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人力飛行機→フライトシム→RC飛行機→セキセイインコ飼育→上級滑空機ライセンス取得という空物好きです。
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グライダーのピッチング運動

サーマル工房のグライダKa-8b JUNIORを持っているのですが、グライダーの飛ばし方を分かっていないので、どうも上手く飛びません。
もちろん飛ばないと言っても墜落という意味じゃないです。

一番気になっているのは、飛行中のピッチング運動です。
設計図で指定されている重心位置は前縁より40mmの所。
MAC位置が機体中心より435mmの所にあり、MACは134.5mmです。
よって重心位置は29.7%MACとなっています。

初フライトでは指定位置で飛ばしたのですが、この時からピッチングが気になっていて不審に思いながらも重心を前に移動させました。
でも結局ピッチングは収まらず、飛ばし辛いままです。
先輩方に聞くとグライダーはピッチングしやすいので旋回終了時にはエレベーター操作で打ち消す操作をする、との事で、そういうものなのかなぁなんて思っていました。

その後色々調べてみたところ、このピッチング運動は長周期モード(フゴイド運動)なのではと思いました。
長周期モードは飛行機の静安定が大きな機体(Cmαが負で大きな値)の場合に強く表れる振動現象で、機体のピッチ角と速度が波打つ現象です。
(ピッチ角は大きく変化しますが、迎角はあまり変化しないのが特徴です)
振動を減衰させるのは主に空気抵抗であるため、グライダーのように抵抗が少ない場合は特に減衰が悪いようです。

この長周期モードを強めている原因がマイナスで大きなCmαとの事なので、重心位置を前に持っていくことは逆効果という事になります。
なので、重心位置を33.5%MAC(前縁から45mm)と後退させてみました。
これによりCmαの値は
29.7%MACの時、Cmα:-1.38
33.5%MACの時、Cmα:-1.18
となりました。(20013/6/23訂正)
※ちなみに零戦EP500は30%MACでCmαが-0.752です。

↓これがその時の動画です。


わざとエレベーターを操作しないで、機体が揺れるままにしています。
ピッチ角は見ての通りですが、速度も録音されている風切音で大きく変化していることが分かると思います。
振動の周期(T)は約5.6秒。
振動数(ω)は1.12(rad/sec)
でした。
※ω=2π/T

29.7%MAC時の時とどう変わったかですが、正直顕著な違いはない感じです。
ただ、気持ちエレベーターでの振動打消し操作が減ったかなという感じなのですが、定量的なデータでは無いので気のせいかもしれません。


長周期モードの振動数は近似式上では飛行速度のみの関数のようなので、重心を移動しても振動の周期や振動数自体は変わりません。
Cmαと減衰率や振幅との関連性も手持ちの教科書には掲載がないので、今はこれ以上考察できないでいます。

ただ、グライダーのピッチング運動に関しては静安定不足によるものではなく、静安定過多によるものである可能性が高いと思います。


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