きっかけ
無尾翼機には殊のほか興味がありました。もともとバルサ製ハンドランチグライダーや、折り紙飛行機、切り紙飛行機（今思えばホワイトウイングス）にも没頭した時期がありました。高校のころに紙飛行機クラブというのがあり、それこそ皆さん本を切り抜いて作っていたわけですが、私はデルタ翼エンテ型の、ＳＡＡＢ３７ビゲンのようなグライダーを自分で設計して作りました。校舎の3階の窓から投げると、一直線微動だにせず、そのまま何十ｍも離れた対面の校舎まで飛んでいきました。強烈に印象に残っています。もともとラジコンをはじめたのも、メッサーシュミットＭｅ１６３のような無尾翼機を作り、カタパルトで発射して高速滑空を楽しもうというところからだったのです。
しかし、単なる無尾翼機ならいざ知らず、モスキートモス号を無尾翼化するにはいったいどうすれば、いや、それ以前にその無尾翼機が「モスキートモス号である」ためにはいったいどうあればいいのか。非常な難題です。
ですがいやしくも「ラボラトリ」を標榜するからにはこの位何とかしなければなりません。まず、コンセプトから描いて行きたいと思います。
コンセプト
- モスキートモス号主翼を使用した、無尾翼機を製作する。つまりＳキャンバー翼型が使用できない。
- 垂直尾翼はあっても可（無いと難しすぎ）
- エンジンは１０クラスで、プッシャーとする。
- あまり高速でないと飛ばないようでは困る。
- ソアリングもできるように、軽翼面荷重化をすすめる。
考察
- 主翼はフラットボトム、翼端後退翼でエレボンは翼端部のみ。ねじり下げ。
- またはエレボンは無く、エレベータ動作のみとし、旋回はラダーで行う。いままでラダー方式の無尾翼機は見たことが無い。
- 上半角の設定が難しそう。
- 重心がとにかく前にこないと安定しないはずなので、プッシャーは無理か。
手法
今回はまずもって飛ぶかどうか全くわからない段階からスタートするわけですから、紙または発泡スチロールで縮小または原寸模型を作成し、飛行テストを行って重心や上反角、尾翼面積、舵の面積などを試験し、その後で本製作に入る、という手順を取りたいと思います。線引き
現在のところ制作スケジュールは未定ですが当分後になりそうです。優先順位はＡＤ型よりも後ですが、その他の優先順位は未定です。なおこの計画が冗談かどうかは未だ判っていません。特に作業は進んでいないのですが、以前作ったノーマルモスキートモス号の平面図を加工して、完成予想図を作ってみました。
中央翼の前縁を伸ばして普通の後退翼にしたり、中央翼後縁を同じく三角に伸ばして、ホルテンみたいにしても格好はいいみたいですが工作が面倒なのでそうはしないでしょう。
ある方からもっとやれ、という励ましのメールを頂き、ひょうたんからこまではないんですがちょっといろいろ基礎試験に取り掛かってみるかな、等と考えています。
ノーマル主翼に後退角を持たせるとこんな感じです。
より後退角をきつくするとこんな感じです。
オークションで昔のラジコン技術を入手しましたが、その中に故・一条卓也氏設計のプランク２２という無尾翼グライダーが掲載されていました。この機体は後退角がほとんどなく、翼型はＳキャンバーで、飛行は非常に安定のよいものだったとのことです。
モスキートモス号ＴＬ型は、コンセプトとして主翼をモスキートモス号のものを使用するというようにしていますので、固定フラップを跳ね上げたら擬似的にＳキャンバーになるのではないかと思います。しかしながら真相はやってみるまでわからないというところですね。
正月休を利用して、ケント紙で５０％縮小板を作成し、挙動を見てみようと思います。
試作機第１号を製作しました。
この試作機は写真のように後退翼のものです。この機体にはＴＬＸ１型と命名しました。
材料はスチレンペーパーですが、デコパネ素板という商品で、厚みが７ｍｍ程度もあり、強度は十分ですが重量がかなりかさみます。福岡の田舎ではなかなか欲しい材料が手に入らないですね。残念なことです。
胴体はホームセンターで買ってきた高発泡率の発泡スチロールで、こちらは重量が非常に軽いのですが強度が全然不足しています。
いずれの材料もカッターナイフで簡単に加工できました。
接着はセメダイン発泡スチロール用接着剤を使用しました。これは一定時間乾かしてから接着するタイプで接着力はそれなりにありますが、乾くのを待つのが瞬間に慣れてしまうとおっくうです。エポキシの方が早く付きますね。
翼は山形の平板翼型で、三角形のリブを補強のために接着しています。中央翼と左右翼は上反角をつけてエポキシで接着しました。
上反角は１４度、翼弦、翼長はモスキートモス号の５０％としました。
本格的な滑空試験は行なえませんでしたが、室内において試験したところによりますとねじり下げ０ではそのまま真下を向いて落下してしまい、飛びません。これはまさに教科書が教えるところの挙動でしょう。
次に工作用紙でトリムタブを左右に取り付け、これを跳ね上げて擬似的に翼端のみ反転キャンバー翼として試してみました。数回の重心調節を行ない、かなり前重心としたところで滑空するようになりました。
それから垂直尾翼を曲げてみて旋回の挙動を見てみました。これも屋外で正式に試験しないとなんともいえないのですが、やはり若干旋回しにくいようです。テールが流れるだけでバンクに結びつきにくいようです。上半角は直線翼よりも多めにしないといけないのでしょうか。
