SouthernX-3 (サザンクロス3)
EPPアクロ機
 
SouthernX-2はトルクロール練習機として作られました。
私は、この機体のおかげで、
ある程度のトルクロールがマスター出来ました。

そして、今回の新作SouthernX-3は、フリースタイル(音楽に合わせて舞う競技)
焦点を絞ったデザインがなされ、ある程度のスピードが出る翼型を採用しました。
ですからこの機体は、いわゆるファンフライではなく、アクロ機の性格をもっています。

SouthernX-3のサイズは800mmX800mm位で、
2号機より少し小さくなっています。
これは狭い場所でも飛ばせるようにしたかったことと、
単純に私が小さい機体の方が好きだからです。(笑)

比較的大きなエルロンは、インドアなどのスロースピードでも
切れのあるポイントロールが出来るようにと、考えたものです。

各動翼はすべてクリアーテープをカバーリングすることにより強化され、
ダイレクトな操舵感覚をねらっています。

この機体のお手本にしたのは、slow-flyer.comにあるMONSOONです。



図面

スペック

全長        :830mm
全幅        :800mm
主翼面積 :14dm2
全備重量 :222g〜295g
翼面荷重 :16g/dm2〜20g/dm2

主翼翼型 :オリジナル対称翼
胴体材質 :EPP
主翼構造 :EPP
尾翼構造 :EPP

モーター   :AXI 2212/34または2208/34
コントローラー:Castle Creations PHOENIX 10
プロペラ    :GWS 11X4.7
バッテリー  :Kokam Lipo 340H (3s1p)
                     Kokam Lipo 720H (3s1p)

受信機  : Smart RX4
材料費   : 約5000円位?



FMS-beta7用のモデルデータ


SouthernX3.zip  83kb


各部品の切り出し

図面を印刷したら、原寸大に拡大コピーします。



EPPシートに置いて外形ラインに沿って切り出します。

機首が大きめなのは、まだモーターマウントをどうするか
決めていないためです。 (^_^;)

 

リブの図面は、拡大しなくてもOKです。
3mmEPPシートに置いて、同じように切り出します。
翼端リブの後ろ半分は2枚余分に必要です。

切り出しが終わりました。
胴体、エルロン、エレベーター、ラダー、主翼スパー、胴体補強板は4mmEPPです。
主翼プランク材と、リブは3mmEPPです。



主翼の製作

主翼プランク用の3mmEPPシートに、リブ接着用のラインを書いておきます。

中央部のバッテリーが載る部分は、二枚重ねにすることにしました。
グラステープを貼って補強しています。

バッテリー補強用の板を接着しました。
スパーに当たるので、スパー中央部に切り欠きを付けました。

リブとスパーを接着していきます。
各パーツの接着剤は3Mプラスチック用強力接着剤です。

各部品の接着が終わりました。

この状態で、プランク用EPPシートを折り曲げ、
定規やアルミアングルなどを重りにして一晩置いておくと、
曲げ癖を付けることが出来ます。


リブとスパー上面に素早く接着剤を塗り、
アルミアングルを使って慎重にプランクしていきます。

接着後1分位は、翼のネジレ修正が可能です。
後ろから見て充分にネジレを取っておきます。



翼端を閉じて接着します。

 

紙ヤスリ#120で形を整えました。

バッテリー搭載部分に四角い穴を開けます。
今回の機体は、翼の内部にバッテリーを搭載します。

写真はそれぞれ、
Kokam Lipo 340H (3s1p)
Kokam Lipo 720H (3s1p)
E-Tec Lipo  1200 (3s1p)
Kokam Lipo 1500H(3s1p)
です。


