デコパネオスプレイ モード転換失敗 大破

屋外テスト2回目、風は2m/s程。

胴体左側と後部のフタは家に置き忘れ。

フライトコントローラー(FC)のファームウェア(FW)をKK2.0(v1.2)からOpenAero2(V1.1 Beta4)に変更しメカが大幅に簡略化。
(OpenAero2は一般飛行機への使用でもヘディングロック制御が従来より強力になっています、グダグダの投稿につきあってFWを変更してくれた開発者のHappysundays氏に大感謝!)

回転翼モードでのホバリング、低速旋回飛行はこの程度の風速なら全く問題なく、普通に楽しいです。



可変ピッチヘリのように激しい操作は禁物ですがハニービークラスの固定ピッチヘリよりもずっと風に強く素直。

頭上げやトルク負けも無く低速旋回飛行はヘリより簡単。

さてここまで来たらしかたありません、覚悟を決めてモード転換テスト。

まず低速前進中にジャイロ制御を切ってみると、それなりに安定している時もありますが大きく姿勢を乱す事もあり、今回はジャイロオンのまま加速する事にします。

直線飛行で少しだけモード転換してみる事にしました。

結果はコチラ


スロットルを上げつつモード切り替えスイッチを固定翼モードに切り替えた途端真下を向き、フルアップの効果もほとんど無くほぼフルパワーで地面にほぼ垂直に激突。

原因を考えてみます。



まずツインコプターの少し特殊なエレベーター制御について考えると、チルト操作は重心から離れた位置でベクタースラストを働かせている状態。

チルトを立て重心が推力線上にある場合機体を回転させる力は働かず、傾斜復元力も無し。

ジャイロ制御を働かせる事によりナセルが地面に対して決められた角度を保ち、そこで初めて高い位置にあるチルト軸による振り子安定が発生し、胴体はナセル角度に関係無く水平を維持。

エレベーターダウン操作をするとI制御(PIDのI、ヘディングロック制御)によりニュートラルが移動し、機体本体はバランスを保ちつつナセルが前傾を維持、機体は前進。

この状態はホウキを掌の上に立てて走るのと似たようなもの。

バランス取りを止めて突然走りだせばホウキは後ろに倒れます。

バランスを取りながらゆっくり加速すればホウキは倒れません。

固定翼モードでは高い場所に位置するチルト軸(推力線)と重心、空力中心とのズレによってピッチダウン(エレベーターダウン)モーメントが発生。

また急加速時に重心と推力線のズレが生むモーメントはさらに強力ですが、ゆっくり加速すれば重力を利用してバランスを制御できます。

ある程度加速すれば尾翼エレベーターが効きはじめるので空力によるモーメントにも対抗できます。

しかし太い跳ね上げ胴体の先に付いている小さな舵面なのでニュートラルは飛ばしてみないと分かりません。



・・・という訳で、今回はあせって回転翼モードで十分な加速をせず、機速が足りないまま強引に固定翼モードに転換してしまい、高い位置のプロペラがヘリのテールローターのように機体を回転させ真下に加速してしまったようです。

向かい風もあまりなく対気速度は僅かでした。

ただし加速時に回転翼モードでナセルを大きく前傾させていくとジャイロの制御方向がおかしくなるはずなので45度位が限界だと思われます。

モード切り替え操作時、回転翼モードで大きくダウンになっている尾翼エレベーターのニュートラルオフセットはナセルチルトと共にはスロー設定でゆっくりと水平に戻るように設定していましたが、これも良くありませんでした。

ジャイロ制御が切れた瞬間、推力によって大きなダウンモーメントが働くので瞬時にダウンオフセットを解除すべきでしょう。

回転翼モードのホバリングではプロペラ仰角とジャイロプリセッション、機体の風圧中心等により前進や向かい風で大きなピッチアップモーメントが働きますが、固定翼モードへ転換時の加速では逆に大きなピッチダウンモーメントが発生。

