ラジコン飛行機 練習機の設計 その13 -構造検討4 部品配置検討-

今回は胴体構造検討を行う準備として部品の配置検討を行います。
部品配置では重心をいい位置に合わせるのが重要だけど苦戦しました。
というか部品配置だけだと対応が厳しいことが分かりました。軽量化をがんばってたのに orz

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部品配置

部品は以下のように配置します。(断面図です)
コンセプトはとにかく重量物をなるべく前へ!

モーターをぎりぎりまで前に出していますが、外表面との距離が無さすぎて既に成り立っていないっぽい。

その後ろには上から受信機、バッテリー、アンプの順で配置してます。
主翼を外して内部にアクセスすることを考えて、受信機はサーボコネクタを抜き差しするので一番上、バッテリーはその下に後ろから前へ差し込むように入れることにします。アンプは一度接続したら普段は外さないので、アクセスの悪い一番下へ。

モーターマウントの枠内にZ面の仕切り板を設けてバッテリーと受信機を置くイメージです。アンプはその下。

エルロンサーボは翼内配置。エレベータとラダーはロッドが長くなるのを嫌って尾部へ配置してます。位置は左右に分けてますが、幅方向に入りきらないので上下に逃げてます。尾部配置はコードが長くなるので効率はあまりよくないかも。

重心確認

残念ながら仮目標のコード長25%位置よりはるか後ろになってしまいました。
以下が重心位置の初期検討結果になります。
胴体・尾翼などはそれ自体の重心が未定なのでかなりアバウトな数字です。

重心位置初期検討(center-of-gravity01.xlsx)

部品配置だけではコード長に対して約45%の位置となってしまいました。
XFLR5を使った安定性解析によると、実験的には初期重心をコード長30%~35%ぐらいに調整しないといけないので、最終的には大丈夫かもしれませんが始めはもっと前に重心を配置する必要があります。

対策としては4つぐらい考えられます。

  1. ノーズを延長して重量物をさらに前に置く。スケール感が崩れるが質量増無しで対応できる。
  2. テールを短縮して尾翼を前に出す。スケール感が崩れるて尾翼容量が減るが質量増無しで対応できる。
  3. 揚力尾翼にして主翼の空力中心より後ろに重心を置けるようにする。背面飛行が安定しなくなるがスケール感を崩さず質量増無しで対応できる。
  4. ノーズにバランサーを置く。質量が増えるがスケール感を崩さずに対応できる。

どれも一長一短あります。
大きな設計変更が必要ないバランサーを置く案で行きたいと思います。最低飛行速度は上がりますが、運が良ければバランサーを減らせますし、最後はダミーエンジンをバランサーとして使うこともできます。

バランサーのX値はダミーエンジンの位置を考えてもう少し調整する予定ですが、基本的には以上の条件で胴体の構造検討を行おうと思います。

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