バルサ電動機～その２１

ジャイロ搭載
ハーフAのピッツは飛行中コロコロするのでエルロンにカシオペアのジャイロF７００を入れてみた。このジャイロは感度をリニアに変えられる。プロポの肩レバーに感度を割り当て。ロール時には感度をゼロにすることもできる。効果は絶大、コロコロ感が無くなり安定。何よりも大舵角の宙返りであらぬ方向に向くことがなくなり安心して飛ばせる。

ところで、ジービーレーサで一番違和感があるのが、胴体の浮力のせいで例えば４５度傾いてもまっすぐ飛ぶこと。他の機体では経験できない特性。
手持ちのジャイロで「水平飛行モード」をもつのがDUALSKYのFC151。このモードに入れると強制的に水平飛行に戻るとのこと。これを利用すれば水平に飛ぶジービーを実現できと踏んで投入。
これまでこの手のジャイロは設定が大変というのが頭にあり遠慮していたが、実際にやってみると意外に簡単だった。当然、ジャイロの動作方向は何度も確認。
「オフ」「３軸ジャイロ」そして６軸ジャイロの「水平飛行モード」は、瞬時に確実に切り替えできるように「肩レバー」に割り当てた。

実際に飛ばしてみた。上空で「３軸ジャイロ」に設定すると機体はさらに安定（もともと安定した機体）。そして「水平飛行モード」オン・・・機体が背面に。急いでジャイロオフにしてリカバリー。何度やっても同じ。試しにそのまま背面で飛ばしてみると見事に水平飛行。これでやっとジャイロの設定が未完了であることに気づいた。予期せぬことが起こるのも刺激があって良いが、初心者なら即墜落。初日は惨敗。
帰宅してジャイロの説明書を読むと、ジャイロの搭載方向で、すなわちジャイロ上面の向きで設定を変える必要があるとのこと。なるほど、よく考えると当たり前！設定を変えてジャイロの動作方向を確認してOK。

本日、再チャレンジ。今度は、水平飛行モードを体験できた。ラダーは通常通り効く。エルロン／エレベータはスティックを操作すれば舵が効くが、スティックを戻すとすぐに水平に戻る。ドローンと同じ挙動で、慣れないと違和感がある。ラダーを操作するとノーバンク旋回する。
機体の姿勢が分からなくなったときに水平飛行モードに入れると助かるというのがこのモードの効用であることを理解できた。しかし、水平飛行モードにするとどんどん機体が遠ざかり、ついには機体の向きが分からなくなる可能性があるのを体験。今回は、ジャイロをオフにして飛行場に戻すことができ墜落を回避できた。

水平飛行モードは使い方を考える必要があるモードと思う。さらに本日４回飛ばしたが、２回目では水平にならずナイフエッジになろうとするのを経験。原因は分からないが、電源オン時に何かが起こったか？最も水平飛行モード以外では普通に飛ぶので実際には問題なし。
普通のジャイロとしては十分に機能する。また、水平飛行モードはその使い方を間違わなければ、水平飛行を楽しむことができるので、このジャイロの導入は正解というのが結論。（２０２１年１１月１４日）

飛ばしこみ

ジャイロを搭載したのを機に１０数回飛ばしこみ。３軸ジャイロは効果大きくロールの軸を通しやすくなるのと宙返りを上手にできる。
６軸ジャイロの水平飛行モードは曲者。同一の飛行中に上手く水平になることもあればアップになったりダウンになったりと様々。ジャイロ切り替えにコツがあるのかもしれないが不明。使わないに越したことはないというのが結論。（２０２１年１１月２１日）

進空
初飛行は風の穏やかな大安吉日となった。いつものように何度も舵の方向を確かめて・・・、念のためにエレベータのトリム合わせをお願いすることもあるので、仲間に横についてもらった。
スロットルを上げるとすぐに離陸、色々と覚悟はできていたが普通・・むしろそれ以上に安定。エレベータを数コマアップ側に修正してトリム合わせ終了。
中スロットルで真っすぐに飛び、旋回はアドバンスヨーも出ず綺麗に曲がる。失速する気配なし。ロールレートも適度、宙返りは大径、エレベータの舵角を増やす必要がありそう。
暫くローパスを楽しんで問題の着陸へ。ほぼ無風なので伸びる可能性があるので遠くから侵入。着陸寸前までエレベータが利いて適度に吊りながら接地、完璧な着陸ができた。
非常に素直な機体、この短い胴体で不思議と安定している。キワモノのマルタカのハーフピッツよりは明らかに性能が良い。
２回目はナイフエッジも交えて飛ばしてみた。この機体、ナイフエッジが似合います。
飛行中の写真も撮ってもらい嬉しい初飛行となりました。これでスパッツ、機体番号などの艤装に突入できる。（２０１７年５月２１日）

