ローター発射

今日は、久しぶりの快晴。気温は低いものの風もなく絶好の飛行日和でした。
そんな中、いつものようにV120D02Sを飛ばそうと、ホバリングからスタントに切り替えた途端に、
ポンと音を立てて墜落しました。

最初何が起こったかわからなかったですが、近づくと、グリップから先が両方無くなっているヘリを発見。

ようやく事態が呑み込めました。スピンドルを締めているネジが緩んだようです。

飛行中に外れて、遠心力でローターが左右に飛び出しました。

ヘリを見ていたのですが、ローターは見えず、ポンという音だけが聞こえて墜落してローターが飛んだところは見えませんでした。

ローターは周りを探し回ったところ、左右に10mほど離れてた所に落ちていました。

回収してみると、スピンドルからネジが抜けています。折れたのではなくネジが抜けています。

マイクロヘリの場合はいつもトラッキングを確かめるのに、ローター回転面に目を合わせてずれてないか確かめていましたが、今日のようなことがあると怖くてできません。

goblin speed 風paperじゃないcanopy(mini cp用）

一応試作できたので、実際フライトに使うキャノピーを製作します。

材料ですが、今までは厚手の印画紙にカラーコピーしていました。が、やはり水には弱い。

で、思いついたのが、これ！

住友スリーエム(3M) 3M(TM) OHPフィルム カラーレーザー用 USレターサイズ(215.9×279.4mm) 50枚入り

です。もはや時代遅れのオーバーヘッドプロジェクター用クリアフィルムです。

時代遅れなこともあって、アマゾンで5,544円の品が700円で売ってました。一枚当たり14円です。

って50枚も使わないので結局単価は高くなりそうですけど。

このフィルム　レーザープリンター用なので、一般家庭にあるインクジェットプリンターでは使えません。インクジェット用だと一枚100円くらいします。

さておき、これに試作の型をプリントします。で、切り抜いたのが、これ。

透け透けです。組み立てて装着してみると、

メカが透けて見えていやらしい感じです。それにのりしろが汚く見えてますので失敗。このフィルムはポリエチレンなので、普通の接着剤が使えません。いろいろ探してやっとくっつくのを見つけて着けたのですが作業性がすごく悪いです。

で、

印刷面にプラカラー（白）を吹き付けると、

透け透けではなくなりました。

で、これを切り取って組み立てると

つやがあって良い感じです。

この型の貼り合わせには、セロテープを使いました。

結局セロテープ手止めてたり、プラカラーもPETにはうまく載らなかったりで、耐久性は最悪です。
ホバリング専用機になりそうです。

でも、せっかくフィルム使ってこのままでは面白くないので、


こんなことやってみました。

・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・

夕方飛ばすのに、機体がシルエットになってどっち向いてるかわからなくなり墜落することが良くあるので、LEDを付けてみました。電源はテール用のESCのBECから5Vとってます。

