エアロ工房

機体紹介空撮写真館空撮VIDEOLINK掲示板

EDF双発スケール機 

中島 特殊攻撃機 試製 橘花(2012.6.23) 

 

翼長 1,470mm
全長 1,350mm
翼面積 30dm2
翼型 S8090(12%)
全備重量 2,670g
翼面荷重

88g/dm2

推力

2kg-over

電力

1,000W(14.8V×35A×2)

ダクト

φ70ツイン

モーター φ28クラス500W×2
コントロールシステム エンコン2in1/エルロン2/フラップ2in1/ギア3in1/ラダー/前輪操舵/エレベーター
目 的 ワンオフ・オス型工法でのFRP胴体の製作精度をさらに高め、自由自在の機体製作方法を確立させる。
仕上げ 主翼=フルプランク後くらふとるうむフィルム→スプレー塗装

胴体=ラッカー下地後タミヤ・MrColor缶スプレー塗装

日の丸はシール貼り仕上げ

備考 実質的な翼面荷重はナセル部や胴体下面積を考慮すると1割以上軽いと思われる
   

 

関連リンク 

橘花(古典航空機電脳博物館)  特攻機橘花−日本で初めて飛んだジェット機  空飛ぶ模型橘花

中央翼のリブ組製作です。橘花は見た目は分かりにくいですが、弱いガル翼になっています。強すぎる上反角を修正のため翼端を下げたそうですが、直線でない主翼は作りにくいものです。逆にそれを利用して中央と翼端で工法を変えることを思いつきました。中央部は引きこみ脚やサーボ、大きな電源ゲーブルを引き回すこともあってバルサ翼のほうが適しています。翼端部は端のサーボ以外は入れるものもなく、強度的にも発泡バルサプランクで十分なはずでスパーも要らないはずです。テーパーは強いですが、短い翼なのでそれほど熱線カットでも苦にならないはずです。そんなわけでガル翼を境に工法を変えることにしたしだいです。

橘花の胴体の発泡材荒加工です。あらかじめ熱線カットで面を出して台形になったものをカッターで荒加工しています。黒刃の大カッターをカンナのようにシャカシャカ動かして削っていきます。橘花の胴体曲面は基本がおむすびと思えばわりと単純です。面を出している関係で丸みをつけいけば荒加工が出来ます。5mm大きくしたゲージを断面に当てて正確さを出しています。これで3-5mmくらい全体が大きくできていると思います。今回は1,300mmあるかなり大きい胴体ですので最終的な仕上げまでは手間はかなりかかるでしょう。

橘花の胴体の中仕上に入っています。ゲージをあてながら80番の荒いペーパーで中仕上をします。ほぼ見た感じは近いものになっています。やや削りすぎのところもあり欠陥もありますが、あとから凹みはパテで修正するので気にしないことにします。それより全体の面出しと左右の寸法差がでないように気をつけなければなりません。中心からの距離は合わせ面を見ていけば正確に出せます。センターが合わせ面として出ているのでねじれはないと見ていいでしょう。ややホコリが気になりますが、プラモデルを眺めながら胴体を仕上げていく楽しい蜜月を過ごしています。

橘花のダクトから先の主翼を熱線カットしています。橘花の主翼はジェット部分から先が上面で0度くらいになっており、逆Wの字になっています。あとから上半角を減らしたのが原因らしいのですが、どうせスパーを曲げるのならこの部分を発泡材にしてもいいのではないかとの設計方針です。幸い主翼中部と違って入るものはサーボくらい。ケーブルは中は通らなくてもいいですし、バルサプランクのみでも壊れるような力が翼端部にかかるとも思えません。そんなわけで主翼1/3をあえて発泡バルサプランク、主翼中部は通常のスパー工法としています。

自作の基本として全体を仕上げていくということがあります。飛行機には製作上、関連する部分が多くここが決まらないと先にいけない部分がどうしても出てきます。例えばプランクの前に中にケーブルを通さなければいけないとか、引き込み脚を決めてからとか。いろいろあります。その順番を落とさないようにしないとあとから大変困る事態が発生します。特に今回は翼内に電源ケーブルがかなり入るため気を使います。翼端サーボのケーブルも忘れないようにしなければなりません。またフラップもある程度動作を決めておかなければなりません。主翼上プランクはすべてが整ってからになります。
これから翼端をつなぐこととエンジン部分の工作をしていくことになります。また今回も発泡材の加工で熱線カットを使い荒加工をスパスパ行うことで精度の向上とゴミの量の削減が可能になりました。