艤装
キャノピー周りの仕上げと機体番号等の記入。キャノピーの枠をポリカの白で塗装。コックピット内も手を入れてそれらしくなった。
機体番号は塗装も考えたが、インクジェット対応の薄いラベルシールで薄手のものが市販されているのでこれを使用。ベースが透明のものと白のものがある。いずれも発色が良く、さらに薄いので機体の曲面に良く馴染む。

随分、雰囲気が出てきた。主脚のスパッツは未完成、飛行場に持ち込んで撮影。トレードマークのサイコロが良く目立つ。
本日２回飛行。風が少し強かったが、風に負けることなく軽快に飛んでくれる。機体に慣れてきたので、低空でのロールもこなせるようになった。今回も着陸も上手くいって無傷で帰還。ストレス発散になる機体。
スパッツなしでも良いかな・・・と思っている。（２０１７年６月４日）

スパッツ
無しでとも思ったが、折角なので簡易的なスパッツを製作。材料はＥＰＰシート、４ｍｍシートを３層に接着。表面には透明梱包テープを貼り付けて保護及び塗装を可能にした。接着剤はスコッチのプラスチック用、これを使うと梱包テープをしっかりと貼り付けることができる。
重量は片側４グラム、空力的な影響は多少あるかもしれないが、重量的には問題なし。取り外しも容易、着陸時にピアノ線が曲がっても機体に対する影響は皆無のはず。
写真で見ると先端が少し尖っているような気がする、カットが必要かな。
これでジービーの完成とします。（２０１７年６月１１日）

ユニオンモデルのGee Bee R-1
オークションで発見、現物が残っていたとは驚き。
（仕様）
1/7スケール半完成キット
全長：710mm、全幅：1,088mm、主翼面積：19d㎡、全備重量：1,800g、翼型：準対称
適合エンジン：OS FS-26Sの４チャンネル仕様。
胴体、カウリングはグラス（塗装済FRP）、主翼はバルサ組み
とのこと。
翼面荷重は驚きの１００ｇ（本機は５０ｇ弱）。おそらくフルスロットルで飛ばすことになる。特に着陸がデンジャラスな機体であったことは確か。（２０１７年６月１５日）

スパッツの効果
実際に飛ばしてみた。何事もなく離陸、トリムを２コマだけアップ側に入れて調整終了。水平飛行の感覚はスパッツの有無で変わらない。ロールは以前よりも軸が通るようになった。スパッツを取り付けることで空力バランスが良くなったようだ。
一番の変化は直進性が高くなったこと。主翼下部に垂直尾翼を取り付けたようなものでこれが影響している様子。極端に言えばエルロンを切っても機体はロールするだけで思ったように旋回せずラダー操作を追加することで狙い通りの旋回が可能になる。
また、ナイフエッジはアップ癖はあるがラダーを少し操作するだけで浮く。この胴体が揚力を発生しているのは確か。
こんな感じで、ナイフエッジに近い角度で真っすぐ飛ぶので違和感がある。しかし、実機の動画を見ると同じよう傾向があるので、この胴体及びスパッツに起因する挙動なのかもしれない。この癖さえ分かれば自在に飛ばすことができ、面白い機体。
これまでの飛行回数は１０回で無傷。無理をしなければ寿命の長い機体になりそう。（２０１７年６月１８日）

はじまり
最近製作した機体は普通に飛ぶものばかり。飛ばす機体には事欠かないので、久しぶりにハードルの高い機体を・・・。机の上に飾ってあるジービーレーサーに目が留まった。
ラジコン技術のデータベースに図面が収録されており、製作記事を読むと実際に飛んだようで意外に縦安定性が良くて驚いたとの記述があった。全幅１０８０ｍｍで全長６２０ｍｍ、胴体の最大径は１６０ｍｍといった異様な形状。
製作方法はこの記事に準ずるとして、まずは図面を拡大。胴体の太さがさらに顕著になる。１０インチのペラを置いてみるとペラ先端が結構露出する。９インチのペラでも問題なさそう。

手持ちのバルサをチェック、製作できる量は確保できているがこれを機会に１．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍバルサを発注しておくことにした。
胴枠はベニヤで工作が大変、せめて電動糸鋸があれば良いのだが・・・今回はバルサ＋カーボン補強で対応することとした。（２０１７年３月１４日）

