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スーパーハリケーン4Bを作ろう その17(リンケージ設計決定)

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SH4Bのリンケージについて、いろいろ検討した結果、とりあえず満足できる設計が完了しました。
 
以下、ポイントは
・設計の舵角できちんとスムーズに動作すること
 (ベルクランク±62度、フラップ±45度、エレベーター±47度)
 フラップ、エレベーターの舵角は飛行性能に大きく影響します。
 ベルクランクの舵角は2度ほど増えましたが、しかたありません。
 また、スムーズに動作させるために大型ボールリンクを全てのリンク部分に配置するようにしました。
・キット付属のパーツ、または、同等の強度、寸法の別パーツを尊重して工作する
 せっかくのキットパーツですから、全て使用することにしました(笑)
・工作で、充分に精度高く工作できる様に配慮する
 
以上の要件を満たすために、いろいろ検討したのですが、工作で充分に精度を出せることを優先して実現することにしました。
せっかく精密に設計できても、精度高く実装できなければ、「絵に描いた餅」になりますからね(笑)
 
で、加工についていろいろ検討したのですが、
・エレベーターホーンは、傾き加工を不要とする。(加工精度の関係で最終的に調整はする場合もある)
・エレベーターロッドは長さ調整を不要とする(加工精度の関係で最終的に調整はする場合もある)
・フラップホーンは最低限の角度での傾き加工(捻る)する。(2度傾ける加工をすることにした)
・フラップロッドの長さは調整できるようにする。
・ベルクランクピボットの位置は、CAD図面を印刷して穴位置を決定して加工することにする。
このことが可能になれば、少なくともエレベーターホーンはロッドをつないで取り付け位置を決定できますし、
フラップホーンを壊す可能性が低くなります(捻る力を加えるためロー付けが外れるリスクが・・・)
で、なんとかなりそうなことがわかりました。
 
フラップホーンの設計は悩みましたが、結局、首折れホーンに加工することにしました。
2mmカーボン板から加工すれば、精度高く穴位置を加工でき、軽量で、充分な強度でパーツを作成できます。
エレベーターホーンのねじり加工なし(0度)とした場合、フラップホーンは前方に2度傾けないといけません。
一方、その角度で満足に動作させるためのベルクランクの配置は、とても内翼側にオフセットしないと実現できないことが判明しました。
であるならば、首折れホーンに加工できるので、ベルクランク側のリンク穴は自由にできるので、適切なベルクランクの配置にしたほうがよい、と考えるに至りました。
 
そこで、ベルクランクとフラップホーンの位置関係とホーンの角度の関係を求めると、以下の通りとなりました。
1)ベルクランク位置-25mmオフセット フラップホーン前方3度前に傾ける
イメージ 4
 中立時にベルクランクピボットとロッドが直角になる配置
 最大舵角時にロッドが突っ張る心配がある
 
2)ベルクランク位置-18.3691mmオフセット フラップホーン前方6度前に傾ける
イメージ 5
 フラップホーンの位置でロッドの移動量が同量となる配置
 ロッドの突っ張りがもっとも少なくなる。
 
3)ベルクランク位置-11.7375mmオフセット フラップホーン前方9.5度前に傾ける
イメージ 6
 最大舵角時にベルクランクピボットとロッドが直角になる配置
 ロッドの突っ張りは少な目になる。
 
4)ベルクランク位置0mmオフセット フラップホーン前方16度前に傾ける
イメージ 7
 
 キットオリジナル設計の配置
 最大舵角時にロッドが突っ張る心配がある
 
1)と4)のロッドの突っ張りは動作が重くなったり、ボールリンクが外れたり、ロッドの負担が気になります。
よって、2)が理想的なのですが、今度は首折れ加工パーツの穴位置が近すぎて工作が難しくなります。
結局、3)が一番無難に加工ができそうです。
よって、3)を採用することとしました。
 
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文章では、簡単に概要をまとめていますが、実際の設計作業は大変でした。
まず、精度高くCADで作図するのが大変です。
CAD作図に集中すると、とても面倒なので、概要の考え方なんてぶっ飛んでしまいます。
目先の図面で、「もうこれで良いだろう」なんて、安易に妥協したくなるものです。
そこで、「まだまだ追求しなければ」と、何度も考え直しました(ふう・・・)
苦労して作図しては、一服しては考え直す、ことを、何日もかけて繰り返しました。
わかってしまえば、このような苦労はしなくても良いのですが、わかるまでには大変苦労するものです。
まあ、それも楽しみなので仕方ありませんが(笑)
ちなみに、首折れホーンを使用しないのであれば、1)の方法が最適でしょう。
この場合は、エレベーターホーンを前方に1度程度傾けると丁度よくなると思います。

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