Magnet Actuator Indoor-plane WD2

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Styrofoam で作った飛行機 WD2
 E-Tec80 の軽量な電池が入手できたので、この電池が使えるモータユニットを選択し、 Styrofoam を使って軽量な飛行機を作ってみることにしました。

手元にある 6mm の pager motor を使って 60:9 のギヤ比でユニットを組み、 4x2(100mmx50mm) のプロペラをドライブしたところ 6.3g(160mA) の静止推力が得られました。 2C と E-Tec80 で十分ドライブできます。モータユニットとプロペラで 2.4g と軽量です。

 次にこのユニットのプロペラサイズに合う脚と車輪を作ってみました。 0.5mm のピアノ線を使って 0.3g でできました。 3 チャンネル赤外線受信機 1.2g 、マグネットアクチュエータ 2 組 0.7g と見積もって電池を含む合計が 7g 。飛行機が 3g でできれば 10g での完成も夢ではありません。

 翼面荷重を 5g/dm2 の設定にして 2dm2 の翼面積としました。 WD1 と同じ翼弦を 75mm にして翼幅は 270mm あればいいことになります。ここで初めて飛行機の簡単なスケッチを描きました。テールモーメントを 2.1 とし、あとは成り行きまかせです。ということで早速主翼を作りました。主翼はパイロン込みで 1.8g でできました。

 次に尾翼を切り出し、マグネットアクチュエータに使うコイルを巻きました。 FET ドライブ受信機を使うので 100ohm 以下のコイルでも問題なく使えます "Push-E" では 0.05mm の線を 400 ターン巻いて 60ohm のコイルを使いましたがそのトルクは十分です。そこでもう少し軽くしようと今回は 0.04mm のコイルを 400 ターン巻いてみました。結果は 100ohm になりましたが問題なく使えるはずです。組み合わせるマグネットは 3mmx3mm 。瞬間接着剤が使えないのでコイルの取り付けとマグネットの取り付けが少々面倒でした。水平尾翼の厚さは 2mm 、垂直尾翼は 1.6mm 。 水平垂直尾翼の組み立て完了で 0.9g でした。

 動翼のヒンジは尾翼の片面に厚手のクリアテープを貼り付ける簡単な方法を採用しました。そのためコイルとマグネットの取り付けはテープを貼った面に中心がくるように取りつけました。垂直尾翼には 2mm 幅にカットしたものを、水平尾翼には垂れ下がりを少なくするため 4mm 幅にカットしたものをそれぞれ 2 カ所に貼り付けました。

 胴体は以前何本か巻いた巻胴の余りを使うことにしました。外径 6mm 、長さ 247mm の巻胴は外周をサンドペーパーで磨いて 0.4g です。機材すべてをまとめて秤に載せてみたところ 9.5g になりました。接着剤などの重さを考慮しても何とか 10g 以内で完成できそうです。

まず胴体に水平垂直尾翼を接着し、車輪とモータユニットをテープで仮止めして重心位置を確認しました。受信機と電池は重心位置に搭載することになります。重心位置の確認をしたあと車輪を糸を巻いて固定し、次にモータユニットを瞬間接着剤で固定しました。今回エレベータは片側のみ可動としたため、マグネットアクチュエータの分片側が重くなります。モータの取り付けをオフセットしてその重さを打ち消すようにしてみました。サイドスラストは付けずにダウンスラストだけ少し付けました。最後に重心位置を確認しながら主翼を胴体に接着しました。

翼幅 (Wingspan) 270mm
全長 (Length) 266mm
翼面積 (Wing area) 2dm2
全備重量 (Weight) 9.7g
翼面荷重 (Wing loading) 4.8g/dm2
受信機 (Receiver) IRXA301-3 with 2 sensors
1.2g
アクチュエータ(Magnet actuator) 0.04mm 400t 100ohm + 3mmx3mm magnet
0.3gx2
モータ (Propulsion unit) 6mm pager motor 60:9
2.2g
プロペラ (Propeller) 4x2(100mmx50mm) balsa
0.2g
静止推力 (Max thrust) 6.3g (3680rpm, 160mA)
電池 (Battery) 80mAh Li-Polymer(with cable and connector)
2.4g
飛行機重量 (Air frame) (主翼1.8g+尾翼0.4g+胴体0.4g+車輪0.3g+その他0.2g)3.1g


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2004/01/05
2004/01/06 画像追加 inserted by FC2 system