e400org（肩翼機）の紹介

by 佐々木

since 18. Feb. 1999.

［e400SPF肩翼機］自作　モーター交換　2002.03.16
　(1)図面
　(2)製作
　(3)飛行
　(4)ブラシレス化
　(5)ギヤユニット製作
　(6)1700ＭＰ6セルの飛行
　(7)LMT1020/15搭載&JES30-3P

◆機体緒元およびメカ（予定） 翼長：950mm 全長：700mm 翼幅：180mm 翼面積：約17dm2 翼型：準対象 全備重量：590ｇ（ブラシレスの場合755ｇ） モーター：QRP製400（逆転用） アンプ：シュルツSlim24be [BEC強化版] バッテリー：10セル(500AR),7セル(1250SCRL) ペラ：E-Prop8.5×5,E-Prop8.5×6 ギヤ：ＱＲＰ0.5モジュール、ギヤ比2.5 メカ：S3103×3、ウェブラナノ6

【図面？？】

翼面積を17dm2と決め、翼長、翼弦、そして水平尾翼等を決めて、パソコン上で適当に図面化しました。推力線と主翼の位置、水平尾翼の位置は適当です。垂直の大きさは胴体側面が若干大きめですので、小さめ？かな。推力線より下にラダーがないので当然ナイフエッジの時には癖がでるでしょう。えっ、この機体は風船割、リボンくぐり用で、スタント用じゃない？。クラブの飛行会で生き残った場合、ブラシレス（レーナー1515/12ちょっともったいないですが）仕様として、３Ｄ（茂木の影響）化する予定です。総重量720ｇで。この場合でも、翼面荷重は42ｇですのでまだ軽量の部類になるでしょう。その時は1250SCRL7セルの予定です。図面をクリックすると、平面図のpdfファイルをダウンロードできます
【製作について】
（１）主翼（950×180）

　
　ＷＰのソフトを使用してリブの型紙を作成し、1.0mmから切り出しました。スパーは3mm厚のバルサを使用し、中央部には3mm角のヒノキ材を追加しています。（マーチみたいに）スパー、前縁材、後縁材は900mmのバルサから切り出しており1本構造です。（中央部で接続部分無し）プランク材には1.0mmのバルサを使用しました。プランクも900mmと思ったのですが、中心が分からなくなることと、これほど長いプランク材を使用したことが無かったため、プランク（前縁、後縁）は中央で2分割としました。夜にほろ酔い気分で、プラン材を全て瞬間（中粘度）接着剤で貼り付けたところ、なんと、両翼ともねじり上げとなってしまいました。本などを重石にして修正。１週間ほどでどうにか、フィルム貼りで修正できるところまでなりました。
　水平尾翼は3mmバルサを使用し組み上げました。構造はエスパー400と同じです。現在、胴体と垂直尾翼作製の準備中です。パソコン上で主翼と尾翼の位置関係を決めるとともに、垂直尾翼、胴体側面形状を決めました。
　主翼はこの状態にて、重量86ｇ。やはり頑丈に作ったためか、通常の400クラスの機体よりも約20ｇほど重量が増しました。特に前縁は、風船割りに備えて丈夫にしました。

（２）胴体について

　適当な形です。このような肩翼機で、どれほど意味があるかわかりませんが、側面積を稼ぐため後部でも絞っていません。バッテリーは胴体下部から取り付けるようにしています。胴体の上下とも開いた状態となっていますが、バッテリー取り付け用の3mmバルサでＨ構造とし、強度を確保しています。ラダー、エレベータサーボは、主翼より後方の胴体の中です。垂直尾翼は胴体を組み立てる段階で取り付け、胴体構成部品の一つとして使用しています。（後縁の３mm厚、10mm幅部材を胴体の最後部に挟み込んで固定）
　胴体の重量は、水平尾翼込みで、67ｇでした。胴体についてもあと10ｇ程度は軽く作りたいものです。

（3）生地完成
仮組した状態です。しかし、この状態で確認すると、なんと垂直、水平が主翼と傾いていました。胴体をねじりつつ、主翼の取り付け角度（横）を調整して、水平、垂直に近づけました。どうも、胴体の側板の最後部を接着する時に、ちょっとずれていたみたいです。やはり、常に確認しながら組立ないとだめですね。
　後、残すところフィルム貼りとメカ積みです。
　フィルム完で200ｇくらいになりそうです。モーター＆メカで約200ｇですので、バッテリー10セル500AR約200ｇ、7セル1250SCRL約300ｇを加えると、600ｇ〜700ｇとなります。400モーターの場合、予定の600ｇにはおさまりそうです。1250SCRLの場合には、ブラシレスモーター積んでガンガン飛行でしょう。翼面積が17dm2ありますので、700ｇちょっとでも、着陸は楽な部類に入ると思います。この場合、25A〜30A設定の予定です。（ギヤユニットを作る必要があるかもしれません）

