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             無尾翼機





無尾翼機は尾翼の抵抗がないから性能がいい・・・
よく言われている話ではあるが、んなこたぁない
じゃぁ
 グライダーのテールはどうして長くて小さいんだ?





単純に
無尾翼機は、尾翼が主翼にくっついている胴体後部のな
い飛行機だ
本来尾翼が作る機首上げモ−メントが通常の数分の1に
なる

ゆえに
水平安定板は常に強いアップ状態でなければ飛べない
超前重心の迎え角が大きいセッティングと同じで、滑空比
が悪く、迎え角が限界を超ると簡単に翼端失速を引き起こ
し墜落する
逆に性能は悪いじゃねぇか!



上下の面は翼弦長が違うから、
上面の空気は不足分を自ら移動しないと
ゴールで真空状態を産み、後縁が持ち上がる
動いているのは翼であってそもそも空気は静止している
この空気を移動させるためにはエネルギーが必要だ
しかし空気と言えども重さと粘度がある
尻を押さえてこの運動エネルギーを作っているのが尾翼である

かくして
負圧は翼全体に分散され揚力と呼ばれた




効率を上げるためには、
主翼のねじれ強度とともに舵のリンケージ精度を上げて、
重心位置を極力後方にし迎え角を小さくする必要がある
しかし
それではさらにモーメントが減少し安定した飛行は出来ない

飛行のための重心位置は許容範囲が狭いから、外乱の影
響を少なくするためにキャンバーの小さい翼型も必須だ
いや、山が尖ったへの字の頂点に重心を合わせるような・・・
理想の翼型(笑)







相反する問題
性能を良くしようと重心を後ろに下げると、今度は横安定、
直進性も悪くなる
尾翼の風見効果には容積だけではなく、後ろに引っ張る尾
翼の抗力も大きく貢献している(凧にぶら下げる新聞紙の尻尾)
重心を後ろに下げると安定板としての効果が小さくなるわけ


不安定要因は他にもある
いわゆるSキャンバーの状態は翼後縁の圧力が通常と逆になっ
ている
そのため、アドバースヨーは旋回方向にかかるから低速でスピン
に陥りやすくなる
もはや効きっぱなしのスポイラーで、さらにエルロン機だと動翼の
隙間が作る誘導抵抗も加わる


対策
◎尾翼を大きく空気抵抗を増やす
 無尾翼機で尾翼を大きくって・・・
角度より面積で増やす方が低速でも効果が期待できる

◎後部の側面投影面積を増やす(後退翼・デルタ翼・ハング
グライダー)
後退翼は尾翼の役割をする後端のねじり下げ・エレボン部の
抗力で、ハンググライダーは翼の大きなたわみによる後方面
積とトーインで直進性を得ている
(主翼の上半角も側面積に影響するから前進翼は論外、
 無尾翼にむかない)






      ・・・でも後退翼やデルタなんか嫌いだ!




友情出演:前進翼無尾翼機






 矩形翼:

翼弦が短いと後縁までの距離がとれないから上げ舵の抵抗
が大きく、滑空比は悪い
外乱によるピッチ変化が大きく、風圧中心の移動が激しい
ゆえに
安定した滑空が出来ずにヒラヒラと木の葉の様に舞いやすい

 後退翼:

縦安定は通常の尾翼機と同等でも主翼端はエレベーターで
あり、上下面の気圧差が大きいから翼長を長くするかウイン
グレットを付ける
はたまた
中央部だけ翼弦を延長してSキャンバー翼に
どこかのステルス爆撃機がコレ





で、・・・・

 自然界の無尾翼機マンタ:

        イトマキエイ最強!!

水中なら揚力が要らないので上げ舵の為の尾翼抵抗は
そもそもない
しかし空中じゃそうはいかない
だからコイツは空を飛べない(笑)

いったいこいつはどうやって直進してるんだろう
鳥ならりっぱな風切り羽というセンサー兼スポイラーと
自在に展開回転する尾があるがコイツにはスポイラーらし
きモノがない
可変キャンバーだし、レーダーに映らないから第5世代機か
やはりマンタ最強


ちなみに
ウチワのような薄翼で翼上面に風をながさず、翼下面の圧力
だけで浮くならば尾翼の抵抗を全くなくす事ができる
双翼ならピッチコントロールもちゃんとできる
ただし、
失速面に渦が発生しない極小世界の話ではあるが・・
トンボ