翼端部をフルプランクののち、スラットの製作を行なっています。同じ曲面になるように円筒形のあるもののに貼り付けて加工しています。スラット部は下部は0.3mmのキュアカーボンシートなので削ってもきっちり厚さがのこり,また所要の強度を満たすものとなっています。フラッター強度がやや心配ですが、今回の目玉機構でもあり、実験的にも高いモチベーションを起こさせます。

橘花主翼接合作業を終えました。翼端を中央部へ接合しています。接合はメインスーパーへはシナベニア芯を介在して発泡プランク翼端へ接続しています。前後へもスパーを入れようとしましたが、結構これだけでもしっかりしており、周りをグラスで固めれば十分強度はありそうです。主翼を違う工法で接続することは大変な作業です。今回は合わせ作業に大変な労力を費やしました。主翼中央と翼端とはねじれがないことはもちろん、前縁のストレートも削り代を見込んでストレートを出さなければならないですし、なおかつ上反角度もきっちりださなければなりません。幸い翼端の上面で0度なので両端を定盤へつければ上面0度になります。翼中心では2度となるでしょう。とにかく前後左右が宙ぶらりんの中で正確に位置決めしなければならず、なおかつまだ上面がプランクできないのであわせはその厚さも見込んで下面に合わせるなど至難の加工をしてここまでたどり着きました。

橘花の水平尾翼の製作です。この機体に限って言えば水平尾翼が意外と大きくスケールそのままで大丈夫な雰囲気です。これは私の見た目の感覚からですが、これくらいあれば全くピッチ軸は問題ないでしょう。動翼の面積も問題なく大変いいバランスでできています。垂直尾翼は小さく見えますが、実は胴体と一体化してるため見た目よりは実効面積はありそうです。現在、尾翼単体27gですが断面に翼型の丸さをつけながら軽量に作ることができました。

エンジンダクトカバー部の型の最終仕上げをしています。今回は寸法をきっちり出すのにかなり苦労をしました。やはり曲線を合わせながら寸法を出していくのは大変です。結局ここに至るまで3回くらい修正をしています。確認した寸法は単体で1.ピッチ軸線、2.翼両面の合わせ、3、正面角度、4.飛びだし位置、5.上からの軸線
以上全部の左右バランス・・・こんなものを全て寸法として計って1mm単位で合わせていきます。
実機ではかなりスラスト線がアップ側に振られていてスラスト軸が5度程度は上に振っているように見えます。

橘花の垂直尾翼は胴体と一体化したような感じのもので胴体も尾翼面積に含まれるような感じのものです。ですので小さく感じる割には効きは良さそうです。良質のバルサのため、軽く感じるものとなっています。胴体との合わせを見ながら製作しています。

中の発泡材をホジホジ出してからテープパックした型を引きずり出します。この工程も慣れができてきて綺麗に出せるようになりました。ほとんど型が破れずにイッキに出せるのは理想的です。
0.3−0.35mmの薄いFRPは透明度が高く下が透けて見えます。重さは一個63g、ほぼ予想通りです。最近は工程に対する厚さと重さの予想がほぼ一致するようになりました。これも経験を重ねることによるものです。塗装した時の重さとの差に愕然としながらつくづく思うのですが、「塗装をせずに飛ばせるものならどんなに軽く仕上がってよく飛ぶのだろうか。」とため息がでます。

橘花電装作業およびナセル位置決め作業を行なっています。双発の一番の悩みは配線が長く重くなることです。特に動力系の配線の重さは深刻で、配線の取り回しで何十グラムがすぐ変わってきます。今回も配線を詰めることで40gは軽くなりました。ただしアンプはもう他には使えないほど線を切り詰めてあります。距離は最短にしますが塗装やメインテナンスを考え、ナセルとの間にコネクタをかますこととしています。なお、翼との接合はブラスチックボルト4mm6本でナットも軽いポリカーボです。だんだん飛行機の姿が確かなものになってきました。巨大なナセルの迫力は圧巻で、見惚れるほど、スケールの製作の楽しさの境地に入っています。

