インターネットで色々な水上機や飛行艇のムービーを見る内に、いつの間にか頭の中は
水の上を滑るように加速し、飛び立って行く飛行機のことでイッパイになってしまっていました。

カブやセスナなどの従来の機体にフロートを履かせるのも、スケールっぽくていいですが、
実験工房として作るとしたら、やっぱりオリジナルの飛行艇でしょう。

全体のデザインは、紅の豚の最後のシーンに出てきたフィオの飛行艇を参考にしました。
なので、名前はLittle_Fioです。
あの機体はＶテールでしたが、今回は垂直尾翼の一部を
水中舵として使いたかったため、通常の垂直尾翼です。

また水平尾翼が下にあると、離水時に水がかかって
離水出来ないことがあるということでＴ尾翼を採用しました。

今回はゆっくりノンビリ飛ばす機体です。
低速でも充分な揚力を発生させるため固定フラップを採用し、翼端はいつものようにカールダウンしています。

内翼のフラップはネジリ下げ効果を生むため、尖った翼端でも翼端失速を起こしにくいのでは？と考えました。
翼面荷重を減らすため、マイクロ機としては大きめです。

ゆっくり飛ぶ機体はエルロンがうまく効かないので、ラダー機です。
ムサシノ機並みにゆっくり飛べれば大成功！
目指せ、あずま屋くぐり！　(笑)

私は飛行艇のデザインなどしたことがありませんので、インターネットでいろいろな機体を見て調べました。

まず胴体底面の段差部分が重心のちょっと後ろにあることを発見。
この位置は大変大事らしく、段差のちょっと前のステップ部分で水上スキーのように滑水するらしい。

それから、底面のサイド部分が鋭いエッジになっている必要があり、
ここにエッジが無いと、胴体側面に水がまとわり付いて離水が出来なくなるらしいです。
底面に逆Ｒをつけると、両サイドに逃げる水を下に向けるため浮力が発生し、さらに良いようです。
平底は見た目は今ひとつですが、実は高性能で離水し易いらしい。

水の粘性や表面張力で、機体が小さいほど離水が困難になることは明らかです。
しかし、やってみた事が無い機体を作って実験するのが、実験工房の最大の売りσ(^_^)ですから、

拡大コピーしました。

コピー用紙の各部をバラバラに切り取っておきます。

スチレンペーパーには曲がりにくい方向(目)があり、この向きをスパン方向に使います。

垂直尾翼は、リンケージロッドが通るため二枚必要です。

主翼上面は翼型形状に巻き癖をつけます。
(ラップの芯に巻き付けました)

スパーを2mmハードバルサで切り出し、接着します。
接着剤はソニーボンドの発泡スチロール･木・紙用クリアです。
使った感じでは、この接着剤はスチのりよりも少し良いみたいです。

翼の底面用に少し小さいスチレンペーパー(1mm厚)を切り出します。

後縁付近の黒い線は補強のための1mmカーボンロッドです。
溝を掘って埋め込みました。

前縁をセロテープで仮止めし、接着剤を塗って貼り付けます。

アンダーキャンバーの付いたオリジナル翼型です。

スチレンペーパー製の翼なので、
翼端のカールダウンは指で曲げ癖を付けるだけですぐ出来ます。

エルロンやフラップの所にマジックペンでラインを書いてみました。

カンザシも2mmハードバルサ製です。
片方のカンザシにゼリー状瞬間で接着します。
もう片方は5分型エポキシを使い、上反角を調整しながら接着しました。

上面はこんな感じ。

下面はこのようになりました。

胴体のための発泡スチロールを切り出します。

厚手の発泡スチロールを両面テープで二枚合わせて、あとで中心線で分かれるようにしています。

上面にマジックで砲弾型に胴体のアウトラインを書き、側面も切り取ります。

紙やすりの80番位でガリガリ形を作り、120番で仕上げました。

胴体後ろのパイプは
オラライトの裏紙を丸めてテープで止め、内側にカーボンを貼って作りました。
パイプ最後部を発泡スチロールで丸く作り、カーボンで固めます。

垂直尾翼内側に溝を掘り、エレベーター用に細いノイズレスチューブを沿わせて接着し、
ラダー用のノイズレスチューブもカーボンパイプ内に通して接着しておきます。
ついでにヒンジもスーパーＸで接着。

