ブレードバランス その2 改修編

安物ローターの重心位置を変えて、前重心にするのはなかなか大変そうです。

生贄にするのは、やはり$6の安物ローターで、重心位置は合っているけど重量が違い過ぎて調整しきれない2枚です。

1枚は22.78gもう一枚は24.30gです。その差は1.5gあります。

改修方針は、まず重心位置に重量差の1.5gの錘を埋め込み、重量と重心を合わす。
次に、出来るだけブレード先端の前側に同じ錘を埋め込み重心位置を前に出す。

使う材料は、釣具店で買った、

鉛の錘と

タングステン錘です。

タングステン錘は1個1.8g、鉛は3gです。

なので、重量合わせには鉛錘の半分を使います。形が悪いので、木材をルーターで削り、溶かした鉛を流し込みます。

写真は、半分切り取った鉛を木材の上でハンディバーナーであぶり木材型に溶かして固めたところです。

重心変更はタングステン2個で3.6gとして計算してみると、

現在のブレード重量24.3g
旧重心延長線からタングステン錘の距離14mm
重心からボルトの距離163mm
タングステン錘からボルトまでの距離280mm
新しい重心延長線と旧重心との距離＝Ｘ
新しい重心延長線とタングステン錘との距離＝Ｙ
とすると

24.3g×Ｘ＝3.6g×Ｙ
280/163×Ｘ＋Ｙ＝14mm

の関係があり、

X＝1.65mm
Y＝11.13mm

となる。
旧重心からの距離-新重心からの距離(Y）＝2.87mm

となるので、翼先端で約3㎜移動することになる。

錘を埋め込む道具は、

DREMELのルーターで、ドリルは

1.1mmのドリル、1.1mmのリーマー、3mmのネギ頭リーマーです。

開ける場所は

重心位置に鉛が入る大きさに、ブレード先端にタングステンが入る大きさに溝を掘ります。

拡大写真です。

重心位置の鉛錘です。下の穴は、間違えて開けたもので埋めます。

でこの溝にそれぞれの錘を入れてエポキシで固め、サンダー掛けしてバランスの最終調整を行えば完成です。

つづく

ブレードバランス その1

ブレードのバランスについて考えてみたいとおもいます。

ヘリの左右のブレードのバランスをとる場合、一番簡単な方法はヤジロベエ方式です。市販のたいていのバランサーはこのやり方でブレードのバランスを取ります。

しかし、これはいわゆる静的バランスというやつで、重心の位置まで合わせているわけではありません。

安物ブレードの代表格、HKの　“325mm Carbon Fiber Main Blades”（わずか＄６なのですが）、重心を測ってみるとブレードごとにかなりばらつきがあります。

ブレード４本にマジックで付けた印が重心位置です。実はこれ、写真を見ると左側２枚と右側２枚がペアに見えますが、実際の商品は違ってます。もっとたくさんのブレードの中から重心のあっているものを選んでペアに変えています。

ヤジロベエ方式のバランスのとり方では、たとえ重心の位置が異なっていてもモーメントが等しければ釣り合うのでここまでのチェックはできません。

重心位置の合った者同士をペアにすると、今度は重量が合いません。で、重心位置にテープを張って重量を合わせます。

こんな感じ。このやり方がダイナミックバランスです。

しかし、重量があまり違わない場合はこれで可能ですが、違うペア同士だと平気で3gぐらい違ったりするので、そうなったらお手上げです。

で、少し上等なブレードを買ってみました。

Assault 450 DFC - 325mm Carbon Fibre Main Blade (1pair)　で$9.29です。

流石、高いだけあって、重心も重量もばっちりです。

重心の測り方は、

ブレードの下に小さなロッドを置き（私は、ドライバーのシャフトを使ってます。）重心のとれた場所をマーキングします。次にロッドを斜めにおいて同じことを行います。斜めの向きを変えてまたやります。

するとマーキングが

こんな感じで1点で交わります。ここが重心です。試しにレーザー水準器に当ててみます。

ぴったりでした。

なぜこの重心位置にこだわるかというと、静的バランスだけ取ったブレードでK-BARで飛ばすと、スワッシュゲインが上がりません。その辺で3D飛行をやってる分にはあまり影響はないのですが、上空を向かい風で直線飛行させるとハンチングが出て、強風時はゲインをいくら下げても納まりません。

ところがこのバランスを取るとかなり減少します。

しかし、上の写真でわかるようにこの安物ブレードは重心位置がかなり後ろで飛行中かなり進角していることになります。ブレードの進角は頭上げや、位相のズレによる舵交じりの原因になります。

