CIVILのRC飛行機工房

Flying Styro Kit Macchi M67

2009年8月16日初飛行
2009年12月6日 追記

リトルベランカより、Flying Styro KITの新製品、Macchi M67が発売されたという話を聞き、早速注文したのがこの5月のこと。
日本優先販売ということで、かなりの方が本機を購入されたよう・・・ しかし、3ヶ月経った8月に入っても
飛んだという話はおろか、製作記事のひとつさえ出てこない??(注1) これはどういうことなのか?
あまりにも簡単すぎて記事にならないのか?それとも難し過ぎて頓挫してしまっているのか?
そんな中、仲間内の先陣を切って本機の初飛行に成功しましたのでレポートします!

(注1:8月19日、リトルベランカさんのブログにて製作記事及び初飛行の模様が発表されました)


「初飛行レポート」

今回は取り敢えず製作記事は後回しにして、初飛行の模様から・・・

これが完成写真です。
あれ?マッキってイタリアンレッドでは??
いや、マッキと言うからにはやはり真っ黄でしょう!(笑)
仲間内でレースをやろうという話がありましたので、敢えて色を変えてみました。
これ以外はほとんどノーマルです。
モーターは400クラスのKV1000、リポは3セル1300mAH
電流が流れすぎるので、15AまでATVで絞っています。
初期の重心は前縁から約50mm、31%MACでチャレンジです。

離水の瞬間!

若干波があるのでスピードが付いた瞬間に波にたたき上げられあっさりと離水しました。
後に静水面でのテストでは、フロートが水面に引っかかり左右に取られる傾向や、水に吸い付いて離水しづらい傾向があることがわかりました。
あまりプレーニングのスピードを上げず、エレベーターを半分ほど引いて機種上げ姿勢を保ったまま加速すると上記のクセは目立たず綺麗に離水することが出来ます。

飛行中

当初心配された方向安定性は問題ないようです。
エルロンのみで釣り合い旋回が可能で、ロールのコントロールには不安はありません。
重心30%MACはかなり後方で、ピッチングが激しく操縦が困難です。
2回目のフライトでは手持ちのコイン約30gをフロート最前方に固定して、重心位置前縁から45mm、28%MACで再テスト。だいぶ操縦性は改善されましたがまだ不満です。
大きなフロートが抵抗と揚力を発生し、特性を悪くしているようです。もう少し重心は前方に出してみることにします。

飛行中(その2)

黄色い塗装は非常に目立ちます。何とか安定したローパスはなかなかのスタイルです。
重心位置の調整もさることながら、エレベーターのリンケージがかなり渋いことも発覚!
ロッドの出口付近が水に濡れると更に動きが悪くなり操縦性に影響するようです。
信頼性あるサーボで、ロッドの動きがスムーズになるよう、良く調整することが必要です。

いよいよ着水!

フライングスタイロの飛行機は軽くて抵抗が大きく、かつプロペラも大径低ピッチの3ブレードプロペラを採用しているため、パワーを絞ったときの減速が大変早いのが特徴です。
失速させないよう、中スロー以上のパワーで、努めて機首を下げ滑り込ませるような着水を心がけます。
写真では一度跳ねていますが、姿勢を乱すことなく、綺麗に水上で減速して停止しました。

無事帰還

本機は、飛ぶの飛ばないの、仲間内でもいろいろ議論がありましたが、取り敢えず飛びました。
重心位置やフロートのセッティングなど、まだやるべきことは残っていますが、ちょっとしたコツを掴めば離水、着水も困難ではありません。
ただ、初心者にも飛ばせるほど簡単な飛行機ではないのは確かなようです。

最後にフライトビデオ、こちらの着水は減速しすぎて失敗です(笑) 

Macchi M67 とは?