goblin speed 風papercanopy(mini cp用）・・・試作 2

前回の試作は大きすぎたのと、キャノピーが上を向いてしまいました。Kanta様のアドバイスもあり、もう少し長さ方向を縮めてサポート穴位置を変更してみました。

右が前回試作、左は80%縮小で作ったものですが、小さすぎてメカに当たります。
中央が90%長さ方向縮小で、まだ少し大きいですが、何とかいけそうです。

今回試作を横から見た写真

前回の試作

正面

左斜め上

テールは、前にゴブリンを作った時に、テールまでかぶせたのですが、風の抵抗が強くラダーに影響が出るので、フロント部分だけにしようともいます。

形は何とかなりそうなので、今度は耐久性と防水性のある材料で製作してみようともいます。

goblin speed 風papercanopy(mini cp用）・・・試作

厚かましくkanta様におねだりして、いただいたデータを利用してmini cp用を作りたいと思います。
Kanta様のは、t-rex250用なのででかいです。

で、縮小してminiに合うように加工してみました。写真のでかい方はオリジナルデータ、小さいのは単純に55%縮小です。

で、試作したのが、

今まで使っていたペーパーキャノピーはボロボロ。（左）で、替え時です。

右が今回の試作です。

この角度で見るとなかなか格好いいですが、

真横から見るとまだ、でかい！取付角度も上向きすぎですね。

今回の試作は、コピー用紙にカラープリントしたもので、軽いですが、強度不足です。
あくまで試作！

前後方向にもう少し縮める必要がありそうです。

モーターとバッテリーと回転数のバランス

V120のモーター関係の測定をやっていて、気が付いたことがあったので、確認してみました。

私のV120D02Sは2機あり両方とも2S化していますが、1機はSPIN88000KVに対して、もう一機は12000KVを積んでいました。

今回の測定で、12000KVの方はガバナー制御をかけた時に回転むらが大きいということが解かりました。（前回記事参照）

で、気が付いたことは、V120D02Sもmini cpも機体にそぐわないモーターを載せてガバナーで回転数を抑え込んで飛ばしている機体は、どうもテールが安定しないという事です。

特にホバリング時のテールの低周期のワグが納まりません。いくらテールのESCの設定を変えてみてもどうにもならないのです。これはひょっとしてメインモーターの回転むらが影響しているのではないかと思い当りました。

で、今まで2S駆動で14000KVのモーターを載せていたのですが、手巻きで7000KVのモーターを作り搭載してみました。設定回転は6000rpmです。ギアはメイン61T、ピニオン10Tです。

巻き線は0.15mmのポリウレタン線を15回巻としました。

それでも、7000KV×3.7×2÷61×10=8500ですから
6000/8500=0.7なのでまだ少し非効率かもしれません。

V120D02Sについても12000KVを8000KVに交換して飛ばしてみました。

今日は、昨日降った雪で、飛行場には行けず、玄関先でホバリングのみです。



mini cpの方は見事にテールが納まりました。設定は全く弄ってません。低速ピルエットも安定して行えます。

やはり分不相応なモーターが載っていたという事でしょうか？

V120D02Sはまだ少しワグがありますが、低周期のワグは消えてハンチングのような感じです。BLHELIやジャイロ感度で何とかなるかもしれません。

ともあれ明らかに変化がありました。

V120D02Sを解析する・・・8(spin 8800KVの場合）

前回・前々回と同じことをSPIN8800kvでもやってみました。
今度は機体が違いますがほぼ同じ設定です。

MAX電流が6.8V、電圧降下は6.5Vまで、設定回転数は4700rpmフルピッチの落ち込みは3600rpmでした。

あまりほかのモーターと変わりはありません。

前回のHP08の設定回転数を4500rpmにして再測定した結果は、

MAX電流が7.0V、電圧降下は6.21Vまで、設定回転数は4500rpmフルピッチの落ち込みは3400rpmでした。

バッテリーの個体差もありそうですし、そんなに違いはなさそうです。

が、ここで面白いことを発見しました。

前々回の純正12000KVのグラフを再掲します。バッテリーは同じ350mah　20cです。

MAX電流が7.6A、電圧降下は5.5Vまで、設定回転数は4500rpmフルピッチの落ち込みは3400rpmです。
より電流が流れるという事は、パワーも大きいという事でしょうが、気になるのは、ピッチを抜いたときに2S用モーターは設定回転数より上がることは無いですが、12000kvはピッチを抜くと4800rpm位まで跳ね上がっている事です。

HP08を設定4100rpmで使ったときも同じような回転数の跳ね上げがありました。

ガバナーの制御が追い付いてないみたいです。もしくは、このモーターの場合はもっと高い設定回転数にするべきなのかもしれません。
HP08　8000KVを4100rpmで使った場合も同じ兆候が見られるという事は、ガバナーの制御というより、モーターに合った回転数を使わないといけないという事でしょうか？

2Sバッテリーには2S用モーター、しかもMAX回転数の80%位の設定で使うのが良いみたいです。

で、思いついたことがあります。次号に続く。

V120D02Sを解析する・・・7（HP-08 8000KVの場合）

前回と同じ測定をモーターを変えてやってみました。

HP-08　8000KVです。

早速、グラフです。

機体の設定は変えてないですが、なぜか回転が4100rpmです。

と思ったら、ピニオンが9Tでした。

4500×9÷10=4050ですから、なんとなく合ってます。

ピッチは-13～13
バッテリーは2S　350mah　20Cです。

電圧降下は6.6vまで、電流は7.72Aまでですから、なんとなくおとなしいモーターだなあという印象です。

前回の純正12000kvと比べると

フルピッチの時の回転数の落ち込みが12000kvは3400rpmだったのが3500rpm
電流が12000KVは7.6Aで同じですが、電圧降下は12000kvは5.5Vまで落ちていたのが6.6Vで止まっています。

