We prepare a series of HPA lectures for novice.

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CTの経験をもとに、人力飛行機/鳥人間の初学者を対象とした講座を開催します。
アマチュアがアマチュアに伝えることですので、気軽にご参加ください。
システムはzoomを使用してます。アクセス先を連絡しますのでこちら(googleフォーム)に登録ください。
プレゼン資料は本HPで公開予定です。
※資料について無断の再利用はご遠慮ください。

(講座の詳細に続く)

CT-Delta flew as maiden flight.

現在試験飛行プログラム実施中のCT-Deltaでは、地上試験の段階を過ぎたと判断できるため先日より飛行試験段階のテストフライトを実施しています。8月30日のテストフライトではパイロットの意図通り離陸するフライトを実現し、初飛行に成功しました。当チームにご支援頂いたすべてに感謝いたします。引き続きよろしくお願いします。

Currntly we are performing the flight phase test of new airplane CT-Delta, as enough mature ground tests. We have succeeded the maiden flight of the CTD, which took off according with pilot intention. We thank all for coororaton to us.

後方より (AFT View)

前方より (FWD View)

※ CTでは感染症対策を取って活動を行っています。

We want your help.

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県境をまたぐ移動の自粛の解除を受け、CoolThrustはCovid-19感染防止策をとりつつ、テストフライトを再開する計画中です。その際、一緒に飛行機を飛ばす手伝いをしてくれる方を探しています。手伝って頂ける方には下記フォームへの登録をお願いします。テストフライト、作業場見学等の連絡させて頂きます。

CoolThrustTFお手伝い募集フォーム

管理を容易にするため、昨年と同様登録は1年単位とさせて頂きます。

フォームでは所属チームを訊ねていますが、未経験の方でも結構です。その場合は、「その他お問い合わせ等」の欄に飛行機の経験や体力の自信などを書いて頂けると幸いです。(テストフライトは体力を必要とします)

同時に参加メンバーの募集もしていますのでよろしくお願いします。当チームは柏市内(柏駅からは10kmぐらいありますが・・・)に作業場所を構える人力飛行機の開発・運用を楽しむチームです。(現在目標の詳細はこちら

ykuni

集中連載もこれで最終回。今回はFMS実行に必要な修正手順とTIPSを紹介+人力機モデルの提供です。手軽に利用できて便利なFMSですが、残念ながら2006年頃からアップデートされていません。Windows10にもインストールできますが一部動作に不具合がでることが分かっています。代表的な不具合は以下の通り。

  • DLLの不足
  • [Graphic][Textures] ONでの画面のちらつき(ほぼ真っ白になる)
  • 機体が表示されないものがある
  • 背景Texture (空等)が表示されないものがある。

画面のちらつきは致命的で見えないので操作不能です。しかし先人の知恵により回避可能です(ただし、プログラムを根本的に直したわけではないのでどの環境でも大丈夫とは保証できませんが)。

[other story] 3D modeling for RC simulator FMS

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Stay Home要請が続いています。今回は本来の人力飛行機活動から脱線して、PCで遊ぶ話です。

RCシミュレーターとして根強い支持のあるFMS (Flying Model Simulator)用の人力機モデルをモデリングします。

メタセコイアLE R3.0で作る人力飛行機モデル
(続く)

後半の5事例です。各タイトルに付随するリンクは、過去の不具合事例記事とリンクしています。

CTシリーズの各機は、中子(いわゆるかんざし)にアルミリングを被せ外径の精度を確保しています。

DSC01144.JPG繰り返し使用する中でこのリングの接着が外れる事例が起こりました。桁の繰り返しの変形の中で接着が剥がれたものと推測されますが、リングがずれて別の場所に接触して集中荷重を生じる危険性があると考えます。接続部分は構造の不連続点でもあり断面保持剛性を向上すべく、中子内部へのリブの設置、桁へのロビング実施(90度追加)等の対策を施しています。

順調に飛行試験を重ねていたCT2でしたが、風にあおられて姿勢が変化したときスムースに姿勢回復できなかった事例が発生しました(40s位)。十分な上反角があれば適切な時期にロール姿勢を回復するはずですが、滑走路上を大きく外れる程度に滑りを生じています。これについて、当初は上反角不足と考えており、設計基準としてこのタイプの機体では8.5度以上(10度は必要ない)としていました。その後の経験により、主翼たわみの特性にはフライングワイヤーの剛性の影響が大きいと考えられ、本事例についても直前の姿勢変化後のワイヤーの伸びが付加された主翼のたわみ時間分の遅れが作用したと思います。そのため、CT-Deltaでは空力的に不利でも太いワイヤーを採用しています。

このビデオでは機体の安全以外の問題も現れています。自転車でサポートに向かうクルーが自転車を降りるときに転倒、また、左翼サポートのクルーが転倒しているのが見て取れます。滑走路面はあえて粒の大きい砂利を入れているときもあり、転倒すると思わぬ怪我をすることがあります。救急用具の用意、簡易治療法の知識の習得、緊急病院の連絡先など、予め準備しておくべき事です。

離陸時には最大0.5m/s程度の背風でしたが、比較的穏やかと感じたのでスタートさせています。 しかしながら、予想以上に飛距離が伸び、サポートを飛び越してしまっています。 このときはかろうじて追いつくことができましたが、滑走路外へ飛び出してしまうこと等、危険な状況になり得たと思います。現在は背風発航はしていません。

反省として(次のサーマルの事例も踏まえると)出発地点の風のみで判断してはいけない、ということが挙げられます。風は変化するものですし、上空風も同じとは限りません。また、飛行場によっては地形・物件の影響による局所風を考慮する必要があります。