シュナイダー・トロフィー・レースとは、フランスの兵器メーカー、シュナイダー2世が水上機の性能と耐久性向上を図るために提唱し、1913年にモナコの海岸でその第1回レースが行われた。
本機、Macchi M67は、1929年の第11回レースでイタリアにトロフィーを奪還すべく、マッキ社が製造したモンスター水上機。
主翼のほぼ全面と胴体側面、フロート上面など広い面積にラジエーターを配置、その精悍で流麗なスタイルは溜息が出るような機能美にあふれている。
しかし、3機製造されたうちの1機はテスト飛行中に墜落、残る2機がレースに挑戦したがどちらもエンジントラブルでリタイアし残念な結果に終わりました。

本モデルはそのMacchi M67をほぼ忠実に再現しており、素晴らしいスケール感が人気を博しました。
筆者の周りでもかなりの人が第1ロットの機体を購入したようです。


「キットを見る」

主・尾翼、胴体、そしてフロートはスチレンペーパーの成型品、これにスケールアップのためのプラスチック・パーツ、それらのすべてが実機と同じイタリアン・レッドに塗装済みです。これまでにFlying Styro KITを作ったことがある人ならば、従来機とほとんど同じ構成であることから違和感はないと思います。
全体にかなり軽量で、強度的に頼りない感じ、初めて本機でFlying Styro KITに接する方はかなり面食らって不安になってしまうことでしょう。。
しかし、組み上げていくとそれなりにしっかりしてくる不思議なキットです。

本機の重要なポイントは「水上機」である点です。
フロートの水密性、取り付けの正確さ、機体(メカ)の防水に気を使う必要があります。
これが他のモデルと違うところです。


「製作準備」
フロートの形と性能に関する考察、ずんぐりむっくりのレーサー然としたスタイル から方向安定性を懸念する意見、いろいろな憶測が飛び交いましたが、私は全体の イメージからこのままでいけると判断。ほぼノーマルでこのまま作ってみることに しました。
ダメな点は飛行試験の結果を見てから修正してやればよいだろうと・・・
なんといっても、この機体はノーマルで惚れ惚れする良いスタイルをしています。
私の周りには早速本機を購入したメンバーが3名おります。これはみんなでレースごっこをやらねば!
すると同じ色、機番ではいかんなぁ・・・というわけで、私はまず全体の色を変えることにしました。組む前にパーツレベルで塗るのが絶対に得策です。
色は今年の私のテーマ・カラーである黄色にしました。(マッキだけに・・・真っ黄:笑)

まず塗装前にフロートの防水処理をします。
本機のフロートは胴体と同じく、スチレンペーパーを成型し、突き合わせて接着してあり、隙間がいっぱい開いています。滑走面は薄手のABS樹脂で型作られています。
私はこれらの接着隙間をエポキシ接着剤で埋めましたが、スチレンペーパーはエポキシを弾いてしまいあまり綺麗に接着できません。マイクロバルーンなどをエポキシに加え、粘度を上げて摺りこむようにすれば綺麗に接着できるでしょう。
オリジナルの塗装のまま作られる人は、シリコン系のコーキング材を使うのが良いかもしれません。

  

ラジエーターを表現した金色の部分にマスキングをし、真っ赤な部分を黄色に塗ります。
これは予期していたことですが、既に塗ってある塗料の乗りはあまり良いとはいえません。特に金色の食いつきが悪いです。試しにマスキングテープを貼って引っ張ってみると、いとも簡単に剥がれます。
そこで、まずいろいろな種類のマスキングテープを入手。なるべく粘着力の弱い、塗料がはがれにくいものを選定して使用することにしました。それでも剥がれてしまう部分はあとでタッチアップで処理することに。幸い、剥がれは一部の金色部分だけですみました。

右写真は今回購入して試してみたマスキングテープ。
通常使用する黄色いものが一番粘着力が強く、次に緑色、いちばん粘着力が弱いのは青いものでした。

塗料は、発泡スチロールにも塗れる種類のアクリルラッカーを選びました。
水性塗料はスチロールへの食いつきが悪く、乾燥後も水に弱いので水濡れが多い水上機には適しません。
濃い赤の上に黄色を塗るのは難しいのですが、一度白を薄く捨て塗り、それから黄色を塗ると発色良く綺麗に仕上がります。
全体が鮮やかな黄色に仕上がると俄然やる気が出てきます!

