マツドサイエンティスト・研究日誌 保存版
ジェデルスキー翼を飛す

初出:2006年04月24日 元々のブログ・コンテンツへのリンク
カテゴリーのインデックス: 趣味
シリーズのインデックス: 模型飛行機

先日のコンテンツのように、ゴム動力機「ビーグル号」用にジェデルスキー翼を作ったのは良いのだが、強度不足の上、風の強い日が続いたためテスト飛行ができずに居た。
待ちに待って、やっと無風に近い日が来たので、テスト飛行を行った。

先日の破損の後、応急的に補修は行って居るもののジェデルスキー翼の強度不足は根本的には直って居ない。今回は強度不足は承知の上で、無風に近い状態でジェデルスキー翼の空力的特性を調べる事をテスト飛行の目的とした。

今まで使っていた翼はスチレンペーパーを「へ」の字に折って居ただけのものだ。これに対して新たに作ったジェデルスキー翼が空力的に有利性が有るのか無いのか、それを調べるのが、今回のテスト飛行の目的である。

そもそも、ビーグル号のように小型で低速の模型飛行機の場合(専門的には「レイノルズ数が小さい」という)、ジェデルスキー翼のように複雑な翼型が、「へ」の字翼のような単純な翼型よりも空力的な優位性があるか、全く判らない。ジェデルスキー翼は、製作も難しいし、強度的にも問題があるので、空力的に優位性が無ければ、価値が無くなってしまう。

ジェデルスキー翼を使うべきかどうかの判断で、「格好良いから」とか「構造的に複雑で興味深い」とか「本物の飛行機に近い」とか「頑張って作ったんだから」とかは、全く合理性を持たない。要は、客観的に「優位性があるか、無いか」だけで決めるべきである。
早い話が、実際に飛ばして、「へ」の字翼よりも飛ぶか調べてみる必要がある。

翼に空力的な優位性があるとしたら、次の3点であろう。
(1)揚力が増す(CL:揚力係数が改善され、値が増える)
(2)抵抗が減る(CD:抵抗係数が改善され、値が減る)
(3)仰角が変化しても、急激に揚力・抵抗が変化しない(失速特性が良くなる)
この3点の内の一つでも、できれば3つとも改善の傾向が見れれば、ジェデルスキー翼は「空力的には意味が有る」と言える。

今回作ったジェデルスキー翼は、従来の「へ」の字と可能な限り条件を合わせるために、形状・面積・上反角・質量を同じにして居る。極力、主観を入れずに、ジェデルスキー翼の空力的特性を見ようと言うのだ。

いつもの江戸川河川敷で、まずは手投げによる滑空試験を行う。
強度に不安はあるものの、何度か手投げし調整した後は、スムーズに滑空するようになった。

いよいよ、ゴムを巻いて飛す。
少しずつ、巻数を増やして行くが、2回目で40秒を超えた。(例によって40秒でデサマが働いて落ちて来た)

明らかに沈下速度が遅い。と言うより滑空時の速度自体が遅い。まるで室内機のような遅さだ。だからと言って失速して居る訳ではない。滑空比のかなり良い安定した滑空だ。

主翼を「へ」の字翼に戻した状態でも飛ばしてみた。今回は比較用のために主翼は2つ共持って来て居たのだ。

両者を比較し、できるだけ客観的に判断すると、次の事が言えると思う。
(1)のCL:揚力係数が改善されているのは、確実である。理由は、滑降時の速度が遅くなっていることだ。遅い速度でも揚力が発生している事は、揚力係数が改善されている証拠である。
(2)のCD:抵抗係数については、不明確だ。滑空比は改善されているから、揚抗比(=CL÷CD)が良くなっているのは確実だ。しかし、揚抗比が良くなっているのは、CLが改善されただけなのか、CDまで改善されたのかは切り分けはできない。CDが悪くなったとは思えないし、むしろ良くなっているとは思いたいのだが、確実な事は言えない。
(3)の失速特性については、全く判らない。少なくとも「へ」の字翼よりも悪くはなっていないと思うが、良くなっているとも言えない。

結局、今回のテスト飛行では、空力特性の3点の内、少なくとも1点については、ジェデルスキー翼の優位性があることが判った。
従って、今後、ジェデルスキー翼を進めても良いと思われる。
現状では、むしろ、揚力がありすぎる傾向があるので、主翼面積を減らすか総重量を増やしすかして翼面荷重を増やす方が良いようだ。
もちろん、強度の問題は残っているので、桁などで補強して重量増をしても強度を上げる方が先決だろう。

ただ、今回判ったのは、「への字翼よりは、ジェデルスキー翼の方が空力的に優位」なだけで、もっと簡単な「曲げただけの翼」の可能性もある。

小型のゴム動力機と言えど、なかなか奥が深い。
inserted by FC2 system