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2017年3月

2017年3月 4日 (土)

ふくろう改造

Sio_8810472100

どうやら河原空軍基地のそばにふくろうがいたというのは本当らしい。
西国山人の徒然草2014年2月28日 (金)

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やはり本物とはリアル感が違う。


そういえば、師匠の店のふくろうはいつの間にか一匹だけになっていた。
ずらっと並ぶほど売れ残っていたのに無くなったら無くなったでちょっと寂しいのである。

ふくろう墜落

最近、やたら墜落ネタが続いているが、ラジコン飛行機は墜落があるから面白い。
これが、人が乗るものだったら、墜落は冗談ごとじゃ済まないが、ラジコンは所詮絶対に墜落しないようにとは作っていないのである。
(ま、それだから安全な場所で飛ばさなければならないのである)

中には、そのまま作って、そのまま飛ばしたら、まず墜落するような機体も売られている。

ふくろうもそうである。
こいつのくせを忘れると制御不能になるのである。

さて、言いわけを書いたところで、墜落の経緯を記す。
やや風の強いである。
ふくろうは、着陸しようと速度を落とすと風で後ろに倒れていた脚が前に出て重心が前に移動し、機首が下がって下がるという厄介な問題がある。

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最後に失速させてストンと脚から着地させるという、ヘロヘロ号系なら簡単にできる着陸が難しいため、顔面から地面に激突する場合が多い。


ま、狙っているところが偽物のふくろうというけったいなものなので、飛行機として健全な機体を目指してはいないのである。

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毎回、顔面から地面に激突は、動物愛護派としては許しがたいことなので、着陸のときに精いっぱい頑張って脚から落とそうとしても、地面すれすれで進入させたつもりでも失速を狙ってフルアップにすると、スッと浮かんで速度が落ち脚が前に出てストンと落ち、結局、顔やお腹を強打する。
この部分はプロペラの真下で上はプロペラで機体が分断されているので、結局どういう形で落ちようと、完璧な失速着理をやらない限り、力がここに集中しどんどん壊れて行くのである。

何しろ舵が翼の左右にある2個だけでエルロンとエレベーターを兼ねているという超省略機なので細かい操作はむずかしい。

そこで、腕前の向上を期待するより安定性が悪くなるという危険を承知でバッテリーの搭載位置を下げて飛ばすことにした。
まあ、何とか自律安定性が損なわれない程度の位置にしたつもりだが、このややこしい翼の平面形状では、正確な揚力中心など計算しようとしても能力を超えている。
ま、適当である。

あいにくその頃から風が少し強くなって来た。
少しずつ重心を下げて行くか、それともお腹の部分がバラバラになるのが先かの究極の選択かもしれない。
ま、最後は結局適当である。風が本当に強くなる前にと飛ばした。

できるだけ風上側で飛ばそうとするが、安定性が悪く、時々突然宙返りをして、なかなか前に進まない。
そのうち風がもっと強くなり流されまいとしてもくるくる宙返りをするばかりで、着陸させようにも高度を順調に下げることもできない。

重心を下げたのを後悔しながらも、あせって必死に何と戻そうとするも、傍から見ると楽しそうな宙返りをするばかりで、とうとう小川の近くまで行ってしまった。
川に落ちるのは何としてでも避けたいので小川の向こうの平地を目指す。しかし、そこにはワンワンの訓令場所がある。
今日は犬が居るかどうか確認する余裕はないが、餌になるのは嫌なので、何とかそこを避けると風に流されて、さらに遠くに行き、麦畑の当たりまで行ってしまった。

トラクターが2台見えているが、トラクターに粉砕されるのもいやなのでトラクターが離れた隙を狙ってなんとか、くるくる回りながらも墜落させることができた。^^;

このときでも既に機体はかなり小さく見えていたので、これ以上は、どんどん危険が増すばかりである。

トラクターで耕かされたところをあちこち探すのも大変なので、ファントムを持って行って捜索させようとしたら、麦畑で作業中の人がわざわざ拾って間のあぜ道に置いといてくれていた。
そういえばここは、仲の良い農家の人の畑である。ありがとう  <(_ _*)>

幸いふくろうは元々軽いし、トラクターに粉砕されることもなく、はたまた鉄砲撃ちに撃ち落とされることも無かったので、ほとんど壊れていなかった。

しか~し、このまま飛ばし続けるとほんとにふくろうがお亡くなりになるに違いない。

そこで、私は考えた。
尻尾が動くように舵を付けてコントロールしやすくしよう!

