RUBBER POWERED "PIPER CUB" の電動化

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ゴム動力機を電動 RC 化してみようと思います。
いつかはスケール電動飛行機を作りたいと思っていました。工作技術と搭載機材、それらにマッチした動力ユニットの選択等かなり経験的要素も必要と思われ、幾度となく作りたい衝動に駆られてゴム動力飛行機を買ってはみたものの、何度も眺めてはあまりにも翼面積の少なさに製作を断念してきました。

ごく最近になってとても軽量な機材も出回り、また Indoor-plane の製作と飛行経験から多少の知識もできたので小型ゴム動翼飛行機の RC 化もできそうな気がしてきました。はじめに購入した飛行機は EASY BUILT MODELS の "PIPRER CUB" です。翼幅 559mm 、翼面積が 4.2dm2 しかありません。 RC 化を夢見たものの翼面積のあまりの少なさにどうすることもできませんでした。次に手に入れたのは UNION Model の "PIPER CUB J3" 。CLIPPED WING なので翼幅は 516mm と前者より少ないものの翼面積は 4.5dm2 あります。とはいえこちらでも RC 化は難しそうです。

まず翼面荷重をどの程度に設定すればいいのかを考えてみました。今までの電動飛行機の製作経験から 軽いに越した事はないのですが、このクラスではどの程度までの翼面荷重なら飛ぶのでしょうか。できれば 20g/dm2 を切りたいのですが難しいかもしれません。前回緒方さんが RC 化した発泡スチロールセスナは翼面荷重が約 20g/dm2 ということです。 Indoor では結構速い飛行速度でしたが問題なく飛んでいました。風が弱ければ Outdoor でも飛ばせそうです。このあたりを目標にしてみたいと思います。とすると翼面積が 4.2dm2 の場合約 80g の仕上がり目標となります。では搭載機材の計算をしてみます。モーターは DC5-2.4 を使ってギヤダウンユニットを作って 13g 、プロペラが 2g 、サーボは 2.4gx2 で約 6g 、受信機の Sky Hooks が約 3g 、スピコンが 2g、電池は 6x50mAh を使うとして 約24g 。以上の搭載機材合計が約 50g ということになるので飛行機を 30g ぐらいで仕上げなければなりません。

DC5-2.4 モーターを使い 5.4:1 のギヤユニットで 13.4cm ペラを 6x120mAh の電池で回して 56g の推力が得られている実績から、このユニットとプロペラを使って 6x50mAh の電池でドライブしてみたいと思います。飛行時間は 6x50mAh 電池の場合、試算で 3 分ぐらいと思われます。
ということであえて翼面積の小さな EASY BUILT MODELS の 1/19 Scale PIPER CUB を RC 化してみることにしました。 Indoor で飛ばす前提ですが、翼面荷重が比較的大きいので風の穏やかなときなら Outdoor でも飛ばせそうです。

さて、肝心のキットはというとバルサシートに各パーツが印刷されているだけで、カッターで一つ一つ切り出さなくてはなりません。電動飛行機を始めたときに最初に作った"エレクトラ"の正確にカットされたパーツと比べると驚きの一言です。しかし電動 RC 化するためにはかなりの部分を作りなおす必要があるので使えそうな部分だけ使うという考えで進めます。

まず動力ユニットは 5.4:1 のギヤ比で組み立てますが、胴体に内蔵するためにスパーギヤをモーターの後ろ側に持っていきノーズを細くします。従ってモーターは逆回転で使用することになります。なるべく小さいユニットにまとめるため、今回もジャイロソーサーに使われているモジュール 0.4 のギヤを使用します。モーターユニットをカウリング内に納めるので、プロペラシャフトには少し長目のカーボンロッドを使うことになります。

プロペラはキットに付属の 125mm のものは使わずに "Mini-plane 1" に使って実績のある 134mm とやや大きいサイズのプロペラを使う予定です。少しでも大きなプロペラを使い推力を稼ぎたいからです。そのためにランディングギヤのサイズは少し大きくする必要がありそうです。スケール感が損なわれますがしかたのないところです。

主翼中央部の補強も考える必要があります。カーボンリボン、カーボンロッドによる補強が必要と思われます。

ラダー、エレベーターを可動にするための構造検討が必要になります。 WES 2.4g サーボを使うのでカーボンロッドによるプッシュロッド駆動になります。

今回被覆材に黄色の Airspan を使ってみます。 0.22g/dm2 ということなのでオラライトの半分、 WES のもっとも軽量なフィルムの 10 倍の重さになります。今回の機体に Airspan を貼ると 3-4g 位になりそうです。

電池搭載位置と構造を重心設定を含めて考える必要があります。場合によっては電池を内蔵式にしてしまう事も考えています。


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