スパーの上をカーボンロッドで補強するため、
翼に2mmの切り込みを入れます。

カッターの刃を2mm程度出して、スパーの上を切っていきます。

翼の溝に3Mプラスチック用強力接着剤を塗り込み、
1mmカーボンロッド(長さ450mm)を押し込んでいきます。

翼の補強のため、タミヤのグラステープを貼ります。
そのまま貼ると重くなるので、私はいつも半分に裂いて使っています。

翼の前縁中央部はクラッシュ時に裂けやすいので、
上下に追加してグラステープを貼ってあります。

翼端部分。

翼が完成しました。
重量は21.7gです。

このように貼りました。
後縁のテープは少し細めです。


胴体の製作

クラッシュ時は機首部分に衝撃が集中するので、
内側にテープ補強を施すことにしました。

今回使用するモーターはAXI 2212/34です。
このモーターは、取り付け用のネジ穴がフロントにあるので、
マウントブロックは使わず、機首にマウントプレートを付けることにしました。

補強用の4mmEPPシートが左右に裂けないように、テープ補強します。

機首部に接着。
接着部もグラステープで補強しました。

歪まないように気を付けて、左右を接着しました。


テールサーボ取り付け

各サーボホーンは延長します。
片方を切り取ってもう片方に糸で縛り付けたあと、瞬間を流し固定しました。

 

0.8mm航空ベニヤでサーボマウントを作っておきます。

 

3Mプラスチック用強力接着剤で接着。
両サイドにスリットを空けてホーンを通します。

上から見たところ。



ウイングサーボ取り付け

 

今回は翼内にサーボを2個埋め込むことにしました。
スチレンペーパーを四角く切って、両面テープでサーボを固定します。
回りにグラステープを貼り、翼の裏を四角く切って貼り付けます。

 



モーターマウント部分
  

マウントプレートは型紙通りに1mmアルミで作ります。   重さは4.5g。
(この図は原寸大です)         

 

プレートをラジオペンチで直角に曲げ、3M接着剤で接着。

 

表と裏からグラステープで固定します。

後で考えた新型マウント。
こちらの方が機首がすっきりしてかっこいいかも・・・。(^_^;)


NEW!
ポリプロピレン(PP)板でマウントを作る

ホームセンター売られているPP板(0.5mm厚)でも問題なく使用きましたのでご紹介します。
アルミ板で作成する時との違いは上下にもマチを設けて箱状で作成したことぐらいです。
(箱状にすることで強度がでます)重量は約2グラムで作成できます。
PP板はカッターでも簡単に切れますので製作は簡単です。

Furusawaさんからの情報です



ビデオケースでマウントを作る

私の場合は、アルミを加工する工具がなかったので、
何か代用出来るものがないかなと考えていたときに、ちょうどホーンを作った余りのビデオケースが
目に入って、「これでいけるんじゃないかな?」と思い、ビデオケースで作ってみました。

それだけでも強度的には十分かなとも思ったのですが、
私は、0.5mmのFRP板を裏にあててみました。
(0.5mmFRP板は、小型機やHLGのホーンに使っていたものが手元にあったので。)

これで、1g台のモータマウントが出来ました。
SX-3でつかっているのですが、機首から数回激しく落としてしまいましたが、
モータマウントは大丈夫でした。

加工も楽だし、軽量に出来るし、PP板のモータマウントは、私もお勧めです。

ターボJ-1B さんからの情報です


マジックテープ貼り付け

マジックテープを5mm幅で切り取り、キャノピー部分に貼り付けていきます。
縁から5mm離した部分に貼り付けると、
左右を閉じた時にマジックテープが見えなくなるのでお勧めです。



胴体上下を閉じる

  

主翼を差し込み、しっかり接着した後
胴体が捻れないように気を付けながら、胴体上下を閉じていきます。

この時に水平尾翼の入るスリットに定規などを差し込んで、
主翼との平行を見ながら接着すると、ネジレの無い胴体が出来ます。

この部分は後でグラステープを貼りますし、強度が全くいりませんから、
接着面積は3mm幅で充分です。



端面処理

 

胴体の上下を、120番位のサンドペーパーを軽く当てて、丸く整形します。




脚の取り付け

1.6mmピアノ線をコの字状に曲げた物を用意し、
機首内部にグラステープで貼り付けて、糸で縛ってクロスさせます。

最後にグラステープをこのように巻きます。

 

 

単純な方法ですが、非常に強く
脚を持って機体を振り回しても大丈夫!