 

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というわけで、ちゃちゃっと、サーボ2個追加しました。
尾翼の舵へのカーボンロッドの白い支柱やサーボのケーブル押さえは、もはやお得意の3Dプリンタ製
この程度の部品ならあっという間にできる


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V尾翼です。
な、なんかかっこいい。
ε-(*´∀`|萌|


さて、このお手軽改造で勇んでビュンビュン飛ばしたら、あれえ、またまた宙返りを繰り返す。

風はこの前よりは弱いので、ホウホウの体で戻すことができたが、変である。
制御性は絶対に上がっているはずである。
尻尾が近くて舵が小さいかもしれないが、風が当たれば必ず効くはずだ。
ま、後ろから取った写真では、十分な揚力を得る迎角で見掛け上は、主翼に隠れてしまうかも知れないが、速度が速いわけでもないので後縁の渦だってそんなに大きいわけでもないし、これは扇風機を引張り出して調べるしかないと思ったときに、ふと思い出した。
こいつは顔のでかさが災いするのか、速度を出すとコントロールしにくくなるのであった。
基本的にスロットルはハーフスロットルまで。
それ以上はただの板の翼形では、速度もそれほど出なかったのである。

このことに気がついて、風がさらに強くなって墜落した日と同じか強いくらいになっていたが、どうしても確かめたかったのである。
駄目だったらすぐに墜落させれば良いのである。

そして、ハーフスロットルで飛ばすと見事に強めの風の中でも安定して飛んだ。

なんてことはない、LiPoを下げて重心が下がったからくるくる宙返りしたのでなく、風が強いからと躍起になってスロットルを上げたのが制御不能の原因だった ^^;

ひょっとすると尾翼に追加したサーボは不要だったかも
ま、多少はコントロールし易くなったのは間違いないけど

この後もお腹でドスンと着陸し、お中の薄い繋ぎの部分が壊れてしまった。
単純に発泡用瞬間で直すのも能が無いので、カーボンシートを張って強化しようと思ったが、シートをきれいに貼る器用さが無いのに気が付いて、結局はカーボンの平棒で補強した。

 

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写っている反対側は縦方向に補強が入れてある。
これだけでもずいぶん強度が上がった。
お腹の線に沿って貼ってある薄緑色のものはスポンジである。
厚くし過ぎると飛行に影響するので細くなったが、このサイズでは、お慰み程度の効果しかないに違いない。


お粗末

Seb Art30 復活

この前アップしたのが昨年11月の風の天気図の記事だが、下手をやってしまって大破したテッパンのSeb Art30Dの修理中の頃である。
思ったより修理に手間取って(単に仕事が遅いだけだが)12月に修理が完了してアップしようと思ったらオスプレイの墜落事故があった。

Photo


墜落事故には妙な親近感がある(人が死んでたらこんな呑気なことは言えないが)ので一体どういうことだと思っていたら、米軍司令官の植民地発言があった。
自分の中では神様のような存在である、具志堅用高さんの出身地沖縄を侮辱するとは、このニコルソンとかいう中将はまったくけしからん、どんな奴だと、調べてみたら、実は結構良いおっさんである。

ニコルソンさん、いっとき、だまされたとはいえ、悪いく思ってごめんなさい
m(_ _)m

戦争中にデタラメな記事を率先して載せることで日本を泥沼の戦争に導き(もっともそうすることで部数が大幅に伸びた)、捕虜になるとむごたらしい殺され方をすると強制もされないのにこぞって喧伝することで地上戦では無用の犠牲者を大勢作ったマスコミや為政者が沖縄で反省も無く、同じようなことをやっているとはにわかに信じがたかったので、調べるのに時間が掛かってしまった。