「製作開始!」

製作はまず一番の難関であるフロートの支柱取り付けから行います。
左右の主翼を結合し、フロート支柱を受けるベニヤ板を接着します。この受け板はあらかじめ支柱がきっちり嵌まるよう、溝を広げておく必要があります。これを主翼の所定の場所にエポキシで接着します。
あとでプラスチックのカバーを被せると全体的にしっかりしますが、やはり若干強度的な問題があるようです。私の機体は離着水で数回水中に突っ込んだ結果、支柱受板周囲のスチロールにひび割れが出来ました。はじめに何らかの対策をしておいたほうが良さそうですね。
私は、ひび割れを発見してから、周囲にマイクログラスをエポキシレジンで貼って補強修理しました。

支柱のプラスチックカバーをつけます。
これはあとでも良いような気がしますが、支柱を接着する前に作業したほうが絶対に楽です。それに次の手順で支柱の角度を決めるための治具に通すのにカバー付でないと寸法が合いません。
さてここでキット箱の内側を見てください。
なにやら水滴型の罫書きが4つ、これを丁寧に穴あけ、絵のように支柱を通して主翼に取付(仮組み)します。主翼と箱の距離は75mmとなるように支柱の角度を調整し、接着します。
私は前・後縁の中心を基準にしましたので、85mmとしました。
主翼が前後、左右に傾かないように注意! このとき、横から見た支柱の角度は後部支柱がほぼ垂直、前部支柱が20度ぐらい傾く感じになります。

次に支柱をフロート側に固定します。
説明書の通りに長さを合わせるより、治具(箱)の位置にマーキングをし、その位置でカバーを切り取ったほうが楽です。フロートに差し込まれるべき長さを計り、マーキングからその長さ分残して支柱をトリミングします。後はフロートに差し込んでエポキシで固める・・・
訳ですが、フロート内の支柱受けベニヤ板が曲がって接着されているものがあるようで、支柱がうまくベニヤ板に当たりません。適当に前後に数mm動かして調整し、何とか接着が効きそうなところで固定すればよいでしょう。それでもダメな場合はベニヤ板の位置を修正する開腹手術が必要になります。ちょっと大事ですね。
そうそう、支柱両端に付ける成型カバーはあらかじめ支柱に通しておかねばなりません。
これは、見栄えを良くする以外にも浸水防止という重要な役割を持っています。

胴体側の工作に移ります。

まず、モーターマウントにモーターをリアマウントの形で取り付けます。
これを機首に押し込んでモーターシャフトの出る位置を調整するわけですが、これがかなり微妙です。
モーター軸の長さは適切に、傾き(スラスト)はゼロとなるよう、マウントへのモーター取り付けを調整します。
フロントマウントのモーターを選択したほうが無難です。

話は前後しますが、モーターはかなりターン数の多いものを選ぶ必要があります。
フライングスタイロの3ブレード・プロペラはせいぜい6000RPM程度で廻すことを前提に作られています。それ以上廻すと振動がすごいしハブがぶっ飛ぶ恐れがあります!
400クラスのモーターでは、リポ3セルの場合でKV値900以下のものが良いでしょう。
あるいは、KV1500ぐらいで2セル仕様にするか?です。

私の場合、KV1000で約10000RPM、25A以上流れましたので苦渋の選択、
スロットルATVで最大電流を絞りました。

胴体内はすこぶる広いのですが、バッテリーケースを付属の型紙どおり作るとサーボベッドやエルロンサーボに干渉していきなりタイトになります。
使用するバッテリーに合わせて大きさを調整する必要があるでしょう。
私は幅で1cm、長さで2cm小さくしました。これで、胴体のサーボベッドとぴったり一体化し、胴体の剛性はグンとアップしました。