続いて橘花の電装系作業を行っています。フラップ用のサーボを組み込みますが、2サーボをYコネクタで連結し、1コネクタで動かそうと思います。この場合、サーボの向きは対照ではだめで同じ向きにしなくてはなりません。翼にはリブがありますので片側はサーボにとって邪魔なリブ部分を削除する作業が必要になります。この組み込みが終わって初めて上プランクが可能になります。上面プランクは左右・曲線・電装穴位置の合わせを慎重におこなってからイッキにプランクします。すでに下面もプランクしてかなりの剛性になっていますのでねじれるようなことはありません。ただプランクしたバルサをひび割れさせないように取扱を気をつけなければなりません。良質のバルサは軽いかわりにそれなりにデリケートなのでキズやひびには弱いものがあります。

橘花胴体型の下塗工程です。いつものように発泡に軽量パテを水で溶いて塗っていきます。こと型に関しては重さが関係ないので遠慮なく塗れます。以前は手で塗っていたのですが、とても均一にできるものでなく、考えた末、かなりゆるく水で溶いて塗っていきます。ただし水で溶いたパテには気泡のような隙間が出来ます。塗装にはまずいのですが、型なら関係ありません。なので薄く筆でぬっては乾燥させ、またその刷毛あとを薄くなじませる。そんな工程を繰り返しています。型が正確なら均一なパテ厚はその後の作業の労力減に大きく貢献します。

橘花のフィルムを貼り直しました。そろそろ最後の姿を考慮しながら前に進めなければなりません。なので水平尾翼のみ先行して塗装まで進めています。ちなみに上記色は日本陸軍の明灰緑色です。塗装実験を重ねた結果、AIRSPANはラッカーのノリが悪く、使用に絶えませんでした。水性のものでしたらそれなり良さそうでしたが・・。貼り直しです。実験の結果大変塗装のノリがよかったくらふとるうむのウエットフィルムとしました。このフィルムの上の塗装は大変簡単に仕上がり、劇的に軽く塗装が仕上がりそうです。また塗装の質感が金属に塗装したのと同じようにでき、多少のバルサの凸凹はつや消し塗装がみな吸収してくれます。これなら2回も塗れば仕上がります。フィルムを塗装で仕上げるならあまり技術がいらないのです。むらにならなにように塗装してやればいいだけです。塗膜の厚さもいりません。フィルムを貼る前にバルサに一発サーフェーサーを吹いてやればいいだけです。そうすることによって薄いフィルムが下地を転写してしまうのを容易に防ぐことができます。いずれにせよ。フィルム貼り塗装は軽量化と工程簡易化に大きく貢献できそうです。

いよいよ胴体のFRP成型に入っています。やっと1プライ目を終わりました。今回からFRP樹脂を塗る際にちょっと工夫をしてみました。これまで樹脂が足らない時は「塗り足す」これはいいんですが、塗りすぎたときの戻しができていませんでした。この作業でキッチンペーパーを使って押さえてやることにより、「戻し」ができます。うまい具合にキッチンペーパーはイボイボのエンボス加工を施してありますのでちょうどうまい具合に余分な樹脂を吸収できます。この樹脂の押し引きができるようになったことで表面が余分な樹脂で光ることがなくなりました。自由自在に樹脂量を調整して均一ですべての面がちょうどよい樹脂量にできるようになりました。この作業は出来上がりの重さに直結しており、なおかつ強度にも影響する作業です。均一な加工面がのちの作業の省力化への大きく影響するものです。

カーボンティッシュを表皮にした初の工作物です。翼の下につく胴体と一体化するカバーになります。ティシュの下にはグラスが3枚敷いてあります。単純な形状ですので一発で加工できます。カーボンティッシュには樹脂がある程度染み込んだ段階で繊維の態度が変わります。この態度が変わる瞬間から張り込みの本当の作業がはじまります。詩的な表現ですが、繊維の態度を把握して機嫌を伺うのが多少うまくわかったきましたので作業はしごく順調に進みました

