■ 軽量DLG機 Aspirin custom の製作 その1


 
Aspirin custom の製作
(2009.4)

 Black Magicをお手本に Black Magic custom / Black Magic custom-hi の2機を製作ました。

H師匠には何から何まで大変お世話になりました。この場を借りてお礼申し上げます。

さて、新作機ができたばかりではありすが、また次の機体の製作にとりかかりました。
 

■完成写真


新作機諸元

翼長:1495ミリ 、重量:210g
翼面積:21.0dm2、翼型:AH84mod
サーボ:D47/OEM、バッテリー:LiPo300mAh
 

■機体のプラン


今度は楕円翼(楕円っぽい翼)のプランを練ることに。

<楕円翼とは (Wikipediaより引用)>
『翼弦長の翼幅に対する変化が楕円曲線に従うような平面形。厳密な楕円形である必要は無い。
翼端で発生する翼端渦に起因する誘導抵抗は、理論的には楕円翼において最小になる。』

・・・同じ面積なら誘導抵抗が最小にできる。ただ、

『楕円翼のこの効果は、適切な比率に設計されたテーパー翼で大差無く実現可能とされている。』
ともあるので、従来の機体とどのような差がでるかはクエスチョン。

また、『翼端失速しやすい』という条件付。

今回はネット上にPDF資料が公開されている図面を参考に製作を進めることにします。

前作のBlack Magic custom-hiの経験から、翼弦長を短めにした方がランチ高度が獲得し易いことが
分かりました。一方で、翼面積を小さくすることで操縦性はシビアになります。

今回は、その両立を目指して翼面積を21dm2に機体を製作することにします。

重量は・・Black Magic custom-hi(主翼面積約20dm2)の主翼重量が110gで上がりましたので
計算上、今回は5g増でできるはず。

計画重量:215g、翼面荷重約10.2g/dm2として製作に取組むことにします。
(結果的には210g 翼面荷重約10g/dm2で仕上がりました)
 

左はSALpeterの図面。

主翼面積:22.2dm2、最大翼弦長:184ミリです。

翼端がかなり絞り込まれています。これにより

・ランチの回転運動の際に翼端の抵抗が少なく、初速が確保し易い
・ランチ時、滑空時の誘導抵抗が低減できる

という効果が期待できます。

オリジナルの寸法を元に、ほぼ主翼全長に亘って6ミリ翼弦長を縮めて 主翼面積:21dm2に設定します。

平面図画像をCADに貼付け、コアを3分割にする前提でだいたいの寸法を割り出します。

あとから聞いたのですが、均等に3分割(例えば250-250-250)すれば良いのではなく最も近似する比率を探して設定すべきとの事。

確かにその通り。左の図面は再検討する必要ありです。 (w_−;

2010.6加筆)平面形の近似もされことながら、翼端整形がなるべく少なく済むような分割がお勧めです。

H師匠に相談しながらあれこれ話ている内に、コアカットをお願いしているO工房さんがAspilinの図面をお持ちとのことでしたので、SAL peterの平面型から急遽Aspilinの平面型に切り替えました。(AspilinとSALpeterは姉妹機です)

左がASPIRINの平面。見た感じよく似ていますね。

Aspilinの主翼面積は21.99dm2。今回は翼面積21dm2をターゲットとしていますのでオリジナルの平面型を全体を5ミリ縮めたものを製作することにしました。

■尾翼

思いつきですが、尾翼面積を従来の大きさより若干小さくしてみることにしました。

左がASPILIN(左)の平面型で、これまではこの平面型をコピーしてきましたが、SAL peter(右)の平面型を参考に翼端を少し絞ることに。

参考:水平尾翼面積
ASPILIN:2.31dm2
SAL peter:2.32dm2

マイラーシートを新しく用意するのがイヤでしたので従来の平面型の翼端部分を2-3ミリ絞り込むこてで形状変更しました。面積的に気休め程度に小さくなりました。(面積にすると0.03dm2位)