今度の休みにはこの機体を調整して飛行特性などを調べてみたいと思います。また、２号機ＴＬＸ２を作成し、直線翼反転キャンバーとしてこれも飛行試験を行ないたいと思います。
ＴＬＸ１の方はどうにかして翼端にねじり下げを付け、トリムタブ無しで飛べるようにしたいところです。
そういえば大昔（小学６年生だったか）山森喜進氏（漢字があってなかったら失礼しました）の「よく飛ぶバルプレーン」というバルサ製ハンドランチグライダーの本の中にエンテ型デルタ翼の機体があったのですが、この主翼はエレボンを１ミリほど跳ね上げ、先尾翼はエレベーターを１ミリほど下げるセッティングになっていたのですがもしかしたら反転キャンバーの効果をねらったものだったのかもしれません。主翼の前縁は折り下げが付いていました。これも確か実機でもこのようになっていたと思います。
性能とは関係ない話ですが、モスキートモス号の主翼の翼端を後退翼として無尾翼とすると結構かっこいいと思うのは私だけでしょうか。ＴＬＸ１を作って、しげしげと眺め回していました。
2001.01.11
昨夜は直線翼仕様の主翼を作成していました。ノーマル翼のフラップに相当する部分はとりあえず紙で作り、これで反転キャンバーを実現します。今のところ主翼をスチレンペーパーで切りだし、胴体を発泡スチロールから削り出した状態です。
後はリブを作り、主翼を接合し、垂直尾翼を取り付け、主翼を胴体に接着します。まあ、考えようによっては非常に簡単な作業です。被覆もバルサ組みも必要ないわけですから。
可能なら今晩にもここまで行きたいのですが、相変わらず業務が多忙を極め、作業がなかなか進みません。
サイドビュー。なかなか精悍です（？）
調整用にトリムタブを付けています。
屋外での滑空試験を行いました。また直線翼仕様も制作し、同様に試験しました。
後退翼仕様は、結局うまく捩り下げが付けられず、とりあえず翼端トリムタブをかなり跳ね上げた状態でテストしました。重心位置は中央部翼弦３０％位置よりもかなり後で、だいたい４０−４５％位置でした。しかし後退翼なので風圧中心が通常の矩形翼とは違って後退していますので重心は相当前になっているのは間違いありません。家に帰ってから教科書を読み直してみましょう。
直線翼仕様は、後退翼仕様よりも若干上反角を多めにとり、ノーマルのモスキートモス号が固定フラップとしている部分を若干跳ね上げ、反転カンバー翼としてみました。
飛行結果ですが、まず後退翼仕様は重心位置がシビアですが、調整が取れるときれいに滑空できるようになりました。飛行速度はもう少し遅くしたいところ（重量から見て）ですが、まずまず合格でしょう。
横安定については問題ありません。ロール方向、ヨー方向とも十分な安定性のようで、若干乱流が舞う中で滑空させても自律安定を見て取ることが出来ました。また、ラダーで旋回させる試験もしましたがそれなりに効きます。エルロンとミキシングで使用することが出来れば十分ではないかと思います。ダッチロール、スパイラルの傾向は特にありませんでした。
しかしピッチ方向は静的安定性「中立」という状態で、水平滑空ならきれいに行くのですが、頭を下げるとなかなか持ち直してくれません。もっと重心を前に、捩り下げまたは跳ね上げをもっと強くすると安定が良くなるのかもしれませんが性能とのトレードオフになりそうですね。
また平板なのに板厚がかなりあるので抗力が相当あるようです。滑空速度や沈下速度をみると相当無理して飛んでいる感じがします。
直線翼の方はかなり難しいものがありました。これは後退翼仕様よりももっと静的安定性がない感じで、根本的に翼型を詰めてやらないと難しそうです。投げる時もいちかばちか、水平に滑空し始めればよいですが投げた瞬間に地面に垂直着陸することもしばしばでした。しかしながらヨー軸、ロール軸まわりの安定は問題ないようです。
結局、両方の機体とも思い切り投げ上げたあと機首から突っ込んで、首の骨を折る状態で退場となりましたがある程度の結果を得ることが出来たと思います。
考察
- フリーフライト機としての自律安定を確保するには、さらにピッチ方向の安定を持たせなければならない。後退角を増し、捩り下げあるいは反転カンバーを採用。
- 重心位置は極めてシビアに飛行に影響する。わずかでも後ろ過ぎると操縦不能となり「逆宙ウォーターフォール」状態で墜落する。逆に前過ぎるとエレベーターアップが効かずやはり操縦不能で墜落する。
- 地面効果がかなり効くようで、地上１０ｃｍくらいで５ｍ以上も滑空する。
- 今回程度のピッチング安定でもラジコンで操縦するならば十分ではないかと見えた。
今後
とりあえず直線翼の方はピッチング安定が悪すぎるので、翼型を下面をカバーしてフラットボトム三角断面にし、どう影響するか見てみたい。後退翼版も同様にして影響を調べたい。後退翼版をどうにかして捩り下げ翼にしてみたい。ドライヤーで加熱するとか最悪カッターナイフで切断して外翼全体を斜めに取り付けてもいいかもしれない。（ムサシノのテレスチェリー号は捩り下げは垂直安定板より外の翼をそのまま斜めに（下向きに）取り付けて捩り下げにしていたのではないでしょうか？単なる邪推ですが。）
これらが済んだらあとは自作（試作）しかないんでしょうねェ…ＡＤ型の遅れもいいかげん気になりますのでどうにかしたいですが…ＴＯＲＩＩさんみたいに一度にたくさん作るというような器用なことが出来そうにないので苦労します。
直線翼でもロングノーズ、ショートテールだと結構かっこいいです。（この写真ではテールはまだ長い）
