ラジコン、イラスト、工作、そなそな・・・


by yf2mllsg

カテゴリ:技術的考察( 6 )

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レポートを提出することになっていたため書いたものをコピペします。
 間違っていることも多いかもですが、そのときは笑ってください。




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 この場所で思いもしない素晴らしいモノに出会いました。それはダイムラー・ベンツDB601エンジンのピストンです。なぜ先のように感じたかというと、ダイムラー・ベンツ(以後DB)製であるという点です。
 当エンジンは、第二次世界大戦中ドイツで最も多く使用された航空レシプロエンジンの一つです。当時、同盟国である日本は、ライセンス生産を持ちかけ、これを実現しています。このラ国品は二つに大別でき、陸軍のハー40形と海軍の熱田です。今まで、海軍の熱田は3箇所の展示品を見ることができています。国産化されたモノを見る機会は有りながら、ドイツ製は一度も見たことが無かったため、日本では特に貴重だと思います。
 熱田は、見たことがあるものの、近くでピストンを撮影できたのはこれが初めてでした。手持ち資料と照らした内容も含め気になる部分について感じたことを、浅学ながらまとめてみようと思います。
 比較対象は、同時代の大排気量航空レシプロエンジンと約束します。
 ピストンヘッドが盛り上がっています。これは圧縮比を稼ぐための処置と仮定します。盛り上がったピストンヘッドは、ピストン上昇時のタンブル流を阻害するため、一般的にない方が良いとされているようです。そうなれば、初期設計時に、燃焼室容積を減らせば良いという事になるため、後に設計変更に伴ってつじつま合わせをしたのではないかと思います。その理由は、DB601と前モデルDB600では圧縮比が異なるためです。前者の方が約0.1高くなっています。高くすることが可能になったのは、直接燃料噴射装置が搭載されて、燃料の気化潜熱でシリンダー内の温度を下げることができ、異常燃焼に対する余裕が生まれたためだと思います。
 熱田と撮影した画像を見比べたとき、大きな違いに気がつきました。それはオイルラインが異なるということです。DBでは、ピストンスカートに外側に大きなくぼみを機械加工し、内部かとオイルラインで繋がっていました。熱田では、このオイルライン計4箇所がありません。しかし、オイルラインを通すための内側も加工のためのシロがそのまま残っています。何らかの要因で省略できたならば、この加工のためのシロも省略しても良いはずです。では、この“面倒なオイルライン”は何のためにあるのでしょうか。これに関連するような違いがもう一つあります。それはピストン内部のドラフト角度がDBでは大きく取られているということです。ピストンの製造は、鍛造と鋳造があります。鋳造ではダイカストでない限り、抜け勾配は考慮されていません。鍛造では、ヌケ勾配(ドラフト角度)が考慮されています。つまり、DBは鍛造ピストンで、熱田やハー40は鋳造ピストンだったのかもしれません。資料がない為、定かではありませんが、ラ国品でもここまで大きな差を受け入れるかは意見の分かれる部分だと思います。しかし、現にラ国化にあたり、鍛造型の問題で型鍛造クランクシャフトを採用できていませんでした。鍛造ピトンと鋳造ピストンでは、熱膨張が異なります。後者は、強度は高いながら熱膨張は大きく、冷却や公差の取り方も別の考えがいるそうです。
 私の推測をまとめると以下になります。
国産化に当たり、鍛造ピストンを諦め鋳造に変更。
それに伴って、ヌケ勾配を考慮しなくてよくなったため、大きく肉抜きを行い軽量化。
熱膨張も少ないため、オイルラインの一部省略とくぼみによる逃げ機械加工の廃止。
加工シロはリブとして強度確保に必要だったため、そのまま残された。
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※ DB600のピストンの画像は見つかりませんでした。

すみません、拾い物のラ国品の画像です。
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 というレポートを書いては見たものの、 DB601の画像をあらためて、ネット、資料を見ていたら、窪みがない・・・・・・

そこで、視野を広げてDB、BMW、napir,RR,jumoとあたってみると

DB605再生時のマーレー製ピストンの写真と酷似しているではありませんか!!!