気楽なこのブログにはふさわしくないので、以前テスト用に作ったブログの方に掲載する。 オスプレイが危険だという人がいるが、安全性の評価としては、チャンチャラおかしいのが多いのでそのことも記した(もっとも安全性の評価方法が中心)
実は、ラジコン用としてのオスプレイに関しては、ほとんど興味がない。
サイクリックコントロールとティルトリフティングのコントロールを同時に行うなんて、電子デバイスの助けを借りずに済む訳がない。

さて久しぶりに気楽にブログを書いてみよう。

大破したSeb Art30Eの復活

滑走路上で危うく人にぶつかりそうになって、自らを犠牲にしたSebArt30Eは、大した破損で無いように見えた。
なお、これは、あくまでも墜落で無く、不時着である。
人にぶつからないように不時着させたパイロットをほめて上げたいくらいだ。感謝してもらって当然だ。
なに、何が植民地的発言だ。食ミンチにしてやる。
などという話しは、完全なでっちあげである。

そのまま掠めて行って被害を少なくすることも出来たのに、すぐ手前に不時着させた若い(だれのこと?)パイロットを褒めてあげたいというのは、本当である。
ま、沖縄のオスプレイの場合は何十億という機体を嘉手納まで飛ぶ(普天間は住宅が密集してるので嘉手納を使うらしい)のを諦めてキャンプシュワブを選んだ時点であのあたりに不時着できる場所は海しか無いのである。
結果論だが、どう見てもあののっぺりした水きりの無い下面と先に水と接触するプロペラは着水向きではなさそうだ。
悪徳商人の越後屋のようにしか見えない今度の大統領が、八十億もする機体より沖縄県民を優先するとは思えないのにニコルソンさんは良いおっさんである。
記者も折角質問に回答してくれる専門家を用意したのに、墜落かどうかなんて日本語に拘るという間の抜けた質問をしないで、嘉手納まで本当に飛べる状態だったのか(ヘリモードでは連結して無ければならないシャフトが飛行機モードでも解除できなければ壊れたプロペラの振動がひどくて嘉手納まで行けなかったかもしれない)とか、もっと的を得た質問をしてもらいたかった。

さて、翼の根元に当たる折れた部分をペペッと接着剤でくっつけると割れたスピナーを除いて見事に何事も無かったかのように復帰した。
見掛けの割に胴体の損傷はたしたことが無かった。
しかし、実際に飛ばそうとするとプロペラが低速時に大きな振動=共振を発生した。
見事な共振なので共振回転数を超えると振動は充分小さくなるが、低速を使わないわけにはいかないので、そのうち空中でモータマウントがバラバラになるに違いない。
じつは、モーターマウントは以前の事故で割れていたのを接着剤とカーボン繊維で固めていたのだが、その際、いい加減な腕前のせいで、斜めに固まっていたのである。
今回の事故も、同じように修理したら、その傾きがさらに大きくなり、どう見ても斜めになり過ぎなので、ワッシャをシム代わりにして固定したのである。
まあ、いい加減な修理なんで、しっかり面で当たらずに、振動の原因となっているのかもしれない。

モーターマウントは、別売されていないようだし、木材の切った貼ったはむずかしそうなのでアルミ板で作ることにした。
1mmのアルミ板ならば加工も楽である。

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折り曲げ用の工具が写っているがこれは2本のジョーで挟むので簡単だが、コの字型までしか曲げられない。ロの字に曲げようとするとひとつが曲げた板と干渉する。
Vブロックの溝に入れて内側からタガネのようなもので叩いても良さそうだが、難易度が高そうなので単純にひとつのジョーだけで力任せに曲げた。
やはり大きめのRがついて曲げ直すはめになったが、マウントの部分さえ精度が出ていれば良いのでOKとする。


