MINI HELICOPTER "Hummingbird" 軽量化案

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軽量化による飛行時間の改善を図るべく軽量機材を検討してみました。
三浦市潮風アリーナの大変広い体育館で飛ばしましたが "Hummingbird" には十分すぎるスペースでした。ホバリングも飛行もなかなかいい感じです。左右の旋回も問題ありません。ジャイロの感度設定もまだ十分ではありませんがピルエットもできました。ちょっと気になるのはモーターノイズの影響か、飛行中一瞬モーターの息つきがありました。 結構モーター電流が多く、ブラシの火花も見えるほどなのでノイズの影響を AM 受信機が受けているのかもしれません。 630g の飛行重量ですがモーターのパワーも十分で、軽々と飛んでくれました。結構楽しめそうなヘリコプターです。飛行時間が短いのが難点です。

軽量化することによってモーターへの負担を軽減できればその分飛行時間を延ばすことができると考えます。小さなヘリコプターですが、エンジンヘリをそのまま縮小したような構造で、金属部品も多く、随所にベアリングも使われていてかなりずっしりとした重さです。軽量化するにも構造材は簡単に変更できません。搭載機材を軽量な物に替えることになります。

正確な飛行時間の把握をしていませんが 2 分も飛んでいないように感じます。 7x500AR 電池で浮かなくなるまでの電池消費量は約 400mAh でした。飛行後のモーターは暖かくなりますが、電池はかなり熱い状態です。受信機と一体になっているスピコンの FET も暖かくなります。ボディなしのときにホバリング時の電流は 13A 以上でした。ボディをつけているのでもう少し多いと思われます。630g 以上の揚力を小さなローターの回転で作り出すわけですから大変です。せめて 3 分ぐらいは飛んでほしいと思うのです。

とりあえず搭載機材の変更でどの程度軽くできるかを検討してみます。

  1. 現在搭載しているジャイロは 26g あります。 GWS の PG-03 圧電振動ジャイロに替えると約 19g 軽くなります。01 ジャイロに替えても 10g 軽くなります。圧電振動ジャイロは使ったことがないのですが、効果のほどはどうなのかも気になるところです。

  2. できればモーターも載せ替えたいところです。搭載中の AM-30 モーターは 110g あります。手持ちの ASTRO 020 ブラシレスに替えられれば専用スピコンも含めて 97g と軽量になります。しかしモーターを逆回転仕様に変更する必要があります。いろいろ調べた結果、アンプをセンサレスタイプに変更すれば逆転できることがわかりました。アンプの調達について調査中です。

  3. 現在搭載中のスピコン内蔵受信機は低周波アンプのようで、ヘリで多用する中速域の効率はあまり良くなさそうです。このことは飛ばし終わった後の FET 発熱からも推測できます。重量も約 55g あります。ブラシレスモーターが搭載できれば、別に 4 チャンネルの受信機を用意すれば済むので軽量な受信機を選択できます。モーターをそのまま使う場合は高周波アンプを使えば少しは効率が良くなると思います。軽量な高周波アンプが使えれば申し分ありません。 BEC は 3 サーボ同時に動かしても大丈夫なものが必要です。

  4. サーボも変更したいところです。 S3101 は 17g あるので 3 個で 51g 。 9g サーボが使えれば単純計算で 24g 軽量化できます。消費電流の少ない S3103 あたりがいいと思います。実際には取りつけ部分の改造等が必要になるので計算通りに軽くはならないと思います。

    以上の変更でもっとも軽量な機材を導入できたとすると 100g ほどの軽量化が見込めます。全備重量が 530g 位になるでしょうか。これだけ軽量化できれば大幅にモーターの負担が減ると思われます。また、ミキシングのできる手持ちの送信機が使えるようになるので固定ピッチ特有のスロットルワークによるラダーの振れをミキシングによりある程度補正できるのではと思っています。しかし軽量化のための新たな投資も必要になるので、すべてを一度に採り入れるわけにはいきません。とりあえずできるところから試してみたいと思います。


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