DIYで飛行機造り(31) 自作ULPモグラー設計の概要 [機体設計]
１．今回、木製自作ULPモグラー（仮称）を設計するために、理論上もっぱら頼りにしたのが次の２冊
（１）．LIGHT AIRPLANE DESIGN （Pazmany) 日本航空整備協会 内藤子生 監修
阿部郁重 訳
（２）．模型飛行機（理論と実際） 電波実験社刊 木村秀政 校閲
森照茂 著
２．機体構造で参考にしたのが下記の機体です。
（１）胴体構造 KR-2(+6G)設計図、JODEL19(+4.4G)設計図、MARIAH(+6G)設計図
（２）翼桁構造 KR-2(+6G)設計図、Test DUOモグラー(+4G)設計図、IMVADERⅢ(+3.5G)設計図面
（３）翼リブ Mitchel U-2(+10G)設計図、SD1 写真、STAR-LITE(+6G)写真
SD1
（４）コントロール・システム CRIKET(+9G)設計図
（５）T字尾翼 CRIKET(+9G)設計図
（６）尾輪 HUMMEL UC設計図
３．そして、尾翼のサイズ、テールモーメントなどの空力要因の最終決定で拠りどころにしたのが、HUMMEL ULTRA CRUISER の設計図面です。
ＵＬＴＲＡ ＣＲＵＩＳＥＲ
種々の設計理論から、最適値を導き出して設計された機体も実務的には、飛行実績の豊かな多くの既存機のデータを拠りどころに検証、修正され試作に歩を進めることになります。
Hummel UCはオールアルミの金属製のため、構造的には、木製機の参考に出来ませんが、
長大な（１０㎡以上）な主翼を持ち、ULP規格の飛行実績のある機体であることから、同サイズの木製自作ULPモグラー（仮称）の設計においては、HUMMEL UCの尾翼のサイズ、テールモーメントを参考にすることにしました。
主翼面積 水平尾翼面積 垂直尾翼面積 テールモーメント 水平尾翼容積 垂直尾翼容積
HUMMEL UC １０㎡ １．１４㎡ ０．４７㎡ ２,７００mm ３．０８㎡ １．２７㎡
ULPモグラー １０㎡ １．２０㎡ ０．７１㎡ ２，８００mm ３．３６㎡ １．９９㎡
水平尾翼面積 垂直尾翼面積 テールモーメント 水平尾翼容積 垂直尾翼容積 の全てにおいて HUMMELUC を上回るように 設定した。
特に ULPモグラー の垂直尾翼を大きくした理由は、
（１） T字尾翼の支柱を強化する目的
（２） ウィングスパンが HUMMEL UC ７．５m に対しULPモグラー１０m と長いことです。
ラダーが効くように考慮しました。
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（１）．LIGHT AIRPLANE DESIGN （Pazmany) 日本航空整備協会 内藤子生 監修
阿部郁重 訳
（２）．模型飛行機（理論と実際） 電波実験社刊 木村秀政 校閲
森照茂 著
２．機体構造で参考にしたのが下記の機体です。
（１）胴体構造 KR-2(+6G)設計図、JODEL19(+4.4G)設計図、MARIAH(+6G)設計図
（２）翼桁構造 KR-2(+6G)設計図、Test DUOモグラー(+4G)設計図、IMVADERⅢ(+3.5G)設計図面
（３）翼リブ Mitchel U-2(+10G)設計図、SD1 写真、STAR-LITE(+6G)写真
SD1（４）コントロール・システム CRIKET(+9G)設計図
（５）T字尾翼 CRIKET(+9G)設計図
（６）尾輪 HUMMEL UC設計図
３．そして、尾翼のサイズ、テールモーメントなどの空力要因の最終決定で拠りどころにしたのが、HUMMEL ULTRA CRUISER の設計図面です。
ＵＬＴＲＡ ＣＲＵＩＳＥＲ
種々の設計理論から、最適値を導き出して設計された機体も実務的には、飛行実績の豊かな多くの既存機のデータを拠りどころに検証、修正され試作に歩を進めることになります。
Hummel UCはオールアルミの金属製のため、構造的には、木製機の参考に出来ませんが、
長大な（１０㎡以上）な主翼を持ち、ULP規格の飛行実績のある機体であることから、同サイズの木製自作ULPモグラー（仮称）の設計においては、HUMMEL UCの尾翼のサイズ、テールモーメントを参考にすることにしました。
主翼面積 水平尾翼面積 垂直尾翼面積 テールモーメント 水平尾翼容積 垂直尾翼容積
HUMMEL UC １０㎡ １．１４㎡ ０．４７㎡ ２,７００mm ３．０８㎡ １．２７㎡
ULPモグラー １０㎡ １．２０㎡ ０．７１㎡ ２，８００mm ３．３６㎡ １．９９㎡
水平尾翼面積 垂直尾翼面積 テールモーメント 水平尾翼容積 垂直尾翼容積 の全てにおいて HUMMELUC を上回るように 設定した。
特に ULPモグラー の垂直尾翼を大きくした理由は、
（１） T字尾翼の支柱を強化する目的
（２） ウィングスパンが HUMMEL UC ７．５m に対しULPモグラー１０m と長いことです。
ラダーが効くように考慮しました。
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おはようございます。
当方、クレーンの設計をやっていた経験から、強度に関しては少し感心があります。
材料の強度は鉄に於いてもバラツキがあり、素材そのものの欠陥もありますが、特に接合部の溶接等による劣化の考慮は必須です。
又、形状による応力集中に伴う強度低下。
そして、繰り返し使用による疲労強度。
なにより、使用条件の設定、安全率考慮の度合い等…
今回、木材使用とのこと、この点での検証が必須です。
上記のことを、検証するのは並大抵のことではできません。
そこで、木材使用の実機データを可能な限り収集し、そのパラメーターから設計することが、一番実効的かと考えます。
なにせ命を委ねるものですから。
by 植本多寿美 (2012-05-04 09:52)
多寿美 さん おはようございます。
いつも貴重なアドバイス感謝しております。家作りの延長線上で、自作飛行機にも挑戦しようとしていた私にとって、プロの眼からの妥協の無いアドバイスは、厳しくも非常に有難いことです。
自分なりに適当に妥協点を見出してきた危うさを自覚できたからです。
アルミ資材、FRP資材などのように資材強度の明らかな工業製品であれば、そこそこの強度計算が可能ですが、木材は樹種、部位、繊維の縦貫割合など材質の均一性に欠けるのが最大の欠点です。
しかし、予算の点で木製を選択したので、それなりの配慮が必要になりますね。
まず木製実機のデータ検証。テストピースの強度テスト。
完成後の荷重試験は避けて通れませんね。
by ロートレー (2012-05-04 11:02)
突然訪問します失礼しました。あなたのブログはとてもすばらしいです、本当に感心しました!
by レイバン ウェイファーラー (2013-07-28 12:16)