ノイズレスチューブをサンドイッチして、もう片面を接着しました。
リンケージは水で錆びないように、直径0.8mmステンレスを使っています。
水平尾翼用のステンレスロッドは、スムーズに動くように曲げ癖を付けました。

メカスペースを作るため、胴体発泡を指でガリガリ削りました。
今のうちにサーボも付けてあります。

バランスを見るため、各パーツを組み合わせてみました。

翼端フロートを作ります。
2mmスチレンペーパーを2枚合わせて、0.8mmステンレスをサンドイッチします。

フロート部分に5mmスチレンペーパーを4枚重ねて接着。

紙やすりで成型しました。

胴体はマイクログラスエポキシ貼り、ウレタン塗装仕上げです。
タイヤの写真はパソコンで印刷したシールです。
　
船底が赤いのはフジツボ対策？　(笑)

各翼のカラーリングはプラモデル用の塗料です。
パソコンでシールを印刷しました。
インクジェットのインクは水溶性なので、透明フィルムを上から被せてあります。

うら面は赤です。　もうちょっとピンクっぽい色の方が良かったかなぁー。

各部品を接着しました。
接着剤は、ほとんど5分型エポキシ。

水平尾翼の切欠き部。

ラダーリンケージの防水のため、ビニールテープで小さなパッキンを作り
ノイズレスチューブ先端にスーパーＸで付けてあります。

ロッドの抜け防止のため、スーパーＸをロッド先端に水滴状に付けてあります。
Ｔ尾翼のリンケージは初めてで、ホーンの取付にちょっと一苦労。

モーターの接着もスーパーＸです。

翼端フロートがありませんが、一応飛行可能の状態になりました。
まずは、陸上でテスト飛行してみることにします。

これが今回の秘密兵器、携帯電話用リチウムイオンバッテリーです。
２枚合わせた大きさはジッポライターほどです。

非常に小さくて軽く、このサイズで1個3.6Ｖ800mAhもの容量があります。
これを２枚直列に繋ぎました。（7.2V）
秋葉原の千石電商さんで、一つ1600円でした。（型番　三洋電機　UF653058P）

「リチウムイオンバッテリーはパンチ力に欠けるかな？」と思っていましたが、
まったくそんなこともなく、下手なニッケル水素よりパワフルに回ります。

脇に付いているアサミ製の超小型コネクターに注目。 
このコネクターはまったく場所を取りません。　マイクロ機にはおすすめです。

リチウムイオン専用充電器もアサミで買いました。これは5500円でした。

こんな感じでメカが入っています。

まずはグライドテストです。

各舵の動きを充分チェックして、
いつもの様に、柔らかい草むらに向かって軽く投げて見ました。

予想に反して、あっけなく糸を引くように飛んでいきます。
「やっぱりシッポのある機体は楽だなぁー」　と、しみじみ・・・(笑)

さて、モーターも元気に回ることですし、
いよいよ動力飛行に挑戦です。
結構ワクワク、半分ドキドキ。

フルスロットルにして軽く押し出すように手投げします。
小さいモーターの割には元気に上昇していくLittleFio、
パワーもこの機体には充分です。

旋回させてこっちに向わせます。
おおー飛んでる飛んでる。
やったね！o(^-^)o
　

ボリュームがある胴体にもかかわらず、思ったより抵抗が少ないようです。
モーターを止めてもかなり滑空します。
このままグライダーとしてサーマルも取れそうです。

しかし、ラダーに対する機体の動きがあまり良くありません。
上反角が足りないのでしょうか。
一旦降ろしてカールダウンをカールアップに変更してみました。

ピッチ方向に少し不安定なので、機首に10ｇほどのバラストを入れました。
これで、左右方向にもかなり安定したため、
結局カールアップはやめて、小さなカールダウンに落ち着きました。