あまり写真的には変わりありませんが、FRP2プライ目です。ここまでの積層厚は0.15-0.2mmと思われます。今回はやや大きな機体なので間に0.06mmのマクログラスを入れました。3-4プライ+カーボンティッシュで行こうと思います。今回は胴体の歪を最小限に抑えるため、発泡材をこわしながら胴体の補強をしていこうと思います

下塗り工程がほぼ成功した。カーボンティッシュは多孔質でそのままではとても塗装できません。ピンホールだらけになってしまいます。(実験済)なのでカーボンティッシュを最終仕上げに貼ったあとは
1.パテうめ(アサヒペン)
2.研磨後、油性シーラー(吸い込み止め)
3.ホルツプライマー
4.ラッカー仕上げ塗装
となります。

橘花ジェットエンジン部のぼかし塗装の小技です。これまでぼかし塗装についてはなかなかいい案がなく、ネットで情報を漁っても「エアブラシを買いなさい。」か「紙を浮かしてスプレー」くらいしかぼかしの方法がありませんでした。沢山お金を投入してエアブラシセットを買うのは簡単ですが、とてもコスト対作業量が合いません。私もこの件で色々考え、試した結果、和紙を使うことがベストのようです。和紙を手でちぎって周りに養生し、スプレーを直角に当てます。そうすると断面の和紙の繊維がいらない目の大きな塗料を吸着していい具合に塗料が乗ります。これなら納得できる品質です。また一つぼかし塗装に対する答えが見つかりました。和紙は飛行機にとって素晴らしい材料と思います。

橘花胴はカーボンティッシュの貼り付け、軽研磨のあと、塗装のためパテ工程に入りました。その前には研磨とフィレットを取り付けています。ようやくここまで来ました。まだ、中の発泡材は取り除いていません。ある程度研磨が終わって乾燥してから中を抜く予定です。
技術的にはパテを薄く溶いて刷毛で塗っています。これを何回か重ねていきますが、1回目はあまりパテが付きません。あくまで足つけのためのパテですので2回目からが本当の作業になります。ここからは作業を続けたくても乾燥まで我慢する忍耐力が必要になってきます。

掃除機で真空引キャノピーを製作しました。箱との隙間を調整した枠で挑戦です。一発で加工が成功しました。真空引きのキャノピーはいままで製作したことがなく、いままでは市販のキャノピー等を利用していましたが、今回は初めて自作しました。まあ道具や材料のいること・・・。材料は0.8mmのアクリルを東京から畳1帖分取り寄せました。でも1mmでは厚く、0.4mmでは薄いように思います。(実際0.4mmでの加工は失敗しました。)いままであまり使わなかったカセットコンロを家内に言って引っ張り出し、掃除機も借り、温度調節用の電気ストーブまで・・・家庭家電大活躍です。(笑)
でも真空引きの力は早く、強烈で5.5mmベニアにひのき補強を入れてもやや凹むくらい引きは強烈でした。

胴体の下塗装および発泡材の中出しが終わりました。やっとここで胴体の重量が計れます。今回胴体はこの状態で450g、気持ち的にはもう少し軽くしたかったのですが、強度を考えるとこの程度かもしれません。胴体のフィレットが側面強度に効いており、補強なしで完全モノコックでいけそうです。

キャノピー30g
人形40g
胴体450g+30g仕上げまで
リポ430g(4000mA−4セル)
胴サーボ50g
受信機20g
延長ケーブル20g
リンケージ50g
主翼1300gモーター・ナセル・アンプ付き
尾翼90g
前脚90g
その他70g          合計2,670g

この橘花の胴体は一応カーボン布ではないにせよカーボン含有胴体なので胴体内に受信機アンテナを設置できません。なので必ずアンテナを外に出す設定にしなければなりません。このときはいつもアンテナの短さが逆に問題になります。スケールなのでアンテナを外に出すのは気が引けますが、ラジコン飛行機として成立するかのどうかの根本的な問題なので選択肢がありません。またこの飛行機は主翼内にエンジン・フラップ・ギア・エルロンなどの操縦があるのでここに受信機を置くのが適切と思われます。また主翼の相当前にモーターがあることもあってバッテリーがなくても重心位置がほぼ出ています。なのでバッテリーは重心位置(すなわち主翼上)が最適な場所になります。そんなこともあって受信機を主翼内に埋め込みアンテナを胴体外に出すための工作をしています。