資料は手持ちのBf109のフライアブルレストアの本です。

DB601(熱田、ハー40)とDB605ではボア経が違うので一目瞭然です。



“40年代にDB605のピストンを制作していたマーレー社が(中略)古い金属製の鋳型を見つけ出してきたのである。”

グスタフに翼を  より引用。
鋳型と来れば鋳造です。当時鍛造ピストンは多くないだろうと考えていたためやはり鋳造かもしれません。
金属製の鋳型は型鍛造型とも言えそうですが、砂型鋳造時の雄型のかもです。

DB605になり、ピストンの強度も上げられているようですね。
鍛造肉厚と鋳造肉薄ででは強度に差がありすぎて不思議に感じてはいたのですが、納得です。



是非、ショーケース内のピストンの寸法を測ってみたところです。゚(゚´Д`゚)゚。
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by yf2mllsg | 2013-06-03 21:47 | 技術的考察

また

脚ネタ。。。・

 最近多分解決された疑問。

ダグラスA1スカイレイダーのメインギア

後方に約90°折れる

同時に
タイヤ外側を上に向けて約90度ひねって水平になる。



なのですが 
私の知る限り結果は同じでは5種類あります。

①グラマンF6F、カーチスP40、など
 のマイタ歯車(モジュールが同じ90度の角度になってる傘歯車・・・)
 で後方引き上げと同時に文字通り90度ひねる(ローテーションってよく書いてある)
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ネット画像はちょとわかりにくいですがモロ歯車。

特徴(推測)
 支柱軌跡が機軸と垂直、
 水平になるからタイヤ格納部の切り欠きが最小限

 左右方向の強度を取りやすい(F6Fでは別に鍛造のストラットで横方向を支えます)

 後方を支える二つ折りのストラットには前後方向の強度のみ負担させるためシンプル

 肩持ち支柱ではギアに力がかかるため強度が落ちやすい(はずです)

②ラジコン機の多くやダグラスA4スカイホークのメインギアなど
 のボールジョイントが両端についたロッドで支柱から直角に出たアームを引くか押すかしてローテーション
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オレンジが支柱で赤がボールです

特徴
 マイタギヤ式にシンプルでおそらくマイタギヤ方式より丈夫という長所が上書きされます

③Me309やMe262の一部カムでおして回す
 趣旨からずれすぎるので割愛します。

④ノースアメリカンXBー70バルキリーなどの直接油圧アクチェータで支柱に直角のアームを回す
この狂気娘の脚はいつか探求します。でも今は割愛・・。
  
⑤おそらく最も多く使用されていると思われている
 A1スカイレイダー、F4uコルセア、EE電光変態、Su27、Mig29,F14トムキャットなどなど
 後方に引き込む脚の通常のピボットを前から見て45度傾ける、そのまま横から見て45度傾けると後ろに回すだけで不思議と90度タイヤは90度回転して水平に!

特徴
 90度タイヤを回して水平にするには基本構造で一番シンプル
 =強固、ジェット戦闘機の多くに採用されていることからもわかる

 支柱はねじれないから油圧やワイヤ(電線)、オレオねじれ止めなど固定設計にできる

 タイヤの実際の軌跡は外に膨らむ(またわ内側)から脚カバーの開き方が変わっていたりする。



 
 
 


などを踏まえて 

A1のあんよの謎・・

たまに?な記述の本も多くあって
脚支柱を捻って・・・ タイヤは90度回転して・・・は
F4U、A1では 間違いです。


A1の脚

わたしを1年半悩ませた画像がこれですw
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我が家にA1の資料は数刷あるのですが足回りは少なくこの比較的キレイな画像はとても良い資料であり、見つけたあとは探すのをやめていたのですが・・

A1では外側に実際の軌跡は膨らむので
タイヤのトーイン角を正しく保持するためには前後方向をまず固定します。
これは二つおりのストラットでおこないます(画像では三角形の部品)
でも・・・
これでは外側に膨らむ軌跡を描いた場合は三角形の二つ折りストラットに横方向の力がかかってしまいます・・

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濃い赤軸
オレンジストラットとか



以前A1を作ったときは誤魔化して三角の一部を一本にしてこれをボールジョイントにして吸収するようにしました。。弊害は横方向の保持力が弱くなり、支柱が後ろに曲がったりするとトーイン角が大きく変化してしまいます。

?????????

F4Uコルセアたんでもおんなじ。

???






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キタ━━━(゚∀゚)━━━!!