◆飛行について
　10月最後の週が飛行会＆初飛行の予定でしたが、雨で延期となりました。今度の日曜日が初飛行＆本番です。モーター慣らし飛行を早朝３フライトほどする予定です。
　【１１月4日】飛行会の前日、初飛行を行いました。各舵のチェックを済ませた後、スロットルを徐々にあげていきます。スピードがのったところで、エレベータをちょっとアップ。全神経を機体に集中します。何のことはなく、スーっと上昇していきます。とりあえずトリム調整無しでＯＫでした。ダウンスラストの様子を見るために、スロットルを上げたり、下げたりし、若干ダウンスラストが足らないようでした。各舵の効きをチェックしたところ、エルロンが若干足らず、エレベータがちょっと効き過ぎでした。モーターの慣らし飛行ですので、後は場周飛行を数分行い、着陸させました。着陸は軽量（590ｇ、35ｇ／dm2）のため、ゆっくりと降下してきます。接地も十分に速度をおとしてもＯＫでした。やはり、小型軽量機のため、ちょっとした風（サーマル）でも、ぐらっときます。それと、若干、垂直尾翼面積が足らないみたいです。本日は、４回ほど慣らし＆調整飛行を行い、明日の飛行会にそなえることとしました。（垂直尾翼は若干足しました）
　【１１月5日】飛行会当日です。本機は今回の飛行会のために作製しましたが、結局、マーチで参加しました。なぜかと言うと、３分タイムラリーが正確でなかったためです。スポーツマン１回で４０秒短くで、時間調整方法（デッドパス？回などなど）が間に合わなかったためです。マーチだと、スポーツマン１回で大回り着陸で約３分（誤差数秒）なんです。本番は、最後の着陸のための場周飛行を中スローでおこなったため、３分４秒とちょっとオーバーとなりました。

◆ブラシレス化（レーナー1515/12+3SLB40-6-12）kV4736
　10セル４００モーターでも十分楽しめましたが、茂木でのあの飛行を見て、本機でもということで、400サイズのブラシレスモーターに換装することとしました。10セル500AR+400モーター仕様にくらべ160ｇほど、重くなりますが翼面荷重は45ｇですので、大丈夫でしょう。（ただサーボ、受信機が心配です）
　QRP製ギヤを用いた場合、ギヤ比2.5が最大となります。このため、電流がマーチと同等となってしまい、小容量のバッテリーだと飛行時間が短くなります。（CP1700だと30〜35A設定でも６分は可能でしょう）電流を２５〜３０Ａ設定とするためには、ペラの負荷を減らすかギヤ比を上げるかです。0.5Mギヤで50歯が入手できるみたいですので、この場合は3.125となり、９×５くらいのペラも使用可能となるでしょう。ただし、ギヤユニットを若干削る必要があるようです。今回は、すぐにはこのギヤを入手することが出来ませんでしたので、電動カーのショップで見つけた64ピッチの52歯ピニオンのシャフト穴を4mmфに広げて使用することにしました。ＱＲＰのギヤユニットの場合、もっと大きめ64ピッチ60歯程度までは入りそうです。（この場合、3.33）
　シュルツのアンプに変更して６セルCP1700で37A設定でもいいかもしれません。この場合、全備重量710ｇ。
　小容量のバッテリーでは、20A連続で流すと３０秒程度でモーターカットとなり、残念ながら使用できないようです。8セルまたは7セルの500ARを使用し20A設定で、通常は6A程度で飛行、必要な時に20Aとしたかったのですが、残念です。なんたって500ARだと600ｇちょっとで仕上がりますから。

【アルミスパーの結果】2000.11.12　秋の集いにて
　集いにてブラシレスでの飛行を試しました。使用ペラは8.5×6です。受信機がFMでしたので、出来るだけ近くを飛行するようにしての、離陸です。さすがに、ダッシュはすばらしく楽々の離陸です。離陸直後のホバリング（腕が無く出来ませんでした）、そして垂直上昇。下方の円から開始しての縦八の字。スピードも肩翼機としては速い部類でしょう。心配していた着陸速度も十分におとすことができました。飛行時間は４分半で、バッテリー残は750mAhありました。６分半くらいの飛行は十分可能のようです。
　ただ、
　○ピニオンとスパーが金属のためか、非常に大きい音です。せっかくの電動が台無し
　○8.5×6のペラだとスピードの出過ぎ
　でした。
　◎スパーを樹脂に変更
　◎ギヤ比をもっと大きくして9×５もしくは9×6くらい
　に変更する予定です。とう言うことで、アルミスパーは失敗でした。
【樹脂スパー0.4Ｍギヤユニット】2000.11.22
　