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曲げを穴にひっかけて接着剤で固定することも考えたがアルミと木材では熱の膨張率が違い過ぎるので、単純にねじとナットで固定した。


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次に、バラバラになったスピナーである。
これは、平らなベースにスピナー側から小さいビス2本で固定する方法だが、ネジ部が小さいので普通に接着しただけでは、回転させると見事にバラバラに吹っ飛んだ。そこで3Dプリンタで全部作ることにした。
前回A1スカイレーダーのときの経験から少し進歩したので詳細を記す。



3Dプリンターでのラジコンパーツ作り

やはり、ラジコン飛行機程度のパーツなら3Dプリンタは結構使える。
3Dプリンターは盆栽LABのBS01+
最近は、値段の易い奴やら、手で持って動かして成型するやつやらが出てきているが、ABSで成形するには、成形する台(ベッド)が100℃まで加熱出来てノズルが220℃近くまで設定できなければならない。

3Dプリンタは、成形するときに押し出した樹脂がベッドにしっかり食い付いていないと成形中に剥がれたり、反ったりするので、BuildTakという食い付きの良い板を敷いて使っていたが、これはもともとPLAというABSより低温で溶ける樹脂用で耐熱温度が60℃である。
しかし、ABSを成型するときの温度が60℃では、熱収縮の差が大きくて反りが大きく出て反りのために曲がったり、割れたりして形が結構狂ってしまう。

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そこで、BuildTakを取っ払って元々の黄色み掛かった透明のポリイミドの板だけにしてこのベッドを100℃にした。
すると、これだけで嘘のように反りも出ずにきれいに成形できるようになった。
部屋が寒いままでで成形したら積層面に沿って割れやすくなったので部屋の温度を寒くない程度に上げたり熱が逃げないようにプリンタの隙間を塞ぐなどの工夫もした。しかし、一番重要なのは成型のベースとなるベッドを100℃に設定することだった。


3Dプリンタの周りを風が抜けないように覆うのも効果がありそうだが自分の場合は、室温が24℃くらいまで温まっていると、特に覆わなくとも問題が出ないようである。
ABSを使う場合のポイントは、ベッドや成形空間の温度のようだ

なお、射出時の温度が高い分、冷えると、しっかり収縮するので、その分大きめに作る必要がある。
これはスライスソフトの Simplify3Dでの収縮の設定を全方向とも105%にすることで簡単に対応できた。
今回の部品はあまり精度にうるさく無いので厳密さを気にしなくて良い。
高い精度を必要としないように設計するのも腕の見せ所である。

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形状は、スピナーを三分割し、ベース(写真の真ん中)とプロペラを挟むプロペラ抑え(左)と、これらを押さえる先端のコーン(右)にした。
プロペラ自体は金属のナットでしっかり閉めて、コーンはプロペラ抑えと自分自身を固定するためにプロペラの軸にねじこむのである。
樹脂は引張り応力に弱いがこの程度の力ならコーンのネジ部も耐えてくれるだろう。
このセンターのねじは3Dプリンタで作ることも考えたが、タップで後加工で切った方がずっと簡単だと言うことに気が付いた。
ピッチ1.25mmと荒くても精度が出るまでに何回も試さなければならなそうだから、安易にタップセットを買った。M3とかM4でもへっちゃらである。プラスティック相手ならおもちゃのようなタップでも充分である。


M3からM12までの新JIS(と言っても遥か昔の新だが)のmmねじの2番程度のタップとダイスが入っている。
何より安い。たまにしか使わないないアマチュアなら充分。

さてベッドを100℃に上げたせいか、びっくりするくらい上手く行った。
残念ながら自分の腕が上がったからと思いたいのにあまりにも簡単にできてそうは思えないのが残念。
ABSの反り対策をどうしようかと悩んだいたのが嘘のようである(もっともABSと一口に言っても材料によって微妙に違うかもしれない)。