他にもループやロール、背面にも挑戦。
一応出来ますが、ユックリ飛ばす機体なので得意ではありません。

ダイブさせたりしてスピードを出した時に、水平尾翼の強度が不足している事が判明。
0.8mmステンレス線で張り線を付けました。

この日は何度も降ろしては飛ばし、他にも色々なセッティングを行いました。

それにしても・・・・・・
いつになったらバッテリーがきれるんでしょう！！
最初の飛行から一度もバッテリーを替えていません。
リチウムイオン恐るべし！

ホントに30分位は飛びそうです。

さて、　もちろんこれで終わりではありません。
水上から離着水できなければ飛行艇ではありません！（｀∠´）

風があると水面が波立ってしまい離水出来ないことが考えられたため、
まだ薄暗い時間に起きだし、近くの大きな池に向かいます。

バッテリーを積み、ハッチをテープで塞ぎ防水は完璧。
各舵をチェック。
モーターも元気に回ります。
さあ、いよいよ水に浮かべましょう！

浮いている時の機体の姿勢は問題ないようです。
飛行艇って本当に絵になりますね！

ゆっくりタキシングさせてみます。
ラダーで自由にちゃんとコントロール出来ることを確認。
滑らかな水面の上に残る軌跡が綺麗です。

さあ、いよいよ水の上から飛び立つ時がきました！！

スロットルを徐々に上げていきフルスロットルにすると、
水の中に沈んでいた機体が徐々に持ち上がり、
プレーニングに入ると同時に、水の抵抗がスッとなくなり、スピードが一気に早くなります。

そのままフルスロットルを続けると、水面上に長い軌跡を描いて
水上スキーのように滑水をつづけ、
しばらくするとふわりと機体が空中に浮きました！
うわーホントに離水したよーー！　一気に嬉しさが混み上げてきました！o(^-^)o

そのまま空に向かってしばらく上昇を続け、ハーフスロットルに戻し
Uターンさせて自分の頭上2ｍほどをゆっくりゆっくり通過させました。
まるで映画を見ているような幻想的なシーンです。
　

何度かゆっくり旋回させて、機体を眺めて楽しみました。
この機体は大きなフラップのおかげで、かなりの低速で飛ぶことが出来ます。
　　
さて、いよいよ着水です。
飛行中の機体と、鏡のようになった水面に写る機影がだんだん近づいてきます。

スムーズにスムーズに・・・

パシャ、ツツツーーー。水面に真っ直ぐ軌跡が残ります。
着水も成功です！やりました！！\(^o^)/

そして、少しだけスロットルを上げ、水面をゆっくり進む機体と一緒に歩きます。
うーん最高ですね！

自分が踏み入れることの出来ない水面を、ミズスマシのように自由に滑水し飛び立っていく機体・・・。
水上機を飛ばすのは、なんとも言えない爽やかさを感じますね。
これにハマってしまう人が大勢いるのも良く分かります。

何度か離着水をしてみましたが、着水は思っていたよりも難しいですね。
非常に浅い角度でスムーズに着水しないと、水面に弾かれてバウンドを繰り返してしまいます。
このあたりにも独特のノウハウがありそうです。

実は、いつもこんなにうまく離水出来る訳ではありません。 (^_^;)
パワー的にギリギリなので、バッテリーやモーターがくたびれてくると、
すぐに離水出来なくなってしまいます。
これからは、どんな時でも100％離水できるように研究したいと思います。

それから、機体にはかなりの水がかかります。
200ｇほどのパークプレーンにとって、50ｇもの水の付着は大問題です。
そのため離水出来なくなることが何度かありました。
これは、1フライトごとにタオルで拭くと良いようです。

この機体にとって、水中舵はまったく必要ないことが分かりました。
離水時に水中舵の部分が抵抗になっているようなので、ためしにハサミで切り取ったところ、
抵抗が格段に減っただけでなく、かえってタキシング時に小回りが効くようになりました。(^^ゞ

この機体はプロペラ直後に垂直尾翼があるために、
機体が停止している時でさえ、プロペラを少し回すとその場で回転できるほど良く舵が効きます。

しかし、水中部分を切り取った後、プレーニング時に激しいピッチングを起こすようになりました。
いままでは、垂直尾翼の水中部分がフロートの役目をして、ピッチングを抑えていたことが判明しました。
ここには小さなフロートか水中翼があった方が良いようです。