　田宮から発売されている72歯0.4Mのスパーを使って、ギヤユニットを製作しました。 内径4mmф、外径6mmфのアルミパイプによるアダプターを介して4mmфシャフトに取り付けています。ギヤユニットの前後のプレートはガラスエポキシ板1.6mmtを用いて製作しました。ベアリングは4mmфのフランジ付きを使用。シャフトに2mmфの穴を開けて、ピンでスパーを固定しています。

ギヤ	バッテリー	ペラ	電流	回転数	備考
QRP0.5M,40:16	7セル1250SCRL	エアロナウト8.5×5	31A	rpm	たぶん5分〜６分かな
〃	〃	エアロナウト8.5×6	37A	rpm	たぶん５分以下
〃	〃	APC-E８×６	44A	rpm	たぶん４分以下
〃	〃	slimprop９×５	37A	rpm	たぶん５分以下
〃	８セル950AAU	エアロナウト8.5×５	25A	rpm	電圧降下でモーターカット
〃	７セル500AR	エアロナウト8.5×５	23A	rpm	電圧降下でモーターカット
〃	〃	slimprop９×５	25A	rpm	電圧降下でモーターカット
QRP改0.4M,52:18	7セルRC2400	エアロナウト8.5×6	30.8A	rpm	1250SCRLでも同じ？
〃	〃	slimprop９×５	32.8A	rpm	1250SCRLでも同じ？
〃	〃	京商９×６	35.8A	rpm	1250SCRLでも同じ？
自作0.4M,72:22	7セル1250SCRL	APC10×7E	36.2A	9500 rpm	飛行時間が心配？
〃	〃	APC9×6E	28A	9700 rpm	ちょーどいい感じ（６分〜）
〃	〃	slimprop９×５	A	rpm	スピードは良いが引きが今いち
自作0.4M,72:21	〃	APC10×7E	34 A	9300 rpm	目指せ３Ｄ

【6セルでの飛行】2001.6.2
　現在の住まいに引っ越してからは、気軽に飛行できる本機ばかり楽しんでいます。もっぱら上記の72：22＆APC9×6Ｅ＆1250SCRL７セル仕様飛ばしていました。十分パワーに余裕がありますので、６セルとし重量を３８ｇ軽減し、フライトを試してみました。７セル時に比べほんのちょっとですが軽くなった分、飛行速度を落とすことができ、のんびりフライトが可能です。それに着陸スピードも十分に落とすことができます。６セルでも垂直上昇は十分にできますので、水平飛行のスピードを落とし、必要な時のみパワーを入れてゆっくりとしたフライト（パターン）が可能です。ちなみに、中速以下主体で８分ほど飛行して、バッテリー残が約１０００mAhありました。使用したニッカドバッテリーは1700MPの６セルタイプです。
【新モーター】2002.03.16
　モーターをLMT1515/12から1020/15(-25g)(kV4000)に交換しました。アンプもJES-30-3P(-10g)に交換（金ラベル）。バッテリーもCP1300-7セル：253ｇ(-60g)に交換。結局、約90〜100ｇ軽くなることになります。小型なモーターですので、最大30A以下、通常電流は25A以下に設定することにしました。下記表の電流は、最初の瞬間のみの値です。650ｇ前後の機体ですので、どちらの場合も垂直上昇は余裕で可能です。当然ながら、1515/12+エアロナウト10×7に比べれば上昇力は落ちます。（設定のため）1515/12の場合は、垂直上昇でも加速していくことができました。1020の今回の設定では、垂直で加速することはありません。下記設定ではAPC9×6よりAPC9×6Eペラのほうが、感じはいいです。今回の設定では、EP用のペラで10×６くらいがいいかもしれません。アンプについてですが、とてもイイ感じです。起動がとてもスムーズです。難点を言えば、スロットル位置が中くらいで、出力が１／３と言う感じです。スロットルカーブかスロットル→スロットルミキシングで解決すると思います。プロペラがフリー回転の状態でも、スロットルを最スローから上げるとスムーズに回転が上昇していきます。ブレーキがかかったような感じは一度もありません。1515/12はコンドルかアライアンスに搭載予定です。
　おまけ：本日当機体でフラットスピンができました。

ギヤ	バッテリー	ペラ	電流	回転数	備考
自作0.4M,72:21	7セル1250SCRL	APC９×６	25.5A	9700 rpm	22A-9200rpm
自作0.4M,72:21	7セル1250SCRL	APC９×６E	26A	9400 rpm	22.4A-8700rpm