胴体のグラステープ補強

半分に裂いたグラステープ(7〜8mm幅)を貼ります。
タミヤのものが一番軽いのでお勧めです。

  

各部のアップ

  

   



塗装

マスキングのためにガムテープを切り出します。
(EPPにマスキングテープはくっつきません)

各部のマスキング。

EPPはポリプロピレンなので、そのまま吹いても塗料がすぐに剥がれてきます。
塗装にはポリプロピレン用のプライマー↓(バンパープライマー等)が必要です。

今回、オートバックスで買ったホルツのバンパープライマーを使ってみましたが、
かなりしっかり密着し、グラステープの上からもちゃんと塗装出来ます。

 

ウレタンを吹いて塗装しました。  塗料は業務用のPG80です。

ヤシと南の島のシルエットは筆塗りです。



ステッカー

タトゥーシールでステッカーを作りました。

グラフィックデータのダウンロードはこちら>>>>
(タトゥーシールへはこれを反転したものを印刷します。)

印刷した面にスプレー糊を吹き付け、機体に貼った後
水でしめらせて裏紙を剥がせば出来上がりです。

  


動翼のクリアーテープ補強

シャキッとした操縦性にしたかったので、
各動翼と水平尾翼は、全面にクリアーテープを貼ることにしました。

スプレー糊を吹いてある程度乾かしてから、
クリアーテープを貼っていきます。

この時、必ず端面も貼って、EPP全体をテープで巻くようにしてください。
上下だけに貼るのとはネジリ強度が数倍違います。

クリアーテープの中には大変重い物があるので、注意してください。
できれば、クラフトるうむのウエットフイルムを貼るのが一番軽くて良いと思います。

 

テープ強化でエルロンは3.2g重くなりました。

しかし強度の違いは一目瞭然!

エレベータもカチカチに。



動翼の取り付け

いつものようにグラステープを半分に裂いて
一部接着面同士を合わせ、ヒンジを作ります。

 

このように交差させて貼り付けます。

 

一番外側はそのままのグラステープ7mmで留めます。

 

エルロンも同様です。



水平尾翼の組み立て

 

水平尾翼(固定部分)の上下にカーボンキュアシートを貼り付け、補強しました。
(後に、カーボンキュアシートはすぐに折れることが分かりました。
1mmカーボンロッドを使ってください)

ピアノ線をコの字に曲げて、エレベータにグラステープで付け、
左右を連結することにします。
(最初は片方だけ付けておきます。)

 

エレベータのピアノ線を胴体スロットに差し込み、
水平尾翼(固定部分)を入れて3M接着材で接着した後、
もう片方のエレベーターとピアノ線をグラステープで留めます。



ホーンの製作

いつものようにビデオケースを切り取り、3M接着材で組み立て、
ホーンを作ります。



尾ソリの製作

1mmピアノ線を曲げて小さなソリを作りました。

 

テールに差し込んでグラステープで留めます。



リンケージ

各リンケージはこのようになっています。
Z型に曲げてあるのは、クラッシュ時のサーボの保護のためのスプリングです。
スーパーXをピアノ線の先端に少量付け、抜け止めとしています。

リンケージはU字状ではなく、Z状に曲げて
前後のピアノ線が必ず一直線になるようにしてください。

なぜこのような形にするのかは、実際に作ってみて
引っ張ったり押したりしてみるとすぐに分かります。
これにより操縦性が全く違ってきます。


 

エルロンは細長いので、サーボ保護のためのスプリングはいりませんが、
微調整のためにU字型に曲げています。



その他の部品の取り付け

ホイールは小さなナットをスーパーXで止め、抜け止めにしています。


プロペラセーバーはテトラのホイールリテーナー3.2mm用です。
これは初めから両方にネジ穴が付いています。

モーターとプロペラを取り付けた状態。

内部はこのようになっています。

バッテリーの収縮フィルムとビニールテープは約3gありますから、
これを剥がし、クリアーテープでカバーすると軽量化になります。


コネクターもアサミで買った極小タイプに交換し、
コードもギリギリまで短くすれば、かなりの軽量化になります。



SouthernX-3完成!