少しトルクが強いのかなという印象です。

おまけで、モーターを回さず、受信機とサーボのみの時の電流も測ってみました。

最大でも0.45Aですから、BECは1Aで十分そうです。（この機体の場合はラダーサーボが少ないですが）

この測定時の動画です。



プラスピッチの最大推力は300g超えでした。機体重量が111gですからほぼ3倍の推力があります。

V120D02Sを解析する・・・6（バッテリーの放電能力）

バッテリー能力のテストです。ちょっと驚きの結果です。

比較するバッテリーは

nano-rech　350mah　65c-130c　と　zippy　350mah　20cです。

放電能力と言ってもどうやって測ったらよいかわからないのですが、

指標としては、

１．どれだけ電流を流せるか

２．放電している時の電圧降下の度合い

などがありそうです。

同じセル数、同じ容量で放電能力にどのくらい違いがあるかを見てみます。

この65Cはよほど電流が流れるのかコネクターがXT60です。このコネクターは60A迄大丈夫な設計だそうです。

 

JSTの赤プラグはMAX　3Aになってます。これって15Aも流して大丈夫？？？

 

ま、連続じゃないからい良いか！

 

測定は、前回と同じヘリと設定で、バッテリーだけを交換して比較します。

20CだとMAX　7A、65Cだと22.75A流せる能力がありますが、前回のテストでは20Cでも13A流れてました。

 

ログデータです。比較のために前回のデータに電圧を加えて並べてみます。（ダブルクリックで拡大します）

 まずピッチ0

スロカ0-100

ガバナーオフ

です。

20C

65C

 

最高回転数　　7130：7398RPM

最大電流　　　　8.33：8.98A

電圧降下　　　　6.34：6.6V

 

次にピッチ-12.7-+13

スロカ0-100

ガバナーオン（4500)

です。

20C

65C

 

65Cは回転数の落ち込みが4000回転まで、流れる電流は19Aに達しています。しかし、電圧降下は6.6Vまでです。

優秀！　これなら-13-+13フルに使えそうです。でも、持たないかも？

 

内部抵抗を測ってみました。

20C　100mΩ、65C　50mΩです。

バッテリーの重量は

20g:39gですから19g違います。

しかし、これでは危険？このバッテリーを使う場合は20AのESCを使う必要がありそうです。

ESCの重量増が10gとして

トータル29gの増加になります。

性能は上がるけど、重量は増えるので微妙でしょうか？

 

いつもV120D02Sに使ってるのは20Cですが、これでも十分な飛行ができます。

V120D02Sを解析する・・・5

モーターのKV値を実測してみました。

測ったのは、
左からHP-08 16500KV,、HP-08　8000KV、SPIN　8800KV、純正　12000KV
です。

それぞれの実測値は

HP-08 16500KV

HP-08　8000KV

SPIN　8800KV　　？？？？？

純正　12000KV

SPINはスペックに偽りありでしょうか？

純正は2Sで使ってるので磁力が低下してKV値が上ってる可能性があります。

V120D02Sを解析する・・・4（記事修正）

赤字の部分記事修正しました。ピッチを測ると-12.7～13度ありました。

いよいよ、実際に近い状態でモーターを回してみてどのくらいの回転とピッチが良いかを検証してみます。

機体は純正モーター搭載機でモーターのKV値は12000KVです。

ピニオンは10Tです。

ピッチ－12.7～13度

スロットル０－１００直線

ガバナーオン（４５００回転）

で、どのくらいのピッチまで回転が維持できるかを測ってみます。

ログデータのグラフです。

ブルーがスロットル開度、茶色が電流、緑が回転数です。

ＥＳＣは、スロットル開度20％以上でガバナーが働き4500回転を維持する設定です。ただし、回転上昇はディレィを設定しているのでスロットルより遅れて上昇します。

グラフでは、最初スロットル開度が上がるにつれて遅れて回転が上がっていく様が分かります。ある地点から回転は４５００付近で一定になりますが、開度100に近づくにつれて回転が落ち始めます。その時の開度は193辺りですからスティック位置に換算すると88%になり、ピッチは計算で10度になります。この時点でガバナーはPWM信号100%を出力しているはずです。

