V120D02S 2S化 ノーコン

３連休の中日、台風の影響で出かけようとしたら突然の大雨。今日は飛ばせないかと思っていたら１時ころになってまた晴れてきました。

晴れてるうちにと、飛行場で2S化したV120D02Sのホバリング中に突然のノーコン、墜落。

幸いに機体の被害はなかったです。

原因は、多分BECの容量不足でしょう。墜落後、サーボテストをすると、ラダーサーボなどは極端にスピードが遅くたまに反応しなくなります。

XP12AのBECの容量は3Aらしいのですが、多分足りないのでしょう。

やはり、バッテリーから直接受信機用電源を取り出すように改造する必要がありそうです。

１．7.4vのバッテリーからダイオードを5個直列接続し電圧を落とす。ダイオード（IN5400）１個で0.65V電圧が降下するので、5個で5x 0.65v = 3.25v　∴7.4-3.25=4.15vが取り出せる計算。

しかし、この方法だと、バッテリーの電圧の変化が直に受信機電圧に反映されるため、バッテリーが消耗したころには、やはりノーコンになる可能性がありますし、100%近くの充電状態では8Vを超えているので、許容電圧以上の電圧がかかってしまう可能性もあります。

で、村田製作所のdc/dc converterを利用することにします。

型番は、OKL-T/6-W12P-C（容量6A）
もしくは、OKL-T/3-W12N-C（容量3A）

です。

この製品のマニュアルは、

http://www.murata-ps.com/data/power/okl-t3-w12.pdf

にありますが、入力電圧4.5-14.0Vの範囲で0.591-5.5Vが取り出せます。

しかし、可変出力のため、出力電圧を決めるために抵抗とコンデンサを半田付けする必要があります。

出力電圧の計算式は

RTRIM (kΩ) = 5.91／VOUT – 0.591で計算されるので、4.4Vを取り出すためには、

1.54kΩの抵抗が必要です。

レギュレーター自体は1cm角くらいの大きさで、抵抗は1mm角にも満たない大きさなので、機体重量に与える影響は少ないと思います。

詳しいやり方は下記のhelifreaksの記事を参照ください。写真入りで詳しく解説してくれてます。

http://www.helifreak.com/showthread.php?t=341139

この方法を使えば、今回のような大掛かりな変更をしないで、V120D02Sのほとんどを使って、ガバナーを組み込まなければ、モーターだけの交換で2S化できそうです。

背面練習機 part4

前回の背面練習機を補強し飛ばしてみましたが、2Fでセンターハブに固定したビスが緩んできました。

飛ばす前は、かなり補強したのでヘリ自体が壊れないか心配でしたが、結局は補強したつもりの部分が壊れました。

なので、センターハブに取付方式は断念し方向転換です。

この間に材料のカーボンロッドも届きました。

今回は、CGを製作し3次元ででプレ検証です。

考え方は、最初に考えた方式ですが、軽量化のためカーボンロッドのみで構成します。

完成予想図は

こんな感じ。ビニールハウスの骨のようにカーボンロッドをまげてたすき掛けにしヘリを吊るすというものです。

一番の難関はローターが当たらない大きさで円弧を決めるところですが、

半透明のメインローターの回転域にカーボンロッドが当たらない大きさに決めました。

底面の正方形25cm角
アーチの半径190mm
アーチの長さ453mm

です。

実際にはカーボンロッド同士はシリコンチューブで連結し、銅線を巻きつけて固定します。

完成品は、

こんな感じ。CGと比べると

まあまあです。（mini cpのロゴがCGは、裏側から単純に写真をマッピングしているので、反転していますが気にしない。）

肝心の重量は、電池込みで

55gでした。

あれ、前回のより重いじゃないか！

カーボンロッドがたすき掛けになっているとはいえかなり揺れますが、さてどうなることやら？

以下次号

V120D02S 2S化 連載第12回 フライトインプレッション

比較のために、オリジナルの02Sのモーターを純正12000KVに戻して比較してみました。

戻したところで大問題。

16500KVモーターを付けている時と同じくらい始動性が悪いのです。
てっきり、16500KVモーターのコギングが強くて回らないのかと思っていたら、原因はESCのようです。

