前進翼カナードダクト実験機　プテラナード(2006.7.29)

• 目的：先尾翼＋前進翼ダクト機を製作。実験的な要素を数多く行い、先進的なダクトカナードのフラッグシップ機を製作する。

• 工法：胴体：マイクログラスFRP（テープパック工法）ラッカー塗装

• 翼：バルサリブ組→1mmスチレン→テープ貼りバルサ＋オラカバ

• 尾翼：バルサ＋スチレン→テープ貼りオラカバ仕上げ仕

• 胴体：サンディングシーラ後ラッカー／翼フィルム（オラカバ）色テープ（パラメンPPテープ）

• 右写真は試作のスチレンペーパー機

◆　（ダート）滑走離陸成功 および セカンド飛行インプレッション　

実はもっとゆっくりテストをして飛行させるつもりであった。しかし主翼仰角を見る舗装路でのテスト滑走でアップを引いたら、いきなりビュンと１０ｍほど４５度くらいの角度で上がってしまった。すでに着陸できないところまでいってしまっていたのでそのまま飛行させた。このときは舗装路に軟着陸しすばらしい低速性能・無失速特性を見せた。エルロンの効きも申し分なく大変素直な機体ができた。(写真下＝快調に飛行するプテラナード）

◆　初飛行インプレッション

まず最初に地上滑走のテストである。結果としては全く浮く気配がなかった。

理由として①エレベータの舵角不足.②機体の仰角不足がわかった。

そのビデオはこちら

とりあえずエレベータの舵角を倍に修正して飛ばしてみることした。エルロンの効きは飛ばさないとテストできないので草むらで行なうことにした。

結果は前縁エルロンの舵角が少なすぎ、機体の左クセを修正できず木に激突した。　

（写真右＝発進直後から左に取られながら飛行するプテラナード）

その状況を説明すると、手投げした当初から左に取られながらゆっくり加速していった。エレベータはちゃんと効いているがいくら右に打っても効かないためノーコンかと思い、左に打ち変えたらちゃんと効いたためますます傾きは大きくなった。エレベータは引いたが、ナイフエッジ状態のまま小山の立木に激突した。

反省点としてはすぐスロットルを絞るべきであった。しかし中途半端にコントロールできるため、何とかしようと思い結果的に最悪の結果となった。

しかし今回の飛行で見えてきた事実からすでに修理改造機に着手している。

改造点

①主翼エルロン部の改造。

②全体の仰角の改善。垂直尾翼の改良。

③フィルムによる主翼の軽量化。

パワーやスピード、ピッチ安定については申し分なくこのまま上記事項を改善すれば飛行は可能と判断した。主翼エルロンについてはアドバースヨーの影響を最小にし、揚力変化・ピッチ変化の少ない方式をもう一回追求したい。

◆　計画について（序章）

前回のガルフストリームも良好な結果となり、次のダクト機の候補を考えていた。たまたまRCグループでアニメクラフトのところに「RoteBlitz」というオリジナル先尾翼を見てダクト機としては機体形状が最適であるように思えた。この機体はFMSが元祖のようである。　細く流線型の胴体、胴体自体に揚力と自立安定のありそうな形状、安定感のある大きな尾翼。早速スチレンペーパーにて試験機を製作したところ大変スムーズに飛んだ。（ビデオ）　これはイケル！と思い早速設計図を書いた。

しかしそのままではダクトにはできないので必要な部分をデフォルメし、操縦方法を何十回もスチレン試験機で実験しながら煮詰めていった。こうして構想から約３ヶ月を経て前進翼ダクトカナードが誕生した。なお、名前のプテラナードは翼竜に見えるとう意見が多く、翼竜プテラノドンとカナードの合成語です。

◆　設計仕様

設計仕様については下記を目標とした。

１．未舗装から自走離陸できること。

２．前輪操舵できること。

３．ヨー軸の制御ができること。

４．操縦性が良好なこと。

５．シングルダクトで電流値に無理がないこと。ダクトの高効率・空気抵抗の減少、カナードの高揚力でカバーする。

操縦に関してですが、プテラナードは前縁エルロンという独創的なシステムを採用しています。これは前進翼に普通の後縁エルロンでは翼のネジレと効きが逆になり特に薄翼の機体では深刻な逆効きとなる可能性があります。実際紙飛行機の試験でも後縁ではまったくエルロンは制御できませんでした。ですから翼のネジレと効く方向が一致する前縁がよい思い、紙飛行機の実験でも実証されたので採用しました。

プテラナードのもう一つの目玉がこの前輪兼用前ラダーです。カナードでは中々有効なヨー軸の制御が難しいようです。主翼の垂直尾翼を動かそうものならたちまちフラットスピンなど不安定な飛行になります。考え方としてカナード・前進翼と全部これまでと逆な位置についていることを思うとラダーも逆でよいのではないという発想から前輪ラダーが生まれました。

通常の飛行機がテコの安定とすると、先尾翼は天秤の安定と言ってよいと思います。前後の揚力変化には大変敏感であることが紙飛行機実験でも感じていました。よって最初から保険的にジャイロ搭載をしました。結果については今後の報告とします。とにかくカナードの場合、ピッチを安定させ、フラットスピンとスパイラルを防ぐことに最大の労力をつぎ込むべきとの結論になりました。