ばしてもワガンネ!
100%アップでもワガンネ!
つうことは、重心位置を最適にするためのウエイトはNO〜プロムレブ
逆に重心位置が適切でなければ操縦性が下がり、練習量が増える
多数要素が複雑に絡みあっているので、一項目を上げて云々することはムズイんよ


ココがUコン・オカルト発生の源


恐怖の鉛スピンナー



アウターローターの重量が操縦性悪化に殆ど関係ないとすると
スピンナーウエイトでシャフト重心を大胆に調整すればOK?
まさに正気の沙汰ではないガナ

アウターローターの重量より重いウエイトをスピンナーに取付けると
重量は2倍以上に増える
当然フライホイール効果が増すワナ
RCで考えるとスロットルレスポンスの悪化につながりなすが
CLスタントではガバナー効果をアシストしてくれる可能性が大
操縦性の悪化さえなければイイことだらけ?
もちろん、機体重心は前方に移動しますが
もしかすると、大幅な飛行性能UPにつながるかもしれん・・・・



YAK54でテストするために製作




勘違いしてはいけないのが


プロペラは軽いほどイイ


ウエイトと重いプロペラは意味が違うつうこと


電動は低速使用が可能なうえ、振動が少ないので薄い軽量ブレードが使用可能
低速使用ということは、効率が最優先される
将来、カーボン極薄CLスタント専用ペラがでるかも・・・


そして悩ましいのが、ダイヤ優先? or ピッチ優先?


重いプロペラはジャイロの餌食になる
回転数が上げるほど自立性が強くなり、操縦し難くなる
以前はコレを直進性と思っていました
電動モーターの高トルクはエンジンでは有り得なかった強ピッチ・低回転が可能になり・・・・


シャフトは重くてOK,ペラが重いと地獄


この辺を的確に整理できると現状のトラクタースタント機で超高性能が可能になるかも・・・・


重いアウターローター、クランクシャフトは



プロペラハブに重心が来るようにスピンナーウエイトを調整すれば
プロペラのサイサ運動をかなり軽減でき、操縦性を劇的に向上させることが可能
ウエイト量は、アウターローター・クランクシャフト(カウンターバランス)重量の100%以上が必要
結果的にスゴ重になりますが、重量増による操縦性悪化は無視できる・・・

また併用して、シャフト延長も有効、ウエイト量を減らせます。

大昔のエンジンエクステンションシャフト(サンダーバード?)には理由があったワケですよ
ニードルノーズのアルミスピンナーも・・・・



電動・エンジンの操縦性の違いはシャフト重心位置の違いが原因と考えらマンナ
そして操縦性は調整でき、スタント機を支配する影響力を持つ




そして、いよいよノーズ長の話になる



スタント機設計でノーズ長の話の前に・・・・



狭い飛行範囲で目まぐるしく姿勢変化を繰り返すUコンスタント機は
重心位置が移動すると、失速や操縦性の変化を起しやすい


テールを軽くすることで、ノーズを短くすることは
ジャイロ効果を低減する意味や、運動性・安定性を両立させる意味でも
大変有効であると信じていました。
また現代スタント機は後ろ重心であるとも聞き
Uコン復活して作った機体にはすべてこれらの理屈を当てはめました
ところが・・・・
理屈どおりにナラン!

RCを改造してUコンにするとヨグワガル

垂直降下からの引起しで失速する
ガクッと来て、ストンと沈下する
同様に、宙返りでも失速気味になり加速しないかわりに
ヨタヨタする、サクサク行かない
操縦がシビアになり、攻められない、機体に絶えず相談しながらの操縦を強いられる
当初は翼面荷重が重いからだろう、と考えていましたが
どうにも説明がつかないケースが幾つも出てきて・・・・
EPフェニックスでも同様に悩まされながら、オマケにジャイロにイジメられ
メタメタ・・・・
大失敗したのが、ハーレム



理想はノーズとテールは1:1



プロペラバランスを考えれば分かりやすい?
そうなんです!
実現させるには、軽量なエンジンが必要になる
仮に実現したなら
主翼の風圧中心で重心位置は姿勢変化しても動かなくなり、
素晴しい操縦性が実現する?
テールにウエイトを積んででもノーズを伸ばすことに意味があるかもしれない
BMやジベックのように垂直尾翼を後方に伸ばす手法は有効でしょうか?
高性能スタント機を設計するには
軽量なエンジンが必要になる理由はココにあると考えます
軽量なクランクシャフトは、スピンナーウエイトは軽量でOK
電動で考えると
インナーローターギヤダウンを使うことで、スピンナーウエイトが不要になり
ノーズを伸ばして、理想を実現
電池を重心位置近くに搭載することで、超高性能スタント機が実現するかな・・・・・