で、BLHELIのセットアップをいじった結果下記の設定だとスムーズに回るようになりました。

いじった項目は、Startup Power を×1.5に変更　Startup RPMを1.0に変更　モータータイミングをLowに変更　の3項目です。

この設定のままなら、16500KVもスムーズに始動してくれそうな予感がしてます。

話は戻って、

まず、ノーマルの02Sもすごく安定して良く飛ぶなというのが印象。

違いはESCでガバナーを入れてる事と、ピニオンが10Tですから、ガバナーの設定回転数が1.11倍になってる事です。

回転数を計算すると、ノーマルで4600回転、ST-1は4666回転,ST-2は4777回転です。

こんなに高い回転ですが、フルピッチ（１２度）でも十分なパワーで上昇していきます。

本題の2S化02Sですが、ノーマルモードで飛ばすと正直安定はしてるがパワー不足という印象。

機体重量が大きく影響しているのか、スケールヘリを飛ばしてる感じです。

ところがST-2にしたとたん、ものすごいじゃじゃ馬ぶりにびっくり。

前回設定した回転数を見ると、ノーマルで3500回転です。これではおとなしくて当たり前。ST-2でも4100回転です。

室内の実験では、4100回転でのフルピッチは維持できなかったですが、実際飛ばしてみるとものすごい勢いで上昇していきます。ノーマルの02Sが4700回転超えてることを考えればもっと回転上げられそうですが、これ以上上げても今度はコントロールが難しそうです。

飛行時間はST-2でピッチ入れたり抜いたりして負荷をかけた状態で4分ほどでした。

2Sはバッテリーが現在2本しかなく、すぐに終わってしまいましたが、2本目は、ブレードを幅広のカーボンに変えてみました。これでも難なく回転数維持、上昇力も増した感じでかなり好印象です。

また、その他特に違いを感じたのは、ラダーの敏感さです。スピードの速いデジタルサーボと3軸ジャイロの違いによるものでしょうが、こんなによく回って止まるのは感動ものです。
ジャイロ感度を上げられなくて悩んで損した感じです。

飛行後、各部の温度を見てみると、一番熱くなってるのがラダーサーボでした。次がモーターでその次がESCです。が、ESCは人肌程度で全く熱くありませんでした。

ラダーサーボから考えてこれ以上の飛行時間の延長は無理っぽいです。

カーボンブレード装着の最終形。

ところが、ここでまた問題。

いつもつけてるブレードホルダー。純正ローターだと

こんな感じで仕舞えます。

が、カーボンロータは、

グリップに当たって、ここまでしか閉じません。

ともあれ、デュアラブルさはなくなっていますが、かなりオリジナルとは性格が違うヘリに変身しました。

背面練習機 更なる改良（改悪？）

前回の改良でカーボンパイプで補強した接続軸がまた壊れました。と同時にテールブームに瞬間で接着固定しているカーボンロッドも取れました。

原因は、ハードランディングです。

割れたカーボンパイプ

 

今度は5mmφのプラ棒で取付け、その外側に塩ビパイプをかぶせました。

 

下に写っているのが割れた3mmφのプラ棒で作った接続軸

 





この接続軸を固定している1.4mmビスもL=5mmからL=8mmに長くし、センターハブに直接ビスが届く長さに変更しました。

テール部は、これもプラ版加工でアタッチメントを作成し、固定するように変更しました。

背面スキッドについても、瞬間で接着だけだとすぐとれるので、電線で補強しました。

使った電線（銅線）これを一本ずつ使い結わきます。

電線で結わいたスキッド

完成写真です。

 

 

しかし、これだけ補強してくると、何かあった時この部分は壊れず、ヘリそのものが壊れそうな気がしてきました。フェールセーフのためにも壊れやすいところを作っておいたほうが良いかも？