発泡スチロールをコアにして、1mmスチレンペーパーを貼り、
テール部分のフロートを作りました。　形は水中翼風です。

　
機体に取り付けた所です。

尾翼部分のフロート兼水中翼は見事に大失敗でした。
スロットルを上げるとテールフロートは完全に水中に沈みこみ、更に大きな抵抗になったため
まったく離水できなくなりました。
初飛行時に離水できたのは奇跡的なバランスだったようですね。　 (^_^;)汗

試しに手投げで飛行させ、このまま着水させてみると、
着水時に頭上げが出ないために、バウンドも抑えられて非常に安定して着水します。
やはりこの部分には何か欲しいですね。
でも、大きなフロートはデザイン的にいやだしなぁー・・・。

とりあえずビデオテープのケースを切り取って、
水中翼を作ってみました。

機体のテールに両面テープで貼り付けました。

離水させて見たところ、なかなか良い具合でした。
離水もちゃんとしますし、なんといっても着水時に急激な頭上げが起きないため、
バウンドが大幅に抑えられます。

上空でスロットルオフにして、そのままにしておくと何もしなくてもスムーズに着水する感じです。
ただ、左右の傾きはきちんと水平にしないと、翼端フロートが引っかかり、
機体が真横を向いてバシャン！となるので注意が必要です。

水中翼最終案
0.8mm航空ベニヤで水中翼を作り、テールに接着しました。
　　

プレーニングに入った瞬間の貴重な連続写真。

滑水時に水しぶきを良く見ていると、先端で上がった水が
翼を濡らしていることが判りました。
そこで、胴体側面のエッジを下向きに延長しました。
材料はプリンター用OHPシート、両面テープで付いています。

これによって水流を下に向けるために浮力が発生し、

機体救出用に釣具屋で買った980円のリールと、ヤマシタ遠投マウス1200円。
もし、水上で動かなくなったら
これを機体の向こう側に投げ込み、静かに引っ張ってきて機体を回収します。
非常に便利です！

更なるパワーアップのため、誉モーターに取替えようと思いました。

本当は専用ギヤダウン(スーパーリトルビースト)を使うべきなのですが、機体のデザイン上
大きなプロペラを使いたくなかったので、ダイレクトとしました。

　
プロペラは一回り大きく、ピッチも強いGWS EP4540です。
プロペラアダプターはアサミ製の高級タイプ。

モータにダメージを与えずにピニオンを外すため、ニッパーでピニオンを挟み
十字に食い込ませてギヤの穴を緩めてから、そっと抜きました。

高出力モーターなのでヒートシンクをダブルで装着しました。
GWSのモーターより微妙に大きいので、ラジオペンチで広げています。

まず、リチウムイオン2セルのままで回して様子を見ます。
フオーーン
音を聞いた感じでは、ピッチが大きすぎて回しきれていないようなので、
プロペラの根元を手でグイッとひねり、回転数を音で判断しながらピッチ調整をしました。
フイーーン
あ、こんどは回りきっているようです。
このクラスのプロペラは柔らかくて薄いため、いとも簡単にピッチ調整が出来るんですね。
やりすぎると回転中に折れる危険があるので注意が必要です。

いよいよリチウムイオン3セルを繋ぎ、ドキドキしながらスロットルフルハイ！
キイィィーン！！
おおっー。凄まじい回転数で回ります！
その風で机の上の物がバラバラ落ちるほどです。
こりゃスゲーぇ！(@_@)
しかし、こんなに回って大丈夫なのでしょうか？

電流を計ったところフルスロットルで4.4Aでした。
誉21モーターの説明書には、[最大6A以下、常用3A以下]と書いてありますので、
「何とか持つのでは？」と言う素人考えです。

ところが、これが大失敗を生む事に･･･。

今日はいよいよ新パワーユニットのテスト飛行です。
池に浮かべて、ワクワクしながらスロットルハイ！
なんと、1ｍも進まずにプレーニングに入り、たった3ｍで離水に成功！
やっぱり凄い！！

ところが、上空でターンして戻ってきたら
だんだんパワーが出なくなり、もう少しでプロペラが止まりそうです。
「あれ、バッテリーが充電されていなかったのかな。」

手元に戻して、プロペラを手で回して見た所、かなりの抵抗を感じます。
あちゃー。やっちまったぁー・・・。(-o-;)
[超高級モーター誉]は、すでに完全に死んでいました・・・。