スライスソフトは例によりSimplify3Dである。速度は遅いが、サポート材の除去は驚異的に楽な神棚に祀りたくなるようなソフトである。
あまりにも楽過ぎて達成感が無いので成型するときの配置やサポート材を工夫してみた。

デフォルトは製品の中心軸が水平する配置だが図のよう垂直にした。
高速で回転するので回転面で対象にして強度的に有利にしようとしてのことである。

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コーンをこのようにひっくり返すと、ベースからコーンを剥がすのがさらに楽になって、余分な部分を取る手間がほとんどいらなくなるどうと皮算用をした。このソフトは、サポート材(灰色の部分)は、ばきばき楽しいほど簡単にきれいに取れるからであったが、成型中にサポートと本体部が外れてぐちゃぐちゃになってしまった。
浅知恵にならないようにするにはサポート材と本体との接合をもっと考えなければならない。


なお、途中で3Dプリンタ自身のねじがやたらと緩くなっていてガタガタになっているのに気がついた。
寒くなったせいかもしれないが、たまにネジが緩くなっていないか気を付けた方が良い。

外観の改善

思ったより簡単に成型出来たので、見てくれを工夫した。
ABSはアセトンの蒸気に当てると表面が溶けてつるつるになって行くらしいのでそれを試して見た。
ABSの接着にも使えるので積層面の強度アップも期待できる。

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見にくい写真で申し訳ないが、密閉できる容器にアセトンを垂らしたペーパータオルを敷き、直接アセトンと接触しないように台を置いて浮かせてアルミホイルをおき、その上に成型したABSを置いた。

蒸気を当てると言ってもアセトンは揮発性なのでこんなラフな方法でも部品の置き方を工夫すれば充分のようだ。
2~3時間入れておいたら、つるつるになったがふにゃふにゃしてしまった。
アセトンの量にもよるだろうが30分ほどでも結構柔らかくなる。


また部品の置き方でも蒸気の当たる量が変わるようである。
アセトンはABSの接着作用もあるようなので、積層の間の強度も上がると期待したい。

樹脂は、溶剤などの化学薬品でケミカルクラックとかソルベントクラックとか呼ばれる、分子の鎖を切断して応力に対して弱くなる場合があり、ABSはラッカー塗装やアクリル塗装の溶剤には弱いらしい。
幸いアセトンは、分子の鎖を切断することは少ないらしく、完全に乾燥すれば強度はほぼ元に戻るらしい。

 

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ざらついたところはアセトンだけでもかなりつるっとなるが、積層面の段差は、薄い部品の場合は、ふやけて過ぎて変形するくらい入れておいても完全につるつるにはならない。
そこでタミヤパテと紙ヤスリの力を借りて仕上げた。
いつもなら光硬化パテを使って紫外線LEDで瞬時に硬化させるのだが、今回はモデラー御用達のタミヤパテを使った。御用達なので何となく御威光がありそうな気がしたのだ。
しかし、タミヤパテは完全に乾燥するのに数日かかり、また乾くとヒケが出るため何回か繰り返さないと平らにならないらしい。こちとらそんなに気が長いわけではないので結局は雑な仕上げになってしまった ^^;
タミヤパテは結構固いのでラッカー用の薄め液と筆を使って適当な硬さに調整しながら塗った。


しかし、パテを塗った後で重要なことに気が付いた。
そういえばプラモデルに使う材料は普通はスチロール樹脂でシンナーなどの薄め液には強いらしいが、ABSの場合はラッカーの薄め液では割れやすいと言われている。
塗装は、ABSにも使えるというアサヒペンの水性スプレーを買って気を使っていたのに、なまじスケベ心を出すと碌なことは無い。
結局、外観も完ぺきにきれいにならず、かつ強度に不安を抱えながら、水性スプレーを吹き付けた。
まあ、外観はどうせラジコンなので、プラモほどうるさくは無い。

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2、3回は塗らないと下地が透ける。次の日飛ばしたいので重ね塗りの乾燥は一時間程度に端折った。
お気軽な製作の割には、まあまあの出来である。どうせすぐ近くでみるものではない。