なお、この事例の後、いくつかの条件での沈下率を計算し目安とすることにしています。CT-2の標準的な着陸進入時の沈下率は0.125m/s。1m高度を落とすのに60m進む計算になります。

風に影響されやすい人力飛行機では、微少な変化でも致命的な結果を招くことがあるという事例でした。朝日が昇り気温が上昇してくると舗装された滑走路とその周りの草地で地表面の温度差が生じます。滑走路上に生じた上昇気流により周りから空気を吸い上げる状況は、弱い縦の渦を生じます。ほとんど無風に感じる状況でも、この渦の中での飛行は滑走路上の風向の変化を生じ得ます。離陸時背風、さらに滑走路上の場所によって風の方向が180度変化した結果、向かい風基調に変化し、結果、高度処理ができずオフ・ランディングになったものです。

一般に風がない時が試験のチャンスと考えがちですが、逆にどの向きの風が吹くか分からないということでもあります。特に滑走路上に小さなサーマルが発生するような状況では細心の注意が必要で、飛行をあきらめることも検討できると思います。
ランウェイ全体を使って飛ばすとき、機体/パイロットの能力に応じて各ポイントでの風の状況を把握することが重要です。数ポイントの風見を行います。

加えて、年度替わり最初のテストフライトでメンバーも一部通常メンバーと交代して実施していたことも要因の一つです。運用面における配慮点があることが分かる事例です。

CT-3で経験した胴翼結合部破壊による墜落です。直接の原因は主翼の頭下げモーメントを止める部品の破壊です。この部品が破壊すると主翼は前転方向に回転移動し、引き続いて主桁のねじり損壊が発生し主翼が大破します。さらに停止後支えを失った胴体が倒れたことから、尾翼などにダメージが発生しました。ほぼ全損です。

この故障モードへの対応は、想定荷重の見直しです。ピッチモーメント荷重よりも機体のヨー運動に伴う主翼の慣性力による内力が卓越する部品です。主翼マウント以上の荷重が作用する可能性があります。一度で壊れなくても繰り返し荷重が作用するうちに疲労破壊するケースがあります。またリアスパーへの荷重パスを分散して負担を低減するように設計変更をしました。
IMGP6159trim.jpgこの設計の保証は荷重試験にて実施します。現在は70%荷重までしか保証していないので、操舵角に制限があります。

20200410-215028.JPG
以上、過去紹介してきた不具合に対して当チームで採っている対策です。当初の設計も不具合を生じないよう工夫をしたり経験を踏まえて行うものですが、それでも不十分な点が出てしまいます。ここに紹介した経験が、みなさんの飛行機づくりの一助になれば幸いです。
ykuni

CoolThrustは、本HPにおいてチームで経験した不具合や対策について紹介してきました。今回CT-Delta機のテストフライトを開始していますが、本機への対策も含め、いままでどのような対策をとってきたのかについてご紹介します。紹介事例は10例あり、2回の記事としています。ぞれぞれの過去の記事へのリンク先にテストフライトの動画等をふくめ、事象の解説がありますので併せてごらんください。

CT2から高剛性のブームに変更。胴体径をφ100→φ110に変更。またねじれに対応した積層構成としています。

CT1のリアスパーはφ16、主桁との軸間距離440mmでした。また、ブレイシングの施工に不慣れだったことが挙げられます。ブレイシングテンションの均一化手法を確立し、加えて主翼取り付け部分のヨー方向剛性不足対策としてCT2ではφ20、軸間距離518.5mmまで拡大しています。CT-Deltaでは471.4mmとしていますが、リアスパーの取り付けステーを二か所にして取り付け部剛性を確保しています。

操縦桿の省スペース化のため、可動軸にボリュームをそのまま組み込んだ実装をしたことがあります。ボリュームの軸は荷重を支えるようにはできておらず、複数回の使用に耐えられずもげる事象が発生しました。CT2では可動軸とセンサー軸を別として操縦桿の強度を確保しています。

trimP_20190622_194211_vHDR_Auto.jpg

ニュートラルのずれは、ロータリーエンコーダー式操縦桿で発生した事例です。走行中に振動で微妙に振動した操縦桿のパルスが積算された結果、エレベーターが有意に動いてしまったものです。

CT-Deltaでは出力位相差の検出を確実にすることで回転方向の検出エラーを減らし、意図しないパルスの蓄積を防止しています。

phase_diff.jpg(ロータリーエンコーダの回転方向は、A相B相の角度に対応したパルス信号の位相差により検出可能です)

CT-2で発生した電池切れです。CT-2では一次電池を採用しており充電による残量確認ができませんでした。CT-Deltaでは2次電池を採用し充電日を管理するとともに電池ボックスに電池残量表示を装備しておりグランドクルーから確認できるようになっています。なお、メインバッテリのほかにサブバッテリがあり、メインバッテリの電力喪失時に自動的に切り替わるとともに警告灯により表示します。

DSCN4560.JPGdischarge.jpg[ 電池ボックス残量計、容量試験の結果画像 ]

初期のFBWでは原因不明の誤動作にしばしば悩まされました。この対策の一つとして回路の機体へのアースを確実にし、着陸時等に電荷を逃がすようにしています。

CT2ロールアウト時、強い左ロール傾向が発生しました。これは一部主翼がねじれて組み立てられていたため起こったものです。CT-2は水平翼台を用いず両端を作業台にのせて組立を行っていましたがこのやり方ではエラーを防止することが出来ませんでした。ポイントとしては、基準面を確実にすること、接着中の固定を確実にすること、部材自体の変形を考慮すること、です。

完成後は地上走行試験で確実に確認します。

20200321たわみチェック6th_run.jpg
[ CT-d 試験飛行画像 ]

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