2015秋鳥人間交流会@創価大学 九州大学鳥人間チーム 渕田 翔 鳥人間型滑空機の 安全と飛行戦略 2015秋鳥人間交流会@創価大学 九州大学鳥人間チーム　 渕田　翔.

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1 2015秋鳥人間交流会@創価大学 九州大学鳥人間チーム 渕田 翔
鳥人間型滑空機の 安全と飛行戦略 九州大学鳥人間チーム　 渕田　翔

2 滑空機は落ちやすい？ 発進直後に 墜落した機体の割合（墜落数/飛行数）

3 墜落する主な要因 高翼面荷重機の対気速度不足 引き起こしタイミングの遅れ 不適切な水平尾翼取り付け角 重心位置の調整ミス 操縦系の不具合
翼端失速 乗り込みミス 高翼面荷重機の対気速度不足 引き起こしタイミングの遅れ 不適切な水平尾翼取り付け角 曲げ荷重による桁破壊 主桁のねじり etc

4 乗り込み（速やかに適正位置へ） 感知（機首上げor機首下げ） 判断 操作（体重移動 操縦桿の操作） 応答 発進時重心位置が大きく移動
乗り込みから操縦開始までにタイムラグ 乗り込み（速やかに適正位置へ） 感知（機首上げor機首下げ） 判断 操作（体重移動　操縦桿の操作） 応答

5 墜落時の軌道 失速or引き起こし遅れ 失速 プラホ 水面

6 風は選べない 重量、主翼面積、容積比、etc 主翼位置 水平尾翼取り付け角 テール保持角 プラホ 初速

7 セッティングがまずいと… 風の状況 機体緒元 フライトプラン 水平尾翼 取り付け角 セッティング 引き起こしが間に合わず墜落
頭下げが間に合わず失速 体重移動方式では 強い向かい風で降下できない

8 経験が浅いパイロットの場合 2秒間操縦しなくても落ちないような セッティング 2秒 失速 プラホ 水面

9 飛び出しのシミュレーション 水平尾翼取り付け角調整機能 飛行試験・過去のフライトデータから補正 様々な風に対するセッティングプランを準備
プラホ上で1分以内に変更できるもの

10 飛距離を決めるのは 操縦 （飛行経路） 機体 飛距離 風 ではなく…

11 全ての要素の組み合わせが重要 機体 操縦 （飛行経路） 風 飛距離

12 風がない場合を考える 飛行距離 　=　 使えるエネルギー 抵抗　 使えるエネルギーを大きく 抵抗を小さく

13 初速　 𝑣 0 初めに持っているエネルギーは プラホ 𝐸 𝑠𝑡𝑎𝑟𝑡 =　𝑚𝑔ℎ　+　 1 2 𝑚 𝑣 0 2 位置エネルギー 運動エネルギー

14 着水直前に持っているエネルギーは 𝐸 𝑓𝑖𝑛𝑖𝑠ℎ 　=　 1 2 𝑚 𝑣 𝑓 2 運動エネルギー 失速速度　 𝑣 𝑓

15 飛行に使えるエネルギー 𝐸=𝑚𝑔ℎ+ 1 2 𝑚 𝑣 0 2 − 1 2 𝑚 𝑣 𝑓 2 QX-15の質量を変えた場合
𝐸=𝑚𝑔ℎ+ 1 2 𝑚 𝑣 0 2 − 1 2 𝑚 𝑣 𝑓 2 QX-15の質量を変えた場合 利用可能エネルギー[N・m] 通常利用領域 全備重量 [kg]

16 𝐸=𝑚𝑔ℎ+ 1 2 𝑚 𝑣 0 2 − 1 2 𝑚 𝑣 𝑓 2 全備重量 　𝐷= 1 2 𝜌 𝑣 2 𝑆𝐶 𝑑 0 + 𝑛𝑚𝑔 𝑏 𝜋𝜌𝑒 1 𝑣 2 最適重量が存在 ダイブ 棒飛び 重め 軽め

17 QX-15 の質量を変化させた場合（無風） 飛距離[m] 全備質量 [kg] 地面効果、速度に応じたRe数変化考慮

18 風がある場合を考える 右から風 前に運動 斜め前から 風が吹いてくる

19 揚力の一部が推力に！ 𝜃 𝜃 揚力 風速が大きく 機速が小さいほど 影響が大きい

20 追い風中降下　 揚力 対地速度 追い風 対気速度 揚力の一部が推力に！　

21 追い風 向かい風 降下 お得 損失 上昇 向かい風中で　 棒飛びでの低速降下は大損　

22 向かい風 損失を小さく⇒ダイブ 翼面積小さめ 重量大きめ 高翼面荷重機 𝐸=𝑚𝑔ℎ+ 1 2 𝑚 𝑣 0 2 − 1 2 𝑚 𝑣 𝑓 2
𝐸=𝑚𝑔ℎ+ 1 2 𝑚 𝑣 0 2 − 1 2 𝑚 𝑣 𝑓 2 　𝐷= 1 2 𝜌 𝑣 2 𝑆𝐶 𝑑 0 + 𝑛𝑚𝑔 𝑏 𝜋𝜌𝑒 1 𝑣 2 有害抵抗 誘導抵抗 向かい風　損失を小さく⇒ダイブ　 ダイブ及び向かい風により対気速度↑↑　 翼面積小さめ　重量大きめ　 高翼面荷重機　

23 追い風 向かい風 高翼面荷重 ダイブ 小得 小損 低翼面荷重 棒飛び 結構 お得 大損

24 風によって有利な翼面荷重が違う　 プラホ上で翼面荷重を変更したい　 翼面積変更はムリ　重量ならイケル　 バラスト！　

25 QX-15 の質量を変化させた場合 （向かい風2.5 m） 飛距離[m] 全備質量 [kg]

26 2015年鳥コンのフライトプラン 高度4 m程度までダイブ ラダーにより9時方向へ変針 追い風を受けつつ降下
2015年鳥コンのフライトプラン　 1時方向から向かい風2.5 m/s バラスト約5.5 kg 搭載 11時半方向へ発進　 高度4 m程度までダイブ　 ラダーにより9時方向へ変針　 追い風を受けつつ降下