しかし、プロペラを手で回すと重い。
プロペラを固定するシャフトがモーターマウントに接触していた。
プロペラシャフトをモーターへ押し込まずに少し隙間を空けて取り付けた。木製のマウントのときは気が付かなかったがアルミ製だとしっかり抵抗になる。シャフトの穴の分大きくしておけばよかった。

さて、いつものように舵の効き具合やトリムをチェックして、異常がないことを確認して、モーターをゆっくり回転させる。
低速での共振は無い。
順調に回転数を上げると、バキっと言う音とともに、

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こうなった ^^;


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見事に積層の間で割れている。
(クリックで拡大=他の写真も同様)


まあ、この部分が無くても飛ぶだろうと、気落ちしながらも飛ばしたが、幸いまともに飛んでくれた。
まったくもって飛ばし易い良い機体である。

さて、化学は苦手なのでプロペラ抑えが折れたのがケミカルクラックが原因なのか切断面を見てもよくわからないが、積層面から折れているので遠心力が直接の原因であるのは間違いない。
ざっと計算すると、5000rpmくらいでのこの部品をこのように壊す遠心力は片側全部を積分しても1kg程度のようだ。
樹脂がきちんと強度を持っていれば全体でこの程度の力は余裕で受けられると思うが、積層間の強度が不十分で、しかもケミカルクラックで強度が落ちてれば壊れても当然だろう。

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羹に懲りてナマスを吹くではないが、一応、補強を入れた。そしてパテ埋めなどせずに、アセトンの蒸気に長めに入れた。


さて、これで飛行場に持ち込んでおそるおそる回転を上げたがバラバラになることは無かった。

\(^o^)/

しかし、良く見ると、ラダーが外れかかっていた。
写真を取り忘れたが、お尻の力が、結構ラダーのヒンジに掛かるので、景気よく地上滑走させているとヒンジが外れそうになる。
ま、しかし、ラダーは飛んでる最中は使わなくても構わないし、完全に外れて飛びながら引きずっても飛行には差し支えないほど安定した機種である。
ヒンジの上側は、しっかり付いているのを確認して、あまり滑走させずに離陸。
しかし、上空でたまに振動音がする。ラダーのせいで無くモーター周りの振動の音である。

地上に戻って来て、ゆっくりと駐機スペースに戻すときにプロペラを中心に大きく振動しているのを発見。
なにやらグラグラする。

家に帰ってカウルを開けてみると何とアルミの板の上側の直角に曲げたところで割れていた。
アルミの板の厚みが1mmでも強度的に十分持つのは計算したが、曲げ方が悪くて強度が下がることは考慮していなかった。
わかって見れば当たり前のことである。一度でも直角に曲がれば強度が下がるのに加工が下手だから何回か折り曲げ直している。
四方を曲げるのに手間取って、一度曲げたのを少し曲げ戻した記憶がある。
そこかもしれない。
いずれにしろ、直角曲げは強度がかなり落ちる。

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とほほ、曲げのRを付けて作り直すことにする。
曲げ戻しはしないように一発で曲げる。机の上で片方だけへらのようなもので挟んで鋭く曲がらないように適当に手加減しただけである。

その後、数回飛ばしてOK。取敢えず、テッパン復活。


特攻機

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この見るからに怪しげな飛行機は、E氏の戦争末期に帝国海軍がドイツのMe163の一部の図面をまねて製作したB29迎撃用の特攻機で秋水といい実機は尾部にロケットエンジンを積む。
迎撃で落とすのは照準が難しいというので、B29の編隊の真ん中で自爆するという、まさに末期的な目先の戦法である。


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メインギヤは、途中で投棄される。
ラジコンでは、改正航空法により空中での許可ない投棄は禁止されているが、このラジコンの場合は主脚は強制的に地上に引きづり降ろされるので、OKだろう。

いかにも特攻機らしい変態ぶりである。


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