サーボの搭載は、説明書とは上下反対(下向き)にしました。
上向き搭載にするとサーボの位置をかなり下に下げねばならず、エルロンリンケージと干渉してしまいます。
バッテリーケースを小型化したのでハッチ下方に余裕が生まれ、ここにサーボを搭載することが出来ました。
サーボは6g〜9gクラスの信頼性のあるものを選びます。
受信機は最新ではありませんが、JR純正の小型7ch PCM受信機 RS-770S を選定しました。
同サイズのシンセサイザー受信機 RS-77S は少々デリケートで水濡れにも弱いようです。

水上機ですから多少の水被りも考慮する必要があります。
電動機で一番気をつけなければならないのはアンプです。アンプは少々の水滴でもすぐに焼けてしまいます。しかも配線が左右に何本も出ていて、ビニール袋などで覆っても完璧に防水できませんし、発熱も気になります。そこで私は、シュリンクチューブの開口部をすべてシリコン接着剤で覆ってしまいました。これで水を被っても平気です。
受信機はバッテリーケースの下部にベルクロで固定していますが、湿気を恐れて敢えて防水処理をしていません。

サーボから舵面までのリンケージを行います。
0.8mmと細いピアノ線ですが、プラスチックパイプの中をスムーズに動くように注意します。必要ならパイプのカーブに合わせて曲げ癖をつけてやります。
特にパイプの出口に注意! ホーンの位置とうまく合っていない場合、ここで擦動抵抗が急増し舵面の動きが悪くなることがあります。
エルロンのホーンは端部が固定されておらず、ここが原因で舵面の遊びが大きくなります。
スチレンペーパーの切れ端でホーンガイドを作り固定してやれば、多少動きがしっかりします。

このへんでこれまでに剥がれた塗料をタッチアップし、デカルを貼ります。
水で濡らして貼付する、プラモデルのデカルのようなものは以前から材質が改良されたようで、貼りやすく気泡が入ることもありません。
レースNo.は塗り直した機体色にあわせ、色と番号を変えて作り直します。
パソコンのドローソフトで描き、タトゥー・シールに出力して貼ります。
これらは貼付後、表面にクリアを薄く吹いておけば剥がれません。

コックピットはシンプルに仕上げます
実機の写真をベースに、パソコンでレタッチ。適当に計器を並べてそれらしい計器板をでっち上げ、シールを作って貼付します。
艶なしの用紙に出力し、計器のガラス部分のみ艶ありニスのような塗料を塗ってやればそれらしくなります。
パイロット人形はABS薄板で大変軽量なものが付属していますが、これは自分で色を塗らなければなりません。スケール比としてはちょっと小さすぎるように思いますが・・・

主翼と胴体を接合します。
説明書では接着して一体化するようになっていますが、後のメンテナンス性を考えればやはり取り外し式にしたいところです。
そこで、前縁部にバルサ板で差込みを、後縁部は木ネジ止めにて取り付けました。胴体側の補強は重くならないように最小限にします。
元々弱いスチレンペーパーの構造は、ガチガチに固めてもそれ以外のところが壊れてきます。
フェアリングは主翼側のみに接着し、胴体側には接着しません。双方に接着してしまうと、あとで主翼が外せなくなります。

これでほぼ完成!
水上での走向性を考えると、やはり水中舵は欲しいところです。
フロート後端に小さなスチレンペーパーの舵面をヒンジテープで取り付け、垂直尾
翼とロッドで接続して同調動作させます。これで、水上走向もバッチリです

最後は重量・重心の確認です。
バッテリーを所定の位置に積み、バランスを確認します。
重量は610g、重心は前縁から55mmの位置になりました。
重心は主翼の35%ほどになるので若干後方重心です。
フロート先端に10gの錘を積んで、50mm(31%MAC)で手を打ちました。通常であれば問題ないはずの重心です。説明書に書いてある「前縁から15mm」という記述は絶対に間違いであるとこのときは思っていました。