この画像を見落としていますた。
 ふと見たときに一瞬で気がつきました。

 ピボットは90度タイヤをローテーション させるためにある!
 それは分かっている? ハイ・・・

だが 外側に膨らむ三角形を破壊する動きを

今まで鍛造の1パーツで出来ていると思い込んでいたピボットブラケットは
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実は
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濃い赤いが別パーツでした。

2パーツであり、
 
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まるの部分が回転体

そして
ピボットのピンが貫通するブラケットはスラストベアリングで回転するようにできていた!!!! 
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緑の丸がベアリングのシールかカバーで長い貫通ボルトが出ています。




あ~気持ちぃ 。 なんて楽しいんだろ。。。

 
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by yf2mllsg | 2012-05-06 02:07 | 技術的考察

飛行機のエンジン

R3350のフロントハウジング
とクランクケースは一体もので鋳鉄製なことは実物見ても気がつかなかった盲点。

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どおりで5mのペラが使える訳ね。

末期のレシプロエンジンのターボコンパウンドの利点のひとつに
過給圧を上げずに(上げることはするけど)出力を上げられること

ソビエトの大排気量V12が他国ほどの苦労話が少ない気がするのは
クランクピンを共有するコンロッドビックエンドではないのもあると思う。
V12はベアリングへの要求大きいけどAM38に代表される形式では星形と同じで割と楽。
最終的にピーキーなエンジンを作ることはできないと思いますけど。
 40L以上あるV12って・・・。。
ドイツはローラーベアリングで大戦乗り切っていますw戦車でもww
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V1710やマーリンよりこだわってローラーベアリングと言うの見当はずれかな?です。


 
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by yf2mllsg | 2012-04-06 23:10 | 技術的考察

EDF

個人的にはスケールの電動ダクト機はあまり好きではありません。

全く情緒的主観ではありますが、ジェット機は早く飛ぶものであっても実物をみるとそうは思えないからです。

百里基地祭や横田基地で実物を見ても、レシプロ機にない安定感を持っていて

速く、重々しいながらトルク感や余裕力を感じました。

しかし小型電動スケールのダクトファン機は速度は速く感じても

その速度は実物の速度域の広さ(ラジコン機全般に言えることですが)よりかなり狭いようで

特に低速域での実機の雰囲気を見れる機体は多くないと思います(満足できる機体を作る自信がないからEDFには手を付けづにいる)。


そこで


結構前から考えていたことがあり。。・

アキシャルコンプレッサーのガスタービンと電動ダクトを見比べていていたとき。

アキシャルコンプレッサーではコンプレッサーブレードがストールして起こるサージング(P&W TF30におおくの文献がある・・・)

を防止するために2スプールとかインレットガイドベーン(IGV)、バリアブルステーターベーン(GE J79に顕著に・・・)があるようで。。・・

他にはRRペガサス(ハリヤーのエンジン)のようにスプールが反転(ハリヤーの場合主に反トルクを軽減させるためらしい・・)するものがあり、h、lタービン間段のステーターを省略したものがあります。。・・・Y

IGVは電動ダクトファンにも用いると理想飛行速度域での効率を挙げられるのでは?

VIGVとすれば静止状態と高速域でそのファンブレード迎え角に対するの理想とする流入角度を得ることができ最大効率付近で常に使用できるのでは?

IGV付きEDFについていろいろな検索ワードで調べていたら


http://www.stumaxaircraft.com/pages/product.htm


作っている人がいました。

文献にもあるようにとてもいい音がしています!



A4スカイホーク

90越したダクトなのでそれだけでいい音が出ている面もありそうですがちょっと違うきがします。。


VIGV(バリアブルインレット・・・)は私のぐぐった限りではありませんでした。

可変させるために必要なパラメーターは少なくても

IGV前の流速、ファン回転数は取らなくてはいけないので現実的でないかもしれません。。。

でも低速ではIGVを最偏流角度にするだけでも効果がありそうです。



IGVとステーターを2対(2段)使えば現実的な範囲の構造で内部圧縮を確保できるダクトファン(定義上コンプレッサーになるかも?)となり、流入速度の少ない領域でも比較的効率的になるのではないかと思います。

その際モーターにはかなりの電流が流れそうなので本末転倒かもしれませんが・・w


考えているだけでは意味がないのでいつか実行します。。いつか。。。
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by yf2mllsg | 2012-02-05 02:25 | 技術的考察

k-1200



ホイスト専用ヘリkaman k-maxと地上作業員の連携プレーが気持ちいくらいスムース。。



kamanのサーボフラップが動いてます。
 アイドリングなのでローターはフェザリングしていません。
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by yf2mllsg | 2011-12-09 20:46 | 技術的考察
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ロッキードAH-56シャイアンのローターヘッド
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ベル方式のようなスタビバーがある。
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マルチローターに適合させただけかとおもったらちょっと違って・・

6分58秒から数秒間、地上でサイクリックしています。。
http://www.rdnavi.co.jp/utilitymodel/html/98886.html?word=&p=1&q=50&date=

ちょっと異なりますが似たものかな。。


3軸ジャイロ出てるのに今更って感じですけど。。。 
 萌(つд⊂)
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by yf2mllsg | 2011-11-19 20:40 | 技術的考察