※平面図はNET上公開されているPDFファイルをエクセルに貼り付けて無理やり拡大して使用しています。

現在使用しているSuperGeeII 2005の垂直尾翼の面積を調べてみると1.8dm2でした。

他の機体を調べてみると
ASPILIN:1.68dm2
SAL peter:1.7dm2

でした。現在の面積は少し大きめ。

後縁を3ミリカット。1.75dm2位になっているでしょう。

翼弦の25%あたりに、サンディング時の目印となるラインを鉛筆で入れておきます。(この部分を一番厚くする)

サンディングにはマジックテープタイプのサンディングブロックとペーパーを愛用しています。マジックテープは適度なクッションとなってなじみが良いです。番手は#180。

仕上げには3Mスポンジペーパー 5082ファイン(#240〜#320)を使用します。

後縁のサンディング。RC飛行機実験工房のSekiaiさんより情報を頂きました。

後縁に巾広のマスキングテープを貼ることでサンディング時の「欠け」が防止できるということで実際にやってみました。

これは効果絶大!欠けることなく超薄まで削ることができます。
(Sekiaiさんありがとうございました。)

尾翼コアの重量は
垂直尾翼:1.9g
水平尾翼:2.2g
を基準としています。この重量は厚みを薄くする等、かなり削らないと実現しない重量でしたが、

今回の重量
垂直尾翼重量:1.81g
水平尾翼重量:2.20g

今回は面積を少し小さくしたのと、マスキングテープで後縁を削ったことで、難なく実現できました。

RCweb shop kbさんで最近取り扱いされるよになった0.8ozアラミドを試しに貼ってみることに。

H師匠の前情報によると、アラミドを使うとマイクログラスより重くなりそうなので主翼同様Dボックス風に。0.8ozアラミドと0.7ozマイクログラスを貼り分けることにしました。

樹脂を塗って・・マイクログラスの部分はプリペイドカードで樹脂を掻き出します。アラミドの部分は撚り糸を使用しているせいか、マイクログラスのように薄く掻き出せないので、トイレットペーパーを敷いてローラーをかけて吸い取ります。

完成重量は・・7.15g

重い!樹脂の吸い取りが足らなかったようです。一般部は入念に吸い取ったのですがマイクログラスとの重ね部分の吸い取りが足りませんでした。

貼り方を工夫すれば改善はできそうですが、マイクログラスのみと比べると0.5g位は重くなりそうな気がします。

水平尾翼重量は6g台前半を目標にしていますので、作り直すことにします。

■尾翼2枚目

0.8ozアラミドはあきらめて、従来のマイクログラス貼りに。

※カーボンシートスパー&マイクログラス貼りで強度的には問題ないと思います。(私のランチでは・・)

たまたま、この時期、急に気温が下がったこともあって樹脂作業は見送り。その間にラッカースプレーでカラーリングをしてみましたが、塗料の分重くなっただけ・・カラーリングももうひとつ・・あり合せのスプレーで塗ったのがダメでした。

余計なことをしてしまったと反省 (ノ_-。)

バギング後の写真。

エポキシ樹脂でラッカー塗装の境界が滲んで汚くなりました。

重量は合格なんですけど・・・カラーリングも含めて気にいらないので作り直す事にします。

毎回、尾翼は3回作り直しています (w_−;

■尾翼3枚目

前回大量に切り出したコアも底をつきましたのでコアカットからやり直し。

平面型が矩形(長方形)であっても、尾翼を翼型に切り出すことは作業的にも性能的にも結構メリットがあると考えますので、再び尾翼のコアカットをしました。

厚さ30ミリのスタイロから厚さ5-6ミリのコアを切り出して残りを捨てるのはあまりにもったいないので、今回は厚さ15ミリにスライスしてからコアカット。

従来の2倍生産できます。

大量に完成した尾翼コア。

これだけあれば当分大丈夫でしょう。

2枚目に製作した紫/黄色のカラーリングは気にいらないので、カラーリングパターンを変えてみました。

主翼も同時進行(3枚も作っているうちに同時進行になってしまいました)で製作を進めているのですが、重量オーバーしそうです。全体重量を1gでも軽くする為に前縁に貼るマイクログラスは省略することにしました。

パック完了後は、バッグがカールしないように、板にマスキングテープで貼り付けておきます。

完成写真。

今回は、エポキシ樹脂にプリンタ用イエローインクを少し多目に入れました。といっても少量の樹脂に対して4-5滴。

色ムラが出てしまいましたが、全体としては高級感が出ていい感じ(^_^)