胴体
まずは胴枠から。ベニヤ板から切り出すことは当初から断念。３ｍｍバルサから切り出してみたが、完全剛性不足。おまけにバルサ目の方向で折れやすく使い物にならない。
次に空野式モノコック方式を検討。この場合、多くの胴枠が必要。ジービーの胴体は単純な円形ではなく側面が後方にいくに従って急激に絞られている。胴枠の再設計が面倒。

そこで考えたのが以下の方法。
１）胴枠を３ｍｍバルサから切り出し（中抜きせず）、各胴枠に基準穴を設け、ここに５ｍｍカーボンロッドを貫通させて基準とする。この５ｍｍカーボンロッドは最終的には抜き出す。
２）胴体の捻じれは、胴枠上端に１ｍｍカーボンロッドを貫通させ、目視で５ｍｍカーボンロッドとの平行を確認しながら各胴枠捻じれないようにして対応する。
３）各胴枠の間の水平は同じ長さの４本のバルサロッドを各対角線上に設けて管理する。
この方法の基準となるのが防火壁、これは４ｍｍべニアから製作。５ｍｍカーボンロッドの先端にはこのロッドに対する垂直面を設定して防火壁に差し込んで直角となるように固定（もちろん後で外せる程度に）。
ラジ技の図面の胴枠は、左右対称になっていない場合がある。そこで胴枠を左右に２分割して半分側を基準にしてもう一方の輪郭やストリンガー受け部を修正した。
以上の工法で実際に製作。

この方式は単純でありながら正確な胴体を作ることができる。
この構造が成り立つ前提はリンケージを事前に組み込めること。1ｍｍのチューブ＋0.8ｍｍのピアノ線でリンケージをするのであれば、胴枠を中抜きする必要がない。
防火壁のベニヤが１５ｇ、残りの５枚のバルサ胴枠が合わせて１５ｇ、従って、バルサ胴枠を中抜きするメリットはほとんどない。

５ｍｍカーボンロッドを垂直尾翼の端部まで延在させて尾翼の位置を管理。これで胴体全体を真っすぐにすることができた。
垂直尾翼まで完了。コックピットから尾翼周りの構造が不明なのでネットや1/32のモデルで確認。今回使用した図面と随分構造が異なっている。尾翼周りは大きくなっている（ラジコン機では常套手段）。
少しでも実機に近くなる構造を思案中。（２０１７年３月１９日）

作業手順変更
胴体の製作を進めているが、主翼やカウリングの取り付け方法を考えると現物合わせでないと上手くいかないように思える。また胴体はエンジン用に設計されているので電動化する場合は構造を変える必要がある。特に機首部の下側。倒立エンジン用に大きな切り欠きがある。
そこで、胴体をプランクする前に全体構造が成立するか確認するために、尾翼、カウリング、主翼を製作することにした。
水平尾翼
設計図では３ｍｍバルサのトラス組みだが、水平尾翼の剛性が綺麗な旋回を可能にするので構造変更。３ｍｍバルサで組み上げた骨組みの両側を１ｍｍバルサでサンドイッチ。動翼も同じ構造。尾翼＋動翼で３３ｇ

カウリング
製作記事では、１５ｍｍバルサで木型を組んで成形。その後、グラスを貼り付けて最後に中のバルサをノミ等を使って取り去るようになっている。
大変そうなの、バルサでできないか検討。胴体は１０ｍｍ幅の短冊状の１．５ｍｍをプランクするいわゆる甲板張り。カウリングはこの練習も兼ねて甲板張りに挑戦。
経験上、１．５ｍｍのプランクは剛性不足。今回は２ｍｍバルサを使ってみた。まずはバルサ材を１０ｍｍ幅にカットする工具を作成。これが意外と具合が良く、カット面が垂直になるのでその後の接着作業が良好。

骨組みは３ｍｍバルサ３枚、胴体と同様の工法。これに１０ｍｍ幅のバルサを現物合わせで張っていく。機首に向かってＲがきつくなる。バルサを予め湿らせておくと綺麗に曲がる。
多少の凹凸は気にしないとして、数時間かけて完成。２ｍｍバルサなので剛性が高い。パテ埋め＋サンディングで綺麗になるはず。
甲板張りは意外に簡単。胴体の目処が立った。（２０１７年３月２５日）