フルハイまでピッチを持っていくと3450回転まで落ちます。この時バッテリーは13,5A流れています。

バッテリーは350mah20Cですから7AがMAX出力なので、バッテリーの能力を超えて電流が流れていることになります。

また、ESCはXP-12Aですから、この能力も超えていることになります。

最後の方で青線がかなり上下していますが、これはスティックを上下に動かしているからで、範囲は－3.7～＋3.3度ですが、回転数は4400～4550の間に収まってます。

最後にスロットルを0に戻した時に15A流れてますが、これはモーターがブレーキをかけているためでしょうか？

V120D02Sを解析する・・・3（測定器どうしの差）

回転数や電圧・電流が正しい値を示しているかどうかを試してみました。

まず、回転数ですが、光学式回転数計・データロガー・音響ソフトで測ってみました。

機体の設定は、ピッチ0固定、スロットル0-100の直線で、ガバナーはオフです。

計測の様子です。光学式回転計をiPhoneで撮影し、俯瞰をデジカメで撮影したものを合成しました。

が、蛍光灯の下では光学式は蛍光灯の点滅を拾って値がおかしくなります。（常に3000回転を示します。50hzの交流電源なので分単位に直すと60倍して3000）

で、蛍光灯を消して、USB電源のLEDでやってみました。ビデオの中で最初に鳴っているのは、ロストアラームのビープ音で、次の高音はテールモーターの回転音です。



大失敗、暗くてメーターが読めません。

で、最高回転数の時のビデオ画像を処理して、回転数の画面を暗く、メーターの画面を明るくしました。

拡大すると

なんとか読めます。
回転数　7080RPM
電流　　　7.33A
電圧　　　6.67V

です。

この時のloggerデータは、

あれ～、回転数センサーの接続を忘れてました。

で、もう一度ロガーだけ計測

最高回転数　7180rpmでした。100回転ほど違ってますが、同じデータではないのでまあまあ誤差範囲でしょうか？

次に音響ソフトでの解析は、

WAVデータに変換してaudacityに取り込み、これをスペクトログラム表示にします。

この全データをスペクトル解析すると、

ピークが232hzですから、2枚ローターでは232×60÷2=6960rpm

少し違います。で、最高回転数辺りを抽出し（2枚上の写真の色が変わっている部分）、同じことを繰り返すと

今度は235hzになりました。7050rpmです。（なぜピークが変わるかはわかりません）

まとめると

光学式            7080rpm
データロガー    7180rpm(計測は同じ条件だがデータは別もの）
音響ソフト        7050rpm

なので、ほぼ信頼できそうです。

電圧、電流についてはビデオデータでは

回転数　7080RPM時に
電流　　　7.33A
電圧　　　6.67V

ですが、loggerでは見事に電圧と電流は線対称で、電流7.4A時の電圧は6.45V程度になってます。

まあこれもloggerのデータを信じてもよさそうです。

という事で、これからの計測はloggerだけで行ってもよさそうです。（ブログ的にはビデオ撮影したデータの方が良さそうですが、かなりめんどくさいです。）

今回の計測でわかったことは、モーター始動時は回転が上がっていないのに6Aも電流が流れている事や、ピッチ０、フルハイで、8A近くの電流が流れ、電圧が6.6Vまで落ちるとです。こんなに落ちるとは思ってませんでした。ピッチ付けるとどうなることやら。
ESCが12Aですが大丈夫でしょうか？っていつも飛ばしてるので大丈夫ですが。

それと、loggerデータで最初の方にパルス状に電流が流れているのは、モーター利用のロストアラームのビープ音のところです。この時も瞬間的に2A程度の電流が流れています。
機体にバッテリーを繋いでほっておくと30秒でビープ音が鳴る設定ですが、これを長く続けるとモーターが熱くなってますがこのデータから納得です。