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2005年12月 3日 (土)

どのようにして重心位置を決定していたのか

 今日も、文字だらけの記事でごめんなさい。

 重心位置は、主翼と尾翼のバランスからその最適位置が決まるはずです。

 重心位置の重要性については、Musashinoの もりあいさんが、かなり研究しています。詳しくは、そちらを見ていただくのがよいと思います。

http://homepage2.nifty.com/musashinoPPC/teq0002.html

 自分がどのようにして重心位置を決定していたのかを、紹介しようと思います。

 重心位置を調整すると言っても、実際には、ある程度、設計段階で決まめておく必要があります。というのも、重心位置の調整方法は、先端のスポンジの下にバラスとの板おもりを少量付け足すぐらいしかできないからです。出来上がり時に、やや後ろよりの重心位置にしておいて、おもりを付け足して適正位置にしてやるわけです。したがって、その変化量はせいぜい2mmぐらいになります。あまり多くのバラストを入れると胴体の幅が膨らんで抵抗が増えることが考えられるからです。

 私の場合、設計時の計算は、ほとんどppsimでやっています。

http://www.aa.isas.ne.jp/v-tails/

 しかし、ppsimのシュミレーション結果をあまり信じることは禁物です。私の印象としては、実際の滑空とはかなりの開きを感じるからです。たとえば、重心位置を前に寄せていくと次第に返りにくくなり、インメルマンターンのような上昇の仕方か、螺旋上昇にしなくてはならなくなります。このとき、高度をとろうとすると通常滑空の沈下率がかなり大きくなってきます。しかし、ppsimのシュミレーション結果ではそのような現象は見られません。むしろ、前に重心を寄せるほど、滑空はよくなります。今の、私の機体だと、重心位置が主翼前縁から22.3mmが最良、などというとんでもない結果になります。

 そこで、ppsimで得られる水平尾翼容積率、垂直尾翼容積率、動安定余裕、両立余裕の4つの項目のデータを参考にしています。重心位置はこのうち動安定余裕と両立余裕から決めています。たとえば、今回は動安定余裕20、両立余裕10程度になる重心位置と主翼と尾翼のバランスに決める、と言ったふうです。

 あとは、その重心位置の前後0.5mm程度をおもりの増減で変化させて、実際に飛ばしてみて決定することになります。

 しかし、もっと広い範囲の重心位置について、もう一度検証しなおす必要がありそうです。どのくらいの範囲を試せるようにするかが問題です。それには、他の方が設計した優秀な機体を参考にするしかないかなぁ、と思っています。

 ちなみに、今の機体は、主翼の翼弦長30mm、水平尾翼容積率が1.46、動安定余裕20.65、両立余裕9.72で、重心位置は主翼前縁から24.5mmです。重心位置はなるべく前よりにと言う意識も働いてこのようになっています。

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