主翼
矩形翼で上反角なし、翼型は準対称なので製作は簡単、拡大コピーしたリブ型を２ｍｍバルサシートに張り付けてカット。最後に成形してリブ完成。片翼８枚で６ｇ程度。
スパーは５ｍｍのバルサ角材のみ。今回はフルプランクとするので、補強は最小限。前縁は５ｍｍバルサから切り出したものを使用（５×１０ｍｍ）。

骨組み完成。プランク材は、最初に上面側に貼り付ける。この状態で主脚の受け部、エルロンの切り出し、サーボの固定部の加工等を行って最後に下面側を閉じることになる。
翼端はついていないが、これまで完成している部材を組み合わせてみると異様な造形になる。水平尾翼は実機よりも２割弱拡大されている・・・というか実機の水平尾翼が小さすぎ。
ラジコン機の動画を見ると離陸後に瞬殺というパターンと、着陸時にドスンと落ちて破損するパターンに分かれる。特に着陸時にドスンと落ちるのは低速時のエレベータの利きが悪く最後までコントロールできないことに起因しているようだ。この意味で、水平尾翼の拡大は意味があるように思える。スケールに拘らずに実をとるのが正解かな。この状態で約２００ｇ、軽いのか？（２０１７年３月２８日）

主翼完成
サーボ固定部、配線、主脚のベースを組み込んで上面と同様に１．５ｍｍバルサでプランク。翼端も適当に成形して上側をプランク。エルロン材を成形して仮止め、実機と同じような造形なった。流石にフルプランクなので剛性が高い。
この段階で主翼は１５０ｇ。

重量バランス
胴体はプランク前だが、さて重心は？ラダー動翼の重量追加分と、モータ、アンプ、リポ電池、サーボを適宜配置して重心をチェック。
ほぼ重心位置が合っていることが判明。今後の作業は重心を気にすることなくできる。この状態で全備重量は６２０ｇ。元のラジ技の機体は１５エンジンで１２００ｇ。かなり軽量に仕上げることができそう。
主翼の取り付け角は０度に設定する予定だが、丸胴の場合、水平が分かりずらく不安。そこで再度、胴枠の中心に基準のカーボンロッドを挿入して、主翼の前縁及び後縁に対する距離を実測。結果、０度になっていた。
これで現物合わせで胴体側の工作ができる。この機体のように手順が定まっていない機体の製作は面白いので進捗が早い。（２０１７年４月２日）

胴体再開
胴体と主翼の境界部の構造の見通しが立ったので胴体の製作再開。まずはリンケージの埋め込みから。いつもの1ｍｍフレキチューブ＋0.8ｍｍピアノ線を採用。サーボの取り付け位置から後部まで胴枠を通しながら貫通。フレキチューブはスーパーＸで固定、スムーズなリンケージとなった。
主翼の取り付けは、Ｍ３のボルトで行う。胴体側の受け部には爪付きナットを埋め込み済み。
プランク開始
この胴体を良く観察すると、敢えて甲板張りを行わなくてもプランクできそう。無理のない面積で何枚かに分けてプランクすることにした。空野式のモノコック工法のノウハウが役に立つ。側板の下側と、裏側のプランク完了。ねじり強度が劇的にアップ。

プランクほぼ終了
本機の胴体は３次元で湾曲しているので事前にバルサに癖をつけるのが難しい。今回は、バルサをプランク領域よりも少し大きくカットして表面を霧吹きで大胆に濡らす。そうすると表面側が膨張してうまい具合に３次元に湾曲。柔らかい状態のバルサをプランク領域において現物合わせでトリミング。
その後、タイトボンドを塗布して待ち針等で固定。胴枠は３ｍｍ、バルサを接続する箇所では接着面積が少なくなるので事前に３ｍｍのスクラップバルサの接着面を追加しておく。これで完成後にバルサが剥離することはない。

尾翼周りは断面変化が大きく、複数に分割して貼り付ける。特に大きく湾曲する個所では裏面にガセットを貼り付けて曲面をコントロール。
実機の形状とは少し違うが、なんとなく曲面がつながった。パテ埋めして上手く誤魔化せそう。

カウリング
ラフにサンディングしてみると意外に滑らかになったのでこれを使うことにした。最終的にはグラスを貼ることになりそう。
ラダーの動翼と胴体下面の構造物を残しているが、一応、完全にフルプランクの機体が出現。良い感じ。（２０１７年４月９日）

機首まわり
モータマウントを防火壁に固定。防火壁は後方の部材と強固に連結してあるので強度不足にはならないはず。アンプは防火壁の前面に固定する予定。冷却の心配なし。
防火壁の裏側の燃料タンクの部分に電池用のマウントを固定。電池の装着は主翼を外して行うことになる。面倒とも思うが構造的に仕方がない。これで機首周りの必要な工作が終了、防火壁の後方の開口はバルサで閉じることになる。