せっかくのデュアラブルヘリがアンデュアラブルヘリに変身です。

という事で、前回没にした、カーボンロッド温室骨型背面練習機も作ってみることにします。

室内背面練習機の改良

今日は2S化した02Sの初フライトの予定でしたが、出かけようとしたら大雨が降ってきて延期です。明日も雨の予定、来週は晴れるといいですが。

で、室内で、前回最悪だった背面練習機ですが、一応完成したものの、実際飛ばしてみると、舵が効きにくくおよそ実機の練習とは程遠いものになってしまいました。

で、改良を試みます。

完成写真です。

此処へ行き着くまでの経過は、まず前回の改良案でこんなものを考えました。

何を改良するかというと、まず重量　次に重心です。

重量は、天井から吊るした重りでキャンセルしているとはいえ、舵が効きにくくなってる最大の原因だと思われます。

また、重心がフレーム（余計なもの）が頭についているのでかなり上のほうに上がっていて、かつローターは下から持ち上げる形なので非常に安定性が悪くなってます。

改良案は、フレームをもっと軽いカーボンロッドで構成するというものです。
剛性を確保するために、ビニールハウスの骨のようにカーボンロッドを円弧状に曲げて対角に配置しフレームを構成したらどうかというものです。

上下の図は、REVIT ARCHITECTUREという建築用の3D CADソフトで検討しているので、寸法表示が異常にデカくなってます。

円の半径を割り出し円弧の長さを出すのは、高精度計算サイトを利用しました。

長さ453.532mmと出ました。これなら1mのカーボンロッド１本で済むので家の在庫で何とかなりそうです。

ところが、前回の練習機の下部の補強に使っていた20cm角のカーボンロッドを再利用するつもりでしたが、上記円弧カーボンロッドフレームでローターが円弧に当たらない長さを割り出すと下部フレームは25cm角必要なことがわかりました。カーボンロッドをまた発注する必要がありますので、今日はこれまでということになりました。

しかし、前に踏みつぶしメインシャフトが折れたままのローターグリップとセンターハブを眺めていると、センターハブを何とか加工して出来そうな事を思いつきました。

まず、穴あけです。

ピンバイスで真ん中に穴を開けます。直径は1.2mm、1.4mmのビスがもめる大きさです。
写真は上からバイスを刺していますが、反対側からやると簡単にセンターに開けられました。

これに、

プラ棒3mmφで作ったカラーを挟んで、2×5×2のベアリングをダブルで
配置します。

ベアリングの外側にまた内径5mmのカラーを付けますが、
これには背面時のスキッドを取り付けます。

これも、カーボンロッドとシリコンチューブで形を作り、瞬間で接着したものです。

1回目の試作は、上記カラーが短く、弄っているうちに、ベアリングがガタガタになってしまいました。



で、カラーを長くしベアリング部の2mmボルトも長くして再製作です。

3mmのプラ棒に2mmボルトがねじ込めるタップを切るため、かなり肉厚が薄くなってしまします。

で、

電線の中の導線でぐるぐる巻にして、またもや瞬間でこのコイルを固めました。

あとはテールと接続し、背面スキッドがくるくる回らないようにして完成です。

一度、背面で飛ばしてみたところ、1F目で飛び上がる前に倒れて背面スキッド破損。自分の腕では1.5m立方のの空間では背面ホバリングは無理だと思い知らされました。

折れたのは、伸ばしたカラー部で2mmボルトの先端で折れていました。なので、この部分の改良として、カーボンパイプをかぶせる改良と、スキッドを大きく（所謂　アメンボ）を取り付けました。

重量は、300mahのナノテクを一緒にして、

53gですから、重量は大丈夫そうです。
一番苦労したのは、背面時スキッドになるベアリングの芯出しですが、

万力にピンバイスを固定し、プラ棒をリュータにセットして、回転させながら開けるとかなりきれいに芯を出す事がわかりました。

今日は、ここまでで時間切れ。とりあえず正面ホバは同じ様にできました。明日、もっと広い部屋でやってみます。