うーん。我ながら、なかなかカッコいいと思います。
気合い入れて塗装したかいがありましたねぇー。 
やっぱり塗装は大事ですネ! o(^-^)o

 

お、この場所はFMSのシーナリーにあったような気が・・・。(笑)

 

 

夕焼けの南の島には、サザンクロス(南十字星)が輝いています。

 


フライトインプレッション

飛ばしてきました!

飛ばした瞬間感じるのは、非常にカッチリしたフィーリングで、限りなくニュートラルに近い操縦性です。
舵を切れば切った分、正確に機体が反応するようになりました。

たとえるならば、スポーツカーからフォーミュラーカーに乗り換えたようなフィーリングです。
空気の張り付き感が向上し、思わずパターンを描いてみたくなるほどです。

鋭い上昇力は、まるでロケットのよう!
フルスロットルにするとパイロン機のようなスピードでカットビますから、
フルスロットルで飛ばすのは、結構勇気がいります。(^_^;)

垂直上昇中にも、ポイントロールがパシッパシッパシッと決まります。
思わず顔がニヤける瞬間ですね。(笑)

なんと、ナイフエッジのミキシングが完全に0になりました!
これには作った本人もビックリ。

このせいで、エルロンの逆舵が全く無くても、
まるで車のように機体を傾けずに8の字が描けます。
また、スローロールはわずかにラダーを入れるだけでOKです。

ナイフエッジをしていて、そのままラダーを切るだけで、
直径2mのナイフエッジループが可能です。
最初にやってみた後、大笑いしてしまいました。

テーパー翼と固めたエルロン、薄翼のせいで、スナップロールが「パシッ」と決まるようになった。
スナップの回転スピードは機体の動きが見えないほど!

薄翼で空気抵抗が減ったため、より長時間飛ぶようになり、
上空でオートカットしても良く滑空します。

ただ、良いことばかりではありません。
テーパー翼と翼面積が小さいせいで、時々翼端からコロッと失速するようになりました。
とくにフォール中にコロッと行くのは非常に困ります。

コブラの安定もあまり良くありません。
これもテーパー翼の特性です。
やはり矩形翼の方が良いかも・・・。
あとでエルロンを延長して実験してみようと思います。

あと、テールが短くなったので、トルクロールの操作もシビアになりました。
全体的に上級者向けの機体になったようです。


さらなる改良

コブラの安定を良くするため、前縁から乱流を発生させるように細工しました。
その辺に生えているススキを折り、テープで貼り付けただけです。(笑)
これは効果抜群で、コブラの安定がかなり改善します。
アクロ機の場合は、もっと前縁が尖った翼型の方が良いみたいです。

しかし、これでもフォールで翼端からコロッといくのは直りません。
そこで、エルロンを延長して矩形翼にしてみました。

やはり矩形翼だと安定したフォールが出来ます。
しばらくこれで飛ばすことにします。



軽量化

今まで2212/34を使って飛ばしていましたが、全開にすると扱いきれないほどのパワーがあり、
機体の重量も軽くしたかったので、一回り小さい2208/34を買いました。


(コネクターは、電子パーツ屋で買った
コンピュータ用のコネクターを3つずつ切り取った物です。)

早速取り付けて機体を持ってみると、あきらかに軽くなったのが分かります。

以下はKokam 340H (3セル)を搭載した時の重量です。
AXI 2212/34 GWS 11X4.7 ----- 全備重量 252g
AXI 2208/34 GWS 10X4.7 ----- 全備重量 238g

