ラバウル工廠(Rabaul Arsenal)

記事の説明  この記事シリーズは、航空機の専門書として有名な"Aircraft Design  A Systems Engineering Approach"の中で、整理したい箇所をまとめた備忘録です。機体の設計について学んでいると「この計算は設計のどの段階で行うものなのか？」と迷うことがあります。このような自分の為に整理したメモをこのシリーズで書いていきます。 この記事は第3章の内容を参考にしています。 目次 機体の概念設計とは？ 概念設計で得られるのは、主に機体の構成を表す三面図です。三面図を描くまでに様々な評価が行われるのですが、計算によるものは多くないはずです。機体の構成要素の選択（どのような主翼、胴体、尾翼、着陸装置、エンジンを採用するか？）が主な作業です。 機体の構成要素とその機能 構成要素を選択する前に、各要素の機能を知る必要があります。 1.主翼 主翼の主な機能は、「機体を空中に保つ為の揚力を発生させる」ことにあります。主翼では揚力が発生すると同時に、誘導抗力とピッチングモーメントも発生します。揚力、抗力を発生させる他に、機体の横方向（Roll軸回り）の安定性を決めています。 2.胴体 胴体の主な機能は、人や貨物等のペイロードを収容することにあります。尾翼が縦方向の安定性を維持出来るように、ある程度の長さが必要です。（機体に求められる要求で変化します）長さが足りない場合は、後方にブームを設ける必要があります。 3.水平尾翼 水平尾翼の主な機能は、機体の縦方向を安定させる事にあります。水平尾翼は水平安定板とエレベータの２つに分けられ、可動部であるエレベータを用いて縦方向の制御と操縦を行います。 4.垂直尾翼 垂直尾翼の主な役割は、機体の方向安定性を維持する事にあります。垂直尾翼は垂直安定板とラダーの２つに分けられ、可動部であるラダー（とエルロン）を用いて横方向の制御と操縦を行います。 5.エンジン エンジンは機体の推進力を発生させる為に搭載されます。洋書では「エンジンを設計」との言葉がありますが、正確には「既存のエンジンから選択」が正しいです。基本的には公開されているエンジンやモーターのスペックを基に選択していきます。エンジンを機体と同時、もしくは直前に開発する事が出来るメーカーなら「エンジンを開発」で良いとは

執筆の動機 この記事シリーズは、航空機の専門書として有名な"Aircraft Design  A Systems Engineering Approach"の中で、整理したい箇所をまとめた備忘録です。機体の設計について学んでいると「この計算は設計のどの段階で行うものなのか？」と迷うことがあります。このような自分の為に整理したメモをこのシリーズで書いていきます。 この記事は第2章の内容を参考にしています。 目次 大まかな設計・製作の手順 機体の設計・製作は大まかに5つの段階に分けられます。 機体の大まかな設計・製作の順序 実際には詳細設計から概念設計まで戻って設計をやり直すこともあります。設計で導き出された数値が最初の要求を満たしていなければ、戻って計算のやり直しを行います。下図のように詳細設計から概念設計に戻る前に、各段階で計算のやり直しを行うと手戻りが少なく済みます。 概念設計 概念設計は飛ばしたい機体の要望や要求を基に、機体の仕様を言語化していく手順です。ここでは機体の外形（外観）が決まります。決まるのは外形が主ですが、この段階で決めた内容で初期設計や詳細設計、機体の運用方法や性能が決まります。 初期設計 この記事では初期設計と呼んでいますが、"Primary Design"にはもっと良い翻訳が有るかもしれません。この段階で行うのは、概念設計で決めた外形やより具体的になった要望を基に機体に関する数値を決めていきます。例えば翼面積やエンジンの馬力（ジェットやロケットエンジンの場合は推力）等です。 ここの数値を決める際には過去に製作された機体の情報を参考にする場合もあります。 詳細設計 詳細設計では初期設計で決めた内容を基に、機体の構成部品を設計します。主桁の荷重計算やフランジの計算、胴体外板厚さの計算等がここに該当します。 まとめ 今回の記事の要点をまとめると 設計と製作の過程は大きく分けて５つに分けられる 設計の各段階では計算のやり直し（計算を回すとも言う）を行う 概念設計では、機体の要求を基に、機体の仕様を言語化 初期設計では、概念設計を基に機体に関する数値を決める 詳細設計では初期設計を基に、機体の構成部品をより細かく設計 次の記事では概念設計について説明します。

ラジコン飛行機用FRPカウルの製作 山本さん (https://twitter.com/YukiYamamoto511)と一緒に設計した機体にカウルを付けることになったのですが、そのカウルをFRPで製作したので過程を記載します。なお今回の製作はオス型とメス型を製作する方法でなく、ワンオフでオス型から製作する方法です。 目次 FRP製作に必要な材料の入手 FRPで何か製作するのは手間だと思いがちですが、材料と作業場所さえ揃えばそこまで難しくはありません。必要な材料や道具に関しては以下の通り。大体はホームセンターで揃うと思います。 型の製作に必要な材料と道具 スタイロフォーム 木工ボンド 割りばし 適当な木のブロック(2×4の切れ端でも可) 紙やすり FRPの成形物に必要な材料 FRP成形物用　手積用ポリエステル樹脂 ポリエステル硬化剤 FRP用離型剤　型製作用 ガラス繊維(クロス、マット) FRPの成形に必要な道具 ポリエステル樹脂と硬化剤を混ぜる容器　 ハケ ローラー バケツ３つ アセトン 不要な段ボール 型の製作 成形物の形を決める型を製作する手順について説明します。 スタイロフォームの切り出し 具体的に大きさが決まっていない場合は、ブロックを機体に仮止めしつつブロックを切り出し、やすり掛けを行います。大きさが決まっている場合は、厚紙や木の板、アルミ板で型紙を製作して電熱カッターで切り出します。今回は大きさが決まっていたので、厚紙で型紙を切り出して電熱カッターで切り出し、やすりがけを行いました。 スタイロフォームの保護 スタイロフォームはポリエステル樹脂に溶かされるので、このまま積層すると狙い通りの形にはなりません。スタイロフォームが溶けないよう表面を何かで覆わなければなりません。今回は木工ボンドを選択しました。表面に木工ボンドを少量置き、指で薄く均して表面に膜を作ります。型の全面に塗ることを推奨します。 この方法は以下のサイトのやり方を参考にしました。 表面に木工ボンドを塗ったスタイロ型 簡単で安価なＦＲＰ型の作り方 簡単で安価なＦＲＰ型の作り方-その２ 型を台に載せる ※ここは自分が失敗した箇所であるので、「こうすればよかった」という覚え書きになります。 製作した型の上にガラス繊維を積層するのですが、型に何も支えがないと積層作業が非常にや