気になる重量

10.26g・・良く出来ました。

前縁に貼るマイクログラスを省略した分軽くなりました。

でも、前縁のマイクログラスを省略した為に、前縁のサンディングをしているとコアがボロボロになりました。あとで、エポキシ樹脂を指で摺りこみましたのでここから若干重量増しているでしょう。

ちなみに左が黄色インクを入れていない尾翼。右が今回の尾翼。

黄色インクうを入れた尾翼は主翼のアラミドの色ともマッチして美しいです。(自己満足の世界)

■尾翼4枚目

3枚目が無事完成したのですが、さらに面積を減らし、本格的に尾翼の抗力低減を狙うことに。

ランチ高度を確保する為に主翼翼弦長を減らし、翼面積を小さくすることで効果があったということは、尾翼にも同じことが言えるはず。尾翼も翼弦長を小さくすることにしました。それから、空気抵抗を減らす為に前縁を尖らすことに。尾翼面積を小さくした分、尾翼取り付け位置を後ろにずらして尾翼容積を稼ぐことにします。

垂直尾翼:オリジナル平面型から翼弦5ミリカット
(面積はたぶん1.7dm^2位、従来比6%減)
水平尾翼:オリジナル平面型から翼弦3ミリカット
(面積はたぶん2.2dm^2位、従来比5%減)
いずれもスパンは変えずに翼弦長のみ短くしています。
これで4枚目の尾翼になります(--,)

今度のコアの重量は
垂直尾翼:1.73g
水平尾翼:1.92g

僅かですが面積が小さい分軽くできました。今後はこの重量を目安にすることとします。

コアの削り出しは粉が舞うので裏庭でやります。この時期、蚊のえじきになることは避けられません。5箇所くらいはかまれたでしょうか

かゆいです (iДi)

バギング後・・気になる重量は
垂直尾翼:4.26g
水平尾翼:5.42g

2枚で9.68g!!とても軽く出来ました。仕上がりを見るとまだ樹脂が絞れそうですのでもっと軽く作ることも不可能ではありません。

尾翼面積が小さくなった分、前作より取り付け位置をそれぞれ5%程度後ろにして、尾翼容積を保つことにします。

さらにこの尾翼は翼型を変形させ、前縁から10%位のところまでを絞り込んで尖らせています。大げさにいうと手が切れそうな位になりました。

これまでの中で最高の出来です。良い性能を発揮するでしょうヽ(^◇^*)/

2010.6加筆)前縁はあまり尖らすべきではありません。尖らすと、迎え角がついた時点で空気が剥がれます。

■尾翼台座

尾翼台座の製作風景。

コアの切れ端から写真のような形に成形します。

平面型は翼型に、パイプとの取り合い部はパイプにサンドペーパーを巻いてすり合わせます。水平尾翼の取り付け面も尾翼翼型に合わせておくとあとが楽です。

台座の高さは約10ミリ。ランチ時に尾翼が振られるのを防ぐ為、なるべく低くします。

92gカーボンで包んで樹脂を塗った後、クリアポケット(腰のあるPP製書類袋)を被せて養生。

以前はクリアフォルダで養生していましたが、これで十分です。

密着が悪い(後縁)部分はスポンジを噛ませてクランプで軽くつまんでおきます。

エポキシ樹脂硬化後、余分なクロスをカッターとハサミでカットします。このあと、ペーパーで仕上げて完成です。

仕上げ後重量0.32g

台座作り直し

主翼台座が完成しました。主翼台座の巾は5.5ミリなので尾翼台座の巾が妙に太く見えます。

せっかく主翼台座をきれいに流れた空気を尾翼台座でもきれいに流してやりたいという気になります。バルサコアで巾5.5ミリに作り直し。

実際には気休め程度かもしれません・・

尾翼を含むロール方向の強度確保の為にカーボン貼りをするつもりですので平行面を作りました。

重量0.33g

元の台座とほぼ同じ重量で出来上がりました。

台座の巾は垂直尾翼の厚みとほぼ同じ

台座の接地面積が狭く、ランチで吹っ飛びそうなのでカーボンクロスで補強。

ここまでやれば大丈夫でしょう。


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