2208/34はエアクラフトさんのページで、「PJS-300SFと同等品」と書いてあったので、
私は同じ位のパワーなのかと思っていました。

「それにしては300SFよりずいぶん重いし・・・ちょっとなぁー。」
なーんて、あまり期待していなかったんです。

ところが、ちょっと部屋で回してみると凄い引きです!
全開にすると天井に激突しそうです。
このフィーリングは2212/34に匹敵するかもしれません。

早速飛ばしてみました。
なんと、重量が軽くなった分、上昇力がさらにアップ!w (◎o◎;) w
ドカーンと空に吸い込まれていきます。
まるでF5B機の垂直上昇を見るようです。

水平で全開にするとパイロン機並みでカットビます。
2208/34がこんなに素晴らしいモーターだとは思いませんでした。
わりと全開を多用して飛行しても、モーターはほんのり暖かいだけです。

翼面荷重が軽くなったので、エルロンの延長部分を取り外して、
テーパー翼のまま飛行しても翼端失速でコロッといくことも無くなりました。o(^-^)o


軽量化の鬼

軽量化の威力に大変驚いた私は、
とたんに軽量化の鬼になったのは言うまでもありません!(笑)

SouthernX-3のエルロンは2サーボです。
しかし、ミキシングを色々いじってみても、あまり2サーボのメリットを感じなかったので、
1サーボにすることにしました。

まず、EPPをくりぬいてサーボを接着します。

バッテリー搭載部分の下に
マジックテープに当たるまで四角い穴を掘り、サーボを接着しました。

長さ調整のためだけに少しだけ曲げています。
エルロンサーボはエルロン自体がクッションの役目をして、
どんなにクラッシュしてもギヤ欠けが起こりませんから、
サーボ保護用のスプリング状の部分は必要ありません。



さらに、車輪をミニ四駆用のガイドローラーに交換したら、全備重量226gに!
この状態でホバリング時の電流は、なんと、2.2A!

でも、フルスロットル時には10.5〜12A?  ありゃりゃ。(^_^;) 
これでは全開時に流れすぎているので、プロペラは9インチに下げるべきのようですね。

データメモ

モーター
バッテリー
プロペラ
ホバリング時の電流
フルスロットル時の電流
全備重量
AXI 2212/34 52.5g
Kokam 340H (3s1p)
GWS 11X4.7
2.6A
7.1A
252g
 
Kokam 720H (3s1p) 
GWS 11X4.7
3.3A
7.7A
274g
 
E-Tec 1200 (3s1p)
GWS 11X4.7
3.6A
8.4A
298g
 
モーター
バッテリー
プロペラ
ホバリング時の電流
フルスロットル時の電流
全備重量
AXI 2208/34 41.2g
Kokam 340H (3s1p)
GWS 10X4.7
2.2A
12A
226g
Kokam 340H (3s1p) GWS  9X4.7 2.5A 9.3A 225g
Kokam 340H (3s1p) GWS 9X5 HD 2.5A 7.6A 227g

2208/34を機体に積んだまま、簡易推力測定器?で量ってみました。
作り方は簡単です。割り箸をはかりに貼り付けただけ・・・。(笑)

この方法では、機体の空気抵抗がロスになるので、
モーター単体ではもう少し推力があるはずです。


Kokam 340mAh 3セルパック使用

GWS HYPER DRIVE 9.0x5.0  560g

APC SLOWFLY   10 x4.7  620g
E-Tec 1200mAh 3セルパック使用

GWS HYPER DRIVE 9.0x5.0  580g

APC SLOWFLY   10 x4.7  650g

静止状態でのフルスロットルを続ける場合、APC10x4.7では過負荷です。
しかし、実際の飛行時はフルスロットルにした瞬間、
凄いスピードですっ飛んでいくので、長い時間フルスロットルに出来ません。

ですから、10x4.7でも上手にスロットルワークを使える人なら飛行出来ます。
その場合、けして長時間フルスロットルにしないでください。

それでも、この小さいモーターがダイレクト仕様で、
コンスタントに560gの推力が出るのは凄いです! (^_^;)汗




軽量バージョンの飛行

早速軽量バージョンのSouthernX-3を飛ばしてみました。
やはり軽量化の威力は絶大で、ナイフエッジも楽々浮き、
ホバリングも楽になった上、翼端失速も起きなくなりました。