「初飛行、その後・・・」

ここで初飛行を敢行したわけですが、荒れた水面、静水面、両条件で何度か試験をし、いろいろな課題も発覚しました。

まず1点目は縦安定の不足、現場では前縁から45mm(約28%MAC)まで重心を前進させましたがこれでもまだ安定不足。通常の飛行機ではまず考えられないことです。
ここで、キット指定の「15mm」という数字がやはり正しいのでは?との考察が出てきました。巨大なフロート前部が揚力を発生し、空力中心が前方に移動するので、その分重心位置も前に出さないといけないでは?という考えです。

2点目は水上での方向安定不足。高速でプレーニングに入るとフロートの左右が引っかかるような感じで進行方向が変わってしまう時があります。これは静水面でのみ発生するので、フロートが水に吸い付くような傾向があるのではないかと考察。ビデオ解析から、水撥ねもかなり多いことから、水がフロートに纏わりつかないように、水切り板を設けました。

重心位置を45mmから15mmまで前進させるための計算を行いました。
バラストを両フロートの先端に積むとして、搭載位置は予定の重心位置から230mm前方、方や、現在の重心位置は、新しい重心位置後方30mmの位置にあります。ここに機体の全重量650gがかかっていますから、そのモーメントは、650g×30mm = 19500g・mm、これが機首のウエイトのモーメントと釣り合えばOKですから、19500g・mm/230mm = 84.78g
これだけの錘を積んで全備重量は 735gとなりました。

水切り板は5mm×長さ20mmのバルサ板を三角に削って作りました。
これを瞬間でフロートの両端部に貼り付け、エポキシでコーティングしています。
形状・角度は、これまで使用したことのあるテトラのフロートを真似しました。

改造後のテスト飛行は都合により木曾川で行いました。
ここでは、水上スキーなどの引き波により、静水面を得ることが難しくなっています。
例によって波頭をジャンプし簡単に離水してしまい、肝心のフロートの特性は分からずじまいでした。しかし、ビデオを再生してみると、前回より明らかにステップ付近からの水撥ねが少なくなっていることが分かります。

2回目テストフライトのビデオ 

「前縁から15mm」はとても安定して穏やかな飛びが得られました。
エレベーターの効きはマイルドで舵角を増やす必要が生じました。
速度が上がれば穏やかに上昇し、パワーを絞れば機首を下げて降下してきます。全く普通の特性で、ジャジャ馬であった初飛行時とはまるで別の機体のようです。
ただし、性能的には損をしているのは間違いありません。これが飛行後のエレベーター位置。
これだけ無駄な上げ舵を取る必要があるということです。
また、この重心位置を得るために80g余のウエイトを積み、全備重量が1割以上増大しています。
安定性が得られる範囲でウエイトを減らし、性能向上を図ることが当面の課題であると思います。

さて、その後、ライバル、シゲちゃん機もロールアウトし、2機で細かい特性を詰めていきました。
重心は前縁から20mm程度までは下げても問題なく、結果、機首の錘を減らすことができ、全備重量は710g程度になりました。
フロートに拘りの加工を施したシゲちゃん機においても残念ながら水上特性はあまり宜しくなく、静水面での直進性不良はマッキの持病のようです。
しかし、風に正対させて早くプレーニングに持ち込むなど、だんだんコツを掴みながらうまく飛ばせるようになってきました。

このマッキM67は仲間内でもかなりの話題を振りまいてくれました。
初飛行や改造後の飛行には皆さん大注目でビデオを回してくれ、残った映像でその挙動を解析することができました。
そして、このような素晴らしいビデオを作ってくれたミノリッチさん、くにどんさん、シゲちゃんに感謝!
最後に、Youtubeにアップロードされたその映像を紹介します。

CIVIL機(撮影・編集:ミノリッチ) http://www.youtube.com/watch?v=6CfCm0wGst8

シゲちゃん機(撮影:くにどん、編集:シゲちゃん) http://www.youtube.com/watch?v=KnJLPLXLwwg


  
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