双翼の飛行機でもコレにはかなわない

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たぶん重心は27%まで下げられる



サーマルでセンタリングするなら2舵でコントロールできるラダー機が断然楽ちんだ
エレベーターの幅が小さいか


せっかくだからガル翼かと考えたが
舵面の干渉やら無用な誘導抵抗でエレベーターを分離できなくなる






ちなみに                        

無尾翼機の重心が後ろだと・・こう
一切がなすすべなく墜落する  


前だと・・こう                          
砲丸投げのように放物線で墜落する            
この状態なら機速とアップトリムがあれば飛行できるから
トラクターな動力と投げやすい胴体が必要だ       


つまり・・・                          
テストは必ず前気味重心で行うのが鉄則                   
しかし、このままでは高速でしか飛べないので徐々に重心を後に下げて
ゆっくり飛ぶように調整する                           
重心を後ろに下げると舵はどんどん敏感になる、リンケージとサーボにピ
クリともガタやタワミがあってはならない                    
サーボの動作範囲を最大に、舵のホーンは長くしてガタが増幅しないリン
ケージが必要だ                                  

重心下げの限界は低速でラダーを切ったときに錐もみにならない位置
この速度が直進性の限界だからさらに速度を落とすには、垂直尾翼を大
きくするなどの機体デザインを変更する                    
同じように                                   
飛行中にピッチングが出る場合は翼弦を延長する             


それもこれも
テールモーメントが少ない無尾翼機だから仕方がない








と、   ミニチュアでテストしていたら・・・
不思議な現象を発見した         

翼を右にひねると、きれいに逆の左へ旋回する!?
いったい なぜ?

・・・わからん



以下、考察・・・



上反角を持った主翼をひねると、左右の接合交線・向きが変わる  
右にひねると翼の向きも右、これはラダーを右に切ったときと同じ状態だ
この横滑りで上反角が機体をバンクさせてくれる・・・普通なら!     



ところがなんと
この時、後退翼の上反角効果は逆に働くぢゃないか!       
意外に強力、
ちんけな無尾翼機の垂直尾翼なんかものともしない・・
と、思われる
ん〜、試しにエルロンでひねりを再現してみたが少々ではやはり効かない
後退翼に上反角は御法度だったのか
しらなんだ・・・・  
どおりで後退翼には下反角が多いわけだ  orz


上反角で矩形翼じゃかっこわるい
上反角ゼロのエルロン機にするか
上反角がないなら、直進性のために後退翼にする意味は
そもそも、ない


これもグライダーにはだめだ
急旋回したときに醜いバレルを抑えるラダーの前傾
でも
ラダー機でクルクルサーマル旋回するとラダーは打ちっ放しだから
無駄にエレベーターも大きく引きっぱなしになる・・・   orz
全面改修



後退角なしならこの翼形は似合わないな
メカっぽくてちょっと好きなんだけど・・・・
エルロン仕様に一からやり直し


















後退翼に頼らない為の低重心化とガルでの直進性向上策
ガルにトーインを付けて翼端フィン廃止
たぶんこれなら
紙飛行機だと垂直尾翼なしでも飛ぶ
翼中心が大きく前に出るので垂直尾翼は小さくてすむ
アスペクトを変えないとピッチ安定だけはどうしようもないから
水平尾翼を付けると・・・ って
それじゃぁ鳥だ
こうなると水平尾翼がないと逆におかしいか




ピッチとヨーの復元力増大へ
テールモーメントの延長とアスペクトレシオ縮小











重心テスト

クリックで紙飛行機DXFデータ(画像データ)
と言っても1mmバルサ

重心の後方限界を知るために
あえて後縁跳ね上げなしの平面翼で紙飛行機を作る

これだと迎角がないから
手投げで滑空角と初速を作ってやらないと飛ばない
重心も少々ずれると飛ばないので最適値が得られる
(無尾翼機なので翼幅30cmで作っても2mm違うと飛ばない)
これで位置が決まれば、
RC機は安定性をもたせるためにエレベーターを使って重心を前に加減すればいいだけだ



これで出た結果が平均翼弦の30%
サーマルグライダーなら30%よりもう少し後ろかな
モータのスラストは
翼がガルで、エレベーターがプロペラの近くに位置する分だけダウンスラストを付けても良い






尾翼は2+1+2mmの3層貼り
後縁エッジが合わせて削って1mm


頭の曲面プランクは1mm、2重貼り
胴体DXFデータ


中央をエレベーター、翼端側がエルベータMIX
翼DXFデータ









朝一番のサーマルにのって各々、自分の狩り場へ飛んでいく鳶玉
得体の知れないRC機でも鳶は受け入れてくれる







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