で、いろんなローターを比較してみました。

右から2番目が325mm Carbon Fiber Main Bladesです。角度を計算すると、1.9度の進角です。

左端は、RJXのPUNCH、2番目はAssault 450 DFC、右端はTAROT325mmです。

価格は、
RJX       $21.98
assalut   $9.29
hk         $6
tarot     $12

です。なんとなく価格相応な気がしますが、tarotがお買い得？

マイクロヘリも比較してみました。

まず、V120D02S純正

V120D02S用どこかのカーボン　いまいちでしょうか？

KBDDの130X用　後ろは上記カーボンです。意外に優秀です。先細りが効果があるのか？

turnigyの角付100用。やはり素直そうです。

SAB　GOBLIN用

これは高いだけあってやはり優秀。素直なローターです。

こうなると、後ろ重心の安物ローターを改修してみたくなります。

つづく

テールクラッチ復活（V120D02G） 追記あ

赤い金属パーツがどんどん増えているV120D02G（GY280RXジャイロ搭載機）ですが、vbarクローンジャイロを積んでいるので、テールもシャフト駆動にしています。

コーンギアを3枚とも金属にしているので、衝撃がメインギアに集中します。で、立ちごけ1回でこんな状態。

メインではなくテール用のコーン部分が歯かけします。

これではやはり維持コストがかかりすぎるので、テールクラッチを復活させることにしました。

最初にやったのは、テールシャフトのズレ止め加工。

E-リングを取り付けられるように溝を掘りました。これは昔ホビるさんに教えてもらったやり方です。

で、一度作成したのが、ホビる仕様

ばねで押さえつけるやり方です。

作ってみるとかなり緩い。このやり方だと、シャフトとシリコンチューブの間の摩擦とコーンギアとシリコンチューブの摩擦のどちらか小さい方でクラッチの硬さが決まります。多分ばねで押さえているチューブとギアの間の摩擦で決まっているのでしょう。

摩擦面があまり大きくないので抵抗も少ないのでしょう。

今回使う材料は、

外径3mm内径2mmのアルミパイプ

と、外径2mm内径1mmのシリコンチューブ

で、今回は、まずコーンギアのDカット付穴を3㎜直径に大きくします。

穴を大きくしたギアに3mmのアルミパイプを挿入、接着し、

その中に端から端までシリコンチューブを入れます。

で、テールシャフトを挿入し、最後にE-リングでズレ止めして完成です。シャフトの挿入はかなりきついです。

接着のためギアが接着剤だらけですが、実害はありませんでした。

これだとテールサポートの幅いっぱいに摩擦面が取れるので、かなりの抵抗があります。

これでテール抜けが発生しなければいいのですが？

初飛行・・・日、月とも飛ばず（V120D02S APM化）

天候も良く今度こそはと飛行場へ行ったのですが、

まず日曜日

GPS受信完了、アーミング完了でモータースタート離陸とともに、お姫様ピルエット？？

しかも、ホールドの設定を忘れていたので、地面にハードランディング。一瞬でメインギアを破損しました。

原因の追究で点検してみると、テールスライドリングのベアリングが外れてます。

とよく見ると、

外のリングが割れてベアリングが外れたみたいです。

この部品は、前に使っていた中古の部品なので、多分前から割れていたものと思われます。

で、日曜日はあっけなく終了。

この日、自作のコイルアンテナの距離テストを行うと、10mでリンクが切れてしまいます。これでは飛行ごとに再コネクトの必要がありあまりメリットがありません。

で、アンテナを再製作です。今回は、電線を使う事にします。長さは、433mhzの周波数なので、波長が692mmですから、アンテナ長さをλ/8として86.5mmとしました。

取付はこんな感じ

テールブームに沿わせてテープで固定です。

今日、これで距離テストをすると飛行場の端まで行ってもリンクが切れることがありませんでした。これなら大丈夫そうです。

で、飛行に再挑戦ですが、今度は回転を上げて行くと、エルロンサーボがチャタリングを起こして、立ちごけです。

ガチャつくサーボの配線を引っ張ると

断線です。工具が無いので今日も終了です。昨日の墜落で切れたのでしょうか？新品サーボなのに。

なんとも間抜けな連休でしたが、

一瞬の飛行のログを見ると

ちゃんとクラッシュが記録されてます。（上部の赤いバー）

振動は

スロットルを上げるのとシンクロして振動も増えていきます。どうも緑の線（Y軸）がやばそうです。

拡大すると

X軸,Ｚ軸は許容範囲のようです。が、Y軸のみ少しオーバーです。昨日のお姫様ピルエットからのハードランディングでスピンドルでもまがているのでしょうか？

少し調査してみます。

GPSは

正確なようです。

しかし、このマップgooglemapを使っているのですが、飛行場に駐車している車まで写ってます。前回までは車は写ってなかったので更新されてるみたいです。

しかしこれはちょっと怖い。

mini cp LVC の検証

過去の記事で、mini cp の基板上の抵抗の値を変更すると、飛行時間が改善されることを記事にしました。ここ

少し前に、miya様から面白いコメントをいただいたので検証してみたいと思います。

内容は、RCGに載っていたやり方では、抵抗を並列に追加して値を減らすと、LVCが3.8Vから3.2Vに変更され飛行時間が伸びるはずなのですが、それを取り去って無限大にしても同じ効果があるというものでした。