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家に誉モーターの買い置きがあったので
取り替えて一回り小さいペラGWS 4025を付けてテストしました。
このプロペラは一番最初のGWS製５０ＸＣモーターに付けていたものです。
この時電流は3.7Aでした。
あんまり変わらないような気が･･･。

少し回して水上を走らせて見たところ、
15ｍほどで離水します。
しかし、すぐに戻してモーターを確かめると、ある角度で
少し抵抗を感じます。　また壊れつつあるのかもしれません・・・。

このサイズの超小型モーターは過負荷に対して、大変シビアです。
皆さんもお気を付つけください。
素人がモーターとペラのマッチングを探るものじゃないですね・・・。 (^_^;)汗

以下の情報は、この後大あわてで調べたものです。参考までに。

やはり純正が一番ということで、
誉21モーター専用ギヤダウンユニット(スーパーリトルビースト)を搭載することにしました。

1ｍｍステンレスバネでマウントを作り、パワーユニットと翼にスーパーＸで接着しました。

翼の上にでっかいヤグラが建ちました。　うーん。美観がちょっとねぇ・・・。(笑)

テストしました。
あれれ・・・？

ギヤダウンでは大きなプロペラを使うことになります。
やむなくモーターパイロンをかなり高くしなければならなず、
そうすると乱流がちょうど尾翼に当たり、
スロットル最スロー時、つまり一番大事な着水体制時の操縦性がかなり悪化し、
離水も困難で残念ながら使用を断念しました。

GWSの５０ＸＣモーターを左右のウイングに2個取り付け双発にしました。

抜群に良くなりました！
推力は充分すぎるほどで、スロットル60%から70%で楽にプレーニングに入るようになりました。o(^-^)o
どんなに濡れていても楽に離水出来ます。

しかし、プロペラ後流が尾翼に当たらなくなったため、直進性が悪化。
大きな水中舵が必要になりました。
結局、垂直尾翼はもとのデザインに近い形に・・・。

水しぶきがプロペラに当たるので、少し間隔を広げました。
また、これによりプロペラを停止していても、乱流が尾翼に当たる事が無くなり
スロットルOFFでの操縦性が大幅に改善され、着水が非常に容易になりました。
プロペラを停止させて、そのままほおっておくと勝手にスムーズに着水するほどです。

先日、tomo@岐阜県さんから貴重なアドバイスを頂きました。

「写真を見ると、胴体の（フロート）の角度が０度に見えます。
ステップ前の角度を3-4度付けると、プレーニング速度も上がり，スムーズに水から離れます。
ステップも重心位置より５ｍｍ程後ろ位がベストです。」

おお、そうでしたか！
早速、胴体を前上がりにするため主翼取り付け角を減らしました。
確かにとても離水し易くなり、大満足です。
tomoさんどうも有り難うございました。･･m(u_u)m･･ぺこ。

やっと飛行艇としての完成度が高くなってきました。

私は水上機に関してはまったくの素人ですが、
今までの実験で分かったことが色々ありますので、
水上機を自作したい人のために、ここに書いておきましょう。
また、フロート設計に詳しい方は、アドバイスしていただけると大変助かります。
 

飛行艇は通常機のフロート付きに比べて、調整しにくいことが分かりました。
考えてみれば当たり前ですが、
フロート付きの機体は取り付け角度や、前後位置を簡単に調整できますが、
飛行艇は調整できませんので、最初からドンピシャの位置と角度で設計しなければなりません。

私は主翼の取り付け角度を変えて船底を前上がりにしたり、
後ろに水中翼を付けてみたり、大変苦労しています。

また、フロート前部のサイドに付いているエンビ板の延長部分は、
もっと広くして直角に下に曲げた方が良いことが分かりました。

胴体(フロート)は、なるべく前後に長い方がピッチングが抑えられます。
私の機体は極端に短いため、非常にピッチングが起きやすいです。
水中翼で抑えようとしていますが、完全ではありません。

回収艇を用意しましょう！
ヒモ付きの浮きを投げる方法では不十分です。
一度、岸から50ｍ以上離れた所でノーコンになり、浮きを投げてもまったく届かず
素っ裸で泳ぐ羽目になりました。 (^_^;)汗