ジャイロ・ノーズ/テールモーメント・重心位置は密接に関わりあっている



逆説的に考えると



シングルブレードのプロペラに当てはめると・・・
極端にノーズが短い状態でウエイトを使いバランスさせれば
姿勢変化による重心移動も減るつうことが考えられるワナ


だとすれば


中途半端が最もマズイ



現実問題として、ノーズモーメントを決めたり
キットを改造するにあたり、大胆に短くしたり長くしたりするわけでもなく
ほんの数センチレベルでの変更がほとんど
機体重心位置が変わると厄介だし
私の場合、「マァ〜短いほうが有利デショ!」つうレベルでしたから
変更したとしてもオマジナイ程度、ほんの少し
にも関わらず、飛行性能がガラガラ変わるんよ

良かれと短くしたノーズの機体は、大抵の場合、機首にウエイトを積むと
なぜか性能が向上する。
「ノーズは短くあるべき」つう既成概念があるので、飛行性能が低下しているにも関わらず
原因は他にあるのでは?
と頑なに信じている自分がある


あくまでも、仮定ですよ(謙虚に・・・)



現状のスタント機のノーズモーメントは結果的に中途半端なところにあるので
ほんの少しの変更でガラガラ性能が変わるのではないかなぁ〜
プロペラバランスで考えると分かりやすいかもしれません
イゴアさんのMAXは日本のスタント機の常識からすると
もの凄くノーズが長い(E研さんら聞きマンタ)
この手の問題になると、ノーブラー呪縛に話が戻る・・・・


ノーズは長いほどエエ、だども、長く出来ないワゲがあるんよ





胴体の設計指針とは



プロペラジャイロのキャンセリングと言う重要課題があるにせよ
従来の主翼翼弦のどこに重心位置があるかどうかではなく
胴体は前傾・後傾しても重心位置の移動が少なくなる設計が必要
重心を起点として前後のモーメントが等しくなるような
重量バランスにすることが可能なら驚異的高性能スタント機が生まれるかもしれない
得られた重心位置が風圧中心に来るように主翼を配置すればOK


どうしたら実現できるか?



一つの答えが電動双発スタント機




スピンナーウエイトは有効か?



プロペラのサイサ運動が操縦性を悪化させる
サイサ運動が起こらなくなれば操縦性は飛躍的に向上する
練習量をかなり減らせる、偶然性が低くなるので本当の練習になる
操縦の疑心暗鬼から開放される



サイサ運動を減らすには、プロペラシャフトの重心位置を変える必要がある
そのためのスピンナーウエイト



分かりやすい例えが


マックスウェルの独楽



サイサ運動が重心位置の調整により無くなる


ココ見てチョ   http://www.rd.mmtr.or.jp/~bunryu/koma12.shtml


シャフト重心位置を変えることで、
サイサ運動の収束が早くなると理解していましたが
正確には、サイサ運動が起こらないが正しいみたいデンナ
重心位置の設定はシビアで、ベストポイントがあるみたい
理論と実際のズレをどうしたらイイか?



サイサが無くなると操縦性が激UPしますぜ



ポイントは軸受けと重心位置を合わせる


だとすると、DDM延長マウントの説明がつく
モーターマウント方法により軸受け位置が違うわけで
その位置とペラを含めたシャフト重心位置を軸受けベアリングに合わせれば
ペラが回転することで自然発生と機体の姿勢変化で起こる受動発生するサイサを
最小に抑えられるハズ




問題解決?



単方向回転のプロペラジャイロは依然として残る
シャフト重量によるジャイロより、回転半径の大きいプロペラジャイロはデカイ
空転ペラを付けることでジャイロキャンセルは可能ですが
FAIルールで正式競技に使えるかは疑問・・・・






ガキのころ、もっと勉強しとくんだった・・・・・




アレコレ雑感・・・

アウターローターに関しては、ほとんど諦め状態でした
重いローターにウエイト付加して良くなるワケがないワナ
それを確認するためのEPフェニックスでした
ところが、満塁逆転ホームラン!
ビュンビュン速いにもかかわらず、感動の操縦性、意のままに操れる

キッカケは電動スホーイでしたが、バードストライクで全損
かなりイケル操縦性でしたが、正直なところは疑心暗鬼
チャージャーの失敗もあった・・・・
Uコンはシンプルなようで、底なし沼、分かっているようで分からない
まだまだオカルト要素はたくさんあります。
ジャイロはじめサイサの問題は電動やって初めて実感しました。
エンジンだけだったら、一生オカルトに悩まされたかも
つくズク感じるのは、コレは上手く行くハズ、と目論んだモノは大抵ダメで
ダメ元だけど一応確認しよう、つうモノのほうがアタリが多い
言えることは、理屈で考えたことは成功バイアスが働いて思い込みになり易い
大事なことは、発見!
理屈は後から自然とついて来る、それは道理だからです
だからこそ、極端なことをする意味があるし
後追いに発見は無い・・・・・
それどころか、本家にすら追いつけないことのほうが多い