SMDの小さな抵抗を基板に半田付けするのは一苦労ですが、取り去るのは非常に簡単です。

で、自分でやってみました。

取り去るときに抵抗値を測ってみると、もともと10kΩの抵抗がついています。これをRCGでは20kΩを並列の半田付けとなっていますから、合成抵抗は

6.67kΩです。

私がつけていた抵抗は10kΩなので合成抵抗は5kΩです。

これくらいの差ならなんとなくわかるのですが、取り去ると抵抗値は無限大です。これで同じ効果があるのはちょっと信じられません。

テスト機体は、メインのみhp-03に変更した1S機です。

取り去る抵抗は

この位置です。

飛行動画です。


飛行時間は4分ほどでした。腕が無いので適当な3Dですが、無風時には十分です。ただモーターパワーのせいか連続技は無理で、しばらく回転が回復するのを待たないといけないので、よっこらっしょって感じです。
動画前半は、エレベーター方向のリンケージが狂っていて、アップフリップで少ししか舵が入らずリカバリーできずに一度墜落、リンケージ修正したらもうバッテリーがへばって結局連続技は難しかったです。

飛行後電圧を測ると

残り３％で３．３９Ｖでした。

内部抵抗は

82mΩでした。

という事で、抵抗を取り去っても抵抗を並列接続した時と同じ効果が得られることは検証できました。

しかし、意味が分かりません。この抵抗はなんなんだろう？？？

設定のための改造（V120D02S APM化）

今日は午前中曇りでも雨が降っていなかったので、APM搭載V120の試験飛行をやるつもりで準備していると、出かける寸前に雨！

で、今日はお預けになりました。

気になっていたのは、パラメーターの設定のやり方ですが、450に搭載の受信機は9chなので、6chを飛行中のパラメーター変更チャンネルのすることができたのですが、マイクロに積んだ受信機は6chであまりがありません。

1ch・・・スロットル
2ch・・・エルロン
3ch・・・エレベーター
4ch・・・ラダー
5ch・・・モード切替
6ch・・・ピッチ

です。

なのでbluetooth経由で、アンドロイドソフトで設定しようと思ったのですが、パラメーターを端末に保持せず、都度すべてのパラメーターを読みに行きます。

これは相当まどろっこしいです。

で、やはりパソコン持参で、MP（mission planner)でやりたくなります。こちらはすべてのパラメーターを最初に読みこんだら覚えているので変更部分のみリライトで済みます。

しかし、bluetooth経由ではつながりません。一々USBを差し込んでコネクトする必要があります。

ま、どっちもどっちです。

で、前に試験した、トランシーバー経由はどうだろうかを試すと、baudrate57600でつながります。

これなら距離も稼げるので飛行中も繋げたままにすることができそうです。

が、問題は重量です。最初の設定時だけの一次的なものだとしてもかなりバランスが悪そうです。

そんなに距離も不要ならという事で、

テールブレースに仮止めしてみました。本来は、下に写っているパソコン側のトランシーバーのように大きなアンテナがついているのですが、これはさすがに重たいので、取り去って自作のループアンテナを取り付けました。

こんな感じです。得意のポリウレタン線をドライバーを芯にしてコイル状に丸めただけで、インピーダンスや波長は考えていません。が、テストしたらかなりの距離で通信可能でした。

今までのbluetoothモジュールは機体裏に

設定出来てましたが、今度はそうもいかずブレースに結束バンドで仮止めです。

明日こそは飛ばせますように！

DROIDPLANNER BLUETOOTH経由で接続成功（V120D02S APM化）

マイクロヘリにAPMを搭載した理由の一つに、気軽に設定できることがあるのですが、

大きなヘリの場合は、設定を煮詰めるためのパラメーターの変更が一々パソコンにつないでMPを立ち上げておかないとできないし、わざわざ飛行場に行って限られたバッテリーで設定を行わなければならないため、なかなか進みません。

マイクロヘリなら、設定場所はかなり広がります。しかし、軽量化のために受信機が6CHしかなく、インフライトのパラメーターの調整がチャンネル数の不足でできません。

で、タブレットを使ってbluetooth経由でパラメーターの変更ができればかなりその部分も楽になります。

前にトランシーバー経由でDROIDPLANNERと繋いだ時に、bluetoothモジュールの設定を57600baudに変更したものがあったので、それをもぎ取ってV120につなぎました。

トランシーバーの方は、コネクターを付けて共用できるようにしました。

で、テストした結果

リアルタイムでGPSの位置情報を表示してくれました。
写真は自宅の位置を示しています。

これで、割と楽にパラメーターの変更ができそうです。