主翼ダウエル
ダウエルは３ｍｍのカーボンロッド。主翼と水平尾翼の平行を確認しながらダウエルの位置を決定して接着。翼中央をアーチ形にプランクして基本的な作業は終了。
サーボマウントを装着。大きなスペースがあるが、受信機を取り付けてもスカスカ。（２０１７年４月１８日）

サンディング
主翼下面中央のプランク終了。少し段差ができたが裏面なので拘らないことにする。
飛行場でサンディング。造形が単純なので比較的短時間で終了。４００番でサンディングすると結構つるつるになる。サンディング終了時の手で触った感触はいつもながら良いです。
ラダーは実機との差が大きかったので作り直し。バランスが良くなった。ナイフエッジで良く浮きそう。

カウリング
サンディングすると結構バルサが薄くなったので、グラスを貼った。フィニッシュレジン（エポキシ）を使用。１プライで完全に硬化させて１度サンディング。その後、レジンのみを塗布。最終的にはプライマーを塗布して仕上げる予定。

自立
主脚は３ｍｍピアノ線から製作。強度は？様子をみて３．２ｍｍに交換予定。
これで自立、雰囲気が出てきた。フィレットの製作が残っていた・・・。
この段階でモータ、電池などのすべてのメカを取り付けて重心をチェック。ほぼ指定位置。良かった～。重量は７７０ｇ。被覆はオラライトなのでさほど重くならないはず。最悪でも９００ｇかな。飛燕１０が８００ｇ、ピッツが９００ｇなので、飛びは期待できる。（２０１７年４月２３日）

フイルム貼り
手元にあるオラライトのクリアを使用。このフイルムは良く伸びるので曲率の大きな本機にはうってつけ。フイルム貼りは経験がものをいうが工具も大切。ＯＫ模型のセレーションはさみはオラライトの細かい部分のカットに威力を発揮する。
クリアフイルムなので貼った感じがしないが塗装後が楽しみ。尾輪を取り付けて完全に自立。
全ての部材を所定位置に固定して重心位置をチェックするとほぼ指定通り。
全備重量は８００ｇ、塗装での増分は知れているので、最大８５０ｇかな？翼面荷重は４７ｇ・・・素晴らしい。

主脚
３ｍｍのピアノ線はワイヤベンダで曲げるのが容易なので複雑な形状でもＯＫ。タイヤ位置を前縁付近までオフセットさせるのも簡単。
主脚のスパッツをどうするか悩ましい。バルサ材で作ることもできるが、経験的にスパッツは機体を壊す元凶。主翼を突き破るのを経験した人多いはず。
今回は、ＥＰＰ、スタイロフォームなど駆使して軽量かつ可撓性のあるスパッツに挑戦。ＥＰＰの機体製作のノウハウが生きるかな？（２０１７年４月３０日）

塗装完了
カウリングは、ホルツのパテスプレーを１本分塗布して再度サンディング。悪くない出来。
胴体の把持性を良くするためにエンジンマウントに仮の取っ手をつけた。作業性良好。
ベースの白色は、表面荒らし→ミッチャクロン塗布→塩ビ塗料（東邦化研）で行った。この処理で塗料の食いつきが強力になり、その後のマスキングテープを剥がす際に問題が起きなかった。
赤色はクリエイティブのファインレッドを使用。これはアクリル性だが下地の白色を侵すことはない。主翼デザインはテンプレートを作って左右表裏４枚のデザインを同じにした。

キャノピー
どうやって作るか思案中にたまたま見かけたペプシの１．５Ｌが具合良さそうなので中身の飲んでからカット。一応それらしくなっが、気に入らない部分もあるのでもう一本飲み干して修正版を作成予定。木型を起こして作成することを考えると非常に簡易かつ安価。
製作の山場は済んだので、今月中の進空の可能性がでてきた。（２０１７年５月４日）

メカ積み
アンプは防火壁の前面に固定。冷却の心配なし。サーボはコロナのＤＳ９２９ＭＧ（エレベータ、ラダー）、ハイテックＨＳ５５（エルロン）を使用、小型の機体に最適で信頼性が高い。
リンケージはいつもの方式。胴体内はスカスカ。

各動翼へのリンケージを済ませて一応完成。脚のスパッツが未完成だが、まずは飛ぶことを確認する必要があるので初飛行へ（２０１７年５月２０日）