非常に軽いため、かなり無茶な舵を打っても、いつまでも空中にとどまっています。
また、その凄まじい上昇力はさらに磨きがかかり、
瞬発力においてエンジン機を完全に凌駕します。



実験工房ベストモデル賞

SouthernX-3は大幅な軽量化によって素晴らしい機体になりました。
このクラスでここまで性能の良いアクロ機は、世界的に見てもそんなに多くはないでしょう。
しかも、1000回以上の墜落に耐えます!(笑)
久々に実験工房ベストモデル賞を与えることにしましょう!



ビデオ      
SouthernX-3 +小野さんと小西さん

http://www.youtube.com/watch?v=KEEOp7uIY_A

トルクローラ小野さんと、
カーデンエアクラフトJPの小西さんに
飛ばしてもらいました。

 



図面

王子さんがCADで図面を描いてくれました。
これは、さらに改良したSouthernX-3バージョン2.0になっていて、
矩形翼によって翼端失速を起こしにくくし、工作も簡単になっています。
こちらの方が、私の機体よりも性能がいいと思います。

王子さんに各メカの配置を描き入れていただきました。
また、ナイフエッジ性能を上げるため、さらに胴体側面積を増やしました。
SouthernX-3バージョン3.0

SouthernX3-1.pdf
SouthernX3-2.pdf
SouthernX3-3.pdf

SouthernX3.DXFファイル

   

その他の改良

Berg-5(9.5g)からSmart RX4(6g)へ交換しました。

ケースを使わず、少しでも軽量化。
アンテナコードはいつものワイヤーに交換します。



重心

セッティングを煮詰めた所、重心位置は前縁から70mmの所になりました。

モーターが軽くなった分、バッテリーは機首に積まなければならなくなりました。
こんなことなら、翼にバッテリー用の穴を開けなくても良かったよなぁー。(^_^;)
現在、全備重量222gです。



水平尾翼の補強

水平尾翼のカーボンキュアシートは根元から折れるので、
ビデオケースを切り中央を補強しました。




 
翼型の変更

コブラでふらつくのを防止するために、先端に三角材を貼り付け、
前縁を尖らせてみました。

効果はテキメンです!
コブラで非常に安定するようになり、かなり低速でも飛行出来ます。

しかも、高速飛行の性能にはさらに磨きがかかり、
空気の張り付き感が向上しました。

その上、空気抵抗が減ったため、飛行時間も長くなるなど、
良いことずくめです。 o(^-^)o


そこで、新しい翼型を考えてみました。
まだ試していませんが、こちらを使った方が性能が良いのではないかと思います。



SouthernX-3プロモーションビデオ


未明さんのサイトにリンクしています

いつものように、クラッシュテストから始まります。(笑)
後半はフリースタイルスペシャルの本領発揮!

 

 
尾翼の拡大

私は、先日インドアアクロミーティングで飛ばさせていただいた、
KATOさん設計のノーティ↓の素晴らしい安定感に
http://www9.plala.or.jp/katotyan/index.htm
完全にカルチャーショックを受けてしまいました。

話を聞くと、この機体の安定感の秘密は大きめの尾翼にあると言うことでしたので、
私も尾翼を拡大する実験を行うことにしました。

早速飛ばしてみましたが、明らかにスローフライト時の性能がアップしました。
コブラやトルクロールも以前よりかなり安定しましたし、
フォールやフリップの安定感は以前とは比べものになりません。

以外だったのは、大きければ大きいほど良いというわけではなく、
その機体に最適な大きさというものがあるみたいです。

  

試行錯誤の結果、この位の尾翼面積が最適だと言うことが分かりました。
機体が小さければ小さいほど、大きめの尾翼が良い結果を生むのではないでしょうか。

そこで、この実験結果を基に図面を変更しました。
(尾翼の他にも各部を改良してあります)

2004/3/13


SouthernX-3バージョン4の記事は
別ページにしました。
こちらをクリックしてください。


 
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