予想はしていましたが、その力がこれほど大きいとは思いませんでした。

実機のモロッコでの墜落事故も低速、追い風(低い対気速度)でモード転換したのが大きな原因とされています。

ティルトローターのモード転換時は機体に働く力が複雑に変化するので細心の注意が必要なようです。

実機と違いサイクリックピッチ制御でローター面を使った操縦が出来ない固定ピッチ機では実機よりも難しい部分もあります。

しかし今回のテストで固定ピッチでのモード転換も見えてきた気がします。

次のテスト飛行ではジャイロONのままの加減速限界テストから行う必要があるでしょう。

OpenAero2に追加された一括リモートゲイン機能が必要になるかもしれません。

ティルトローターは航空機としてとても興味深い研究対象です。

またツインコプターはマルチコプターの中で最も低コストで(パワーユニットが2組と¥500のサーボ2つでOK)、外でも楽しく飛ばせます。



見た目は大破ですが重要部分はほとんど損傷を免れました。

主翼桁は中央の接着が剥がれただけで動翼やチルトメカも無事、チルト軸の曲がりやサーボのギア欠けも無し。

尾翼も無傷。

空っぽの機首が粉々になって衝撃を吸収してくれたようです。

デコパネの機体に固定ピッチ2発+3サーボのシンプルな機体ですから修復は難しくないでしょう。

フロント上部のハッチも使えそうなので作り直すのは機首ブロックと胴体側面、下面だけかな?

スポンソンや機首の造形は不満の残る仕上がりだったので修正する良い機会、気長に楽しみます。

テーマ : ラジコン
ジャンル : 趣味・実用

tag : ラジコン マルチローター KK2.0 ツインコプター マルチコプター オスプレイ

コメント

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No title

漢のダイブ、見せていただきました。 いやぁー、迷いがありませんでしたねぇ。これぞ「漢(おとこ)」です。 笑

冗談はさておき、やはり偏移飛行は一筋縄では行かないですね。そう考えるとシルバーリットのトイラジV22は良くできてましたね。スタビとジャイロの差こそあれ、偏移飛行は完璧でしたし。

次回UP、楽しみにしています。 寒くなってきたので風邪に気をつけて、では。

Re: No title

いや~焦って見事に真っ逆さま、モード転換はなかなか繊細な操縦が求められます^^;

そしてシルバーリットのやつは改めて凄いですね、興味深いです。

機体は接着剤だけで直ってしまいそうなんですが、スポンソン形状はMACさんに教えてもらったペパクラの方が正解なので、出来れば作り直そうと思います!

MACさんもお体気を付けられて下さい!

No title

こんばんは。

クラッシュビデオを拝見しました。
やはり、オスプレイの国内配備には反対しようと固く決意いたしました。
こりゃあ、むずかしいですね。

Re: No title

tiger22さんこんばんは
本機と実機は制御方式が全く違うものの、実機でも操縦や整備の人為的ミスによりこれに近い状況に陥る可能性はあると思います、怖いですね。
かなり難しいですが技術的にとても興味深いです。

No title

もしかしたらスタビ付きプロペラ+大きい主翼の組み合わせは偏移飛行しやすいのかも。
上の構成の自作機の動画ですが、スムーズに偏移飛行しています。
https://www.youtube.com/watch?v=fDE1ZBfKSEg

ただ風には極めて弱そうですが、これらをうまく融合できれば良いものができると思われます。

Re: No title

おぉ~、見事にモード転換していますね!

メカに対して大きな主翼や機体にすると、仰る通りモード転換は楽だと思います。

しかし、やはり風に弱く回転翼機としての性能は低くなりフライトの雰囲気も実機からは遠くなるでしょう。

実機通り高翼面加重機の低速飛行、離着陸性能の低さをVTOLでカバーする、その難しさを克服するのもテーマの一つです。

現時点で結果はまだ分かりませんが、一応自分なりにバランスを考えて設定した小さめの機体サイズ/翼面荷重です。

スタビとジャイロ、一長一短ではありますが本機の場合はジャイロの方がメリットが多く両方付けてもデメリットの方が増えてしまう気がします。

ヘリでも風の日はバーレス(&高翼面加重)の方が飛ばしやすいです。

また今は全てが手探りでペラの消耗も激しいので個人的にはペラの安さがかなり重要で、またフライトが安定したら実機同様の3枚ペラも試してみたいです。

そして動画の機体のホバリング制御は単体でホバ可能な主翼に胴体を付けたスタイルですね。

この方式は回転翼モード時主翼ごとチルトさせなおかつできるだけ低い位置に動翼が必要で、制御の確実性にメリットはあるもののオスプレイとしてのスケール感を優先し諦めました。

という訳でKei寅号はもう少しスケール感と耐風性を重視し高翼面荷重のアプローチでいこうと考えていますが、動画の機体はフワフワと気楽に飛ばせるコンセプトでスタビローターを使い非常にうまくまとめられていると思います、MACさん好みっぽい特性ですね。

参考になりました、情報ありがとうございます!
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プロフィール

Kei寅

Author:Kei寅
King3エアーウルフ、小型発泡機、デコパネ機等の空物ラジコンで遊んでます。

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