REPORT

To Indoor Flying Robot Contest... about what we did in September...September 30, 2013

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The first airplane we made flew smoothly. However, there are two major problems. First of all, maneuverability and longitudinal stability of the first one is not good because sizes of tail planes are too small and area of ailerons, rudder and elevator of the first one are not enough. Secondly, because of the bad design and unstable fixing, the launcher, which is used to dropping dummy cargoes, did not have enough reliability.
To solve these problems and to improve our airplane, we started making the second air plane. It has larger tail planes and rudders and its launcher was newly designed and was equipped stably. Furthermore, the second one is much lighter than the first one because we equipped electric devices more efficiently and we reduced the number of stiffeners. Firstly this one could not fly well. That is because, as a result of reduced stiffeners and larger tail planes, torsional rigidities of main wing and tail planes are not enough to support the forces from the elevators and the rudder. To make matters worse, this airplane is difficult to do maintenance. We equipped servomotors which drive the elevator and the rudder on the center of the main wing. However, this design is not good because when we want to regulate the elevator and rudder, we need to equip the main wing and the fuselage.
１号機は飛行試験で予想以上の性能を見せたが、まだ以下の様な問題点があった。
・尾翼の面積不足による安定性の低さ
・動翼の面積不足による操作性の低さ
・投下装置の設計、取り付けの悪さによる低い信頼性
特に操縦性の悪さは大きな問題であり、機体破壊の原因となった。（翼端延長により翼面積が大きくなったことで、ただでさえ効きにくかったエルロンがさらに効きにくくなった。）これらの問題を解決するために二号機の設計の際は以下の点に注意を払った。
・尾翼面積の増大（１号機の二倍）
・動翼面積の増大（１号機の二倍）
・投下装置固定法の改良（機体への直接取り付け）
・電子機器配置の効率化によるケーブル重量の削減
また主翼はリブの取り付け法が改善され脆弱だったリブの強度向上が図られた。また、主翼剛性が過剰であると考えられたことから補強材の本数は減らされた。また、センターリブに動翼用のサーボモーターを集中的に装着することとなった。
二号機の飛行試験は9/4日に行われた。二号機は期待された性能を出すことはできなかった。まず、舵の効き具合がかえって悪化した。第二にメンテナンス性が極めて悪化したことである。前者の主な原因は主翼、尾翼の剛性が不足していたため増加した舵からの力を受け止めることができなくなってしまったためであった。後者の原因は主翼センターリブにサーボモーターを集中的に装着した結果、主翼と胴体を結合させた状態のみでしか舵の調整をすることができなくなったためである。主翼剛性の問題は補強で改善されたがリブの問題は解決しようがなかったので、機体を新造する事となった。

Finally, we decided to make a new airplane. This third airplane’s tail planes have lower aspect ratios. That is because we need to reduce torsion of tail planes. Also, the main wing also has stronger torsional rigidities. To improve serviceability, we equipped servomotors individually and used the joint that connect the main wing and the fuselarge. This one will firstly fly on September 30th. 三号機は以下の様な特徴を持つ。
・大型化したアスペクト比の小さい尾翼を採用した。これにより動翼面積を確保しつつスパン長を抑えることで尾翼のねじれの影響を軽減することを狙ったものである。
・主翼の剛性を強化した。補助翼は面積が1.5倍になっておりそれに対応するため張り線と補強材により1号機以上の主翼ねじり剛性をもたせた。
・サーボモーターの分散配置
その他にも取り外しやすい翼胴結合部の採用、抗力軽減を狙った前縁形状の変更といった改良が加えられた。また投下装置は頑丈かつ取り外し容易なマジックテープにより固定されることとなった。飛行試験は9/30に行う。

工学部航空宇宙工学科
菅原　寛生（Hirotaka Sugawara）

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