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QRP「エスパー400s」製作記



QRP製のエスパー400を製作した記録です。400BBギヤダウンやモーターリンケージまでセットで定価\15,800。最近は15クラスの半完成キットが\12,800(OK模型のタイガー○ス?)とかで売っていることを考えると安いとは言えない価格でしょう。しかしバルサキットなので完成後の愛着は比較になりません。

キットの箱を開けたところです。 説明書はOK模型のように写真入りではなくて、イラストです。 イラストよりも文章に重要なことが書いてあるので、熟読が必要です。 ギヤダウンユニット、モーター、スピンナー、リンケージパーツも入っています。ホイルストッパーや、ベルクロまで入っているのですが、タイヤだけは入っていません。 部材の加工はこんなにも完璧。
主翼の組み立てです 前縁と後縁の切り込みの正確さに感動 前縁材もこんなにピッタリ 主翼接合も、瞬間でやりました。 プランク開始!
スクラップバルサで、取説に従いゲタをかまして後縁部分をプランクします。まち針を打つべし!打つべし!打つべし! プランクできましたが、主翼中央にエルロンサーボのサーボベットを作っておきます。フタバ3102で主翼の厚みで収まり反対側に不細工な穴を開けずに済みました。 水平尾翼の作成も部材の合いが良いのでサクサク進みます。 ラダーはこの写真は標準ですが、動翼を1センチほど足しました。 胴体側板の組み立て。ここの位置決めは特に慎重にします。この後の胴枠の基準にもなります。
この状態で歪みが無いか十分に確認しておきます。(幸い我慢できる程度でした...) モーターマウントの機首部分です。まだ四角いです。 胴体が四角いのでプランクは簡単です。 主翼が胴体と合わさって機体のシルエットが想像できるようになります。 機首部分をスピンナーに合わせてサンディングします。かなり削るので、嫁さんの居ない間に作業します。
主翼下のバッテリー室は胴体との繋がりを確認しながら現物合わせです。 尾翼のフィルムを貼ります。接着部分は貼ってから切るのでは無く、貼り残すようにします。 主翼はクリヤーレッドのオラライトです。 裏はオラライトの白(半透明?)を貼りました。写真で見ると良い感じですが、白はスケスケで今ひとつ... 機首部分には黄色のオラカバでアクセントを付けました。
裏を向くとこんな感じで見えるはずです。 完成!土曜日の午前2時ぐらいでしょうか。この後、午前7時には初飛行に向けて一路 "飛行エリア"へ 初飛行を終え、満足気な私。 2002/09/23 今週は400モーターに鉄リングを装着してパワーアップを図ります。(自作パソコンの拡張スロットの蓋を流用しています。廃物利用でエコロジー?) 2002/10/05 主翼が寂しいので、オラカバを切り抜いてはってみました。良い感じです。
2002/10/06 あぁ可哀想なエスパー君です。しかし機首部分のみなので、何とか修復可能かと思います。こんなになっても修理可能な所もバルサキットの利点でしょうか? 2002/10/11(金)週末に飛ばす為に金曜の夜に修理を開始しました。見れば見るほど嫌になってきます。 取りあえず合いそうな部品(破片?)を瞬間で付けていきます。土器の復元をしているような感じですね。この段階ではまだ「本当に直るのかな?」と疑問に思っています。 ここまで来ると「これは直る」と断言できます。隙間を適当なスクラップバルサで埋めてサンディングを軽く行います。 フィルムは透けると嫌なので赤のオラカバです。機首のマークは稲妻マークにしてみました。修理は結局深夜までかかりました。
2003/4/20 MEGAのAC16/15/6ブラシレスモーターです。400クラスモーターと同しサイズですね。しかしモーター軸は3.2mmです。詳しくはここ
で、これをどうするんでしょう?
OK模型のプロペラアダプターも購入してきました。ペラはエアロノート8.5x5です。ダイレクト駆動なんでめちゃ静か... 2003/04/27 夜なべして改造です。重心合わせの為に機首を延長します。 バルサプランク完成!。檜材2本が両サイドに骨組みとして入っています。
(機首伸ばし過ぎました!恥ずかしいことにスピンナー+ペラの重量を忘れていました。)
馬面エスパー完成!
MEGAモーターは温度チェックができるように窓をあけておきました。 2003/05/25 再びノーズ部分を改造(と言うか元に戻しました。)。ジンガーの木ペラ(8.5x6)がおしゃれ? モーターは"KS480C"。 2003/06/22 ムサシノ400逆転用をゲットして来ました!非常に詳しい説明書が付いています。(できれば買う前に見れるともっと良いとも思うのですが) 重量的にもKS480と同じなので、重心位置もそのままでOKでした。つまりQRPの400モーターよりも10gほど重いみたいです。
2003/08/25
 エレベーターも少しだけ拡大してみました。
リポ搭載しています。バッテリー室もそのままでポン乗せOK! ペラはAPCの10x5E 2003/12/06 背面着陸(強)を決めてしまいました...(墜落とも言います。キャノピーは粉々) もうこの際なので、メカは全て降ろしてしまいます。
モーターマウントも陥没しちゃっています。

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2004/02/08 注意を追記
既に引退させたエスパーですが、写真を見返していると「こりゃダメだ!」という点に気がつきましたので、追記しておきます。
下記のようにムサシノモーターを搭載してバッテリーとアンプを接続するコードが必要以上に長いと、モーター軸(反対側へ飛び出ている)と干渉してショートしてしまいます。
私はこれが原因でリポ3セルx2個をダメにしてしまいました。(ショートした際ノーコンになったのですが、奇跡的にもグライド状態になって機体は無事だったのです。)

!!!!!!!!注意!!!!!!!
長すぎる配線とムサシノ400には注意してください。

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2003/12/07 引退?
完成から1年と少し経過しました。オールバルサ製なので修理もその気になれば可能でしょうが、次の機体へ移行する良い機会ということで引退させることにしました。
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2003/08/29 リチウムポリマーについて-2
Lipo3S2P(11.1v 2400mA)で再度飛ばしてみました。今回はモーターラン5分で、総フライト時間は7分とちょっとでした。
トルクロールの練習なんぞをやっていたんですが、5分近くになってくるとパワーダウンが感じられて練習が難しくなってきました。
家に帰ってから充電すると、1つは380mA、1つは370mA充電されました。(←個々に充電しまして、充電時間は1つ40分程度でした。)
7分程度のフライト時間ならばパワー感を楽しむことができるので、このような使い方をして行こうかな?と思っています。
※ちなみに7分のフライトでもムサシノ400モーターはかなり発熱していました。アツッ!と思うぐらいです。バッテリーよりもモーターの方が持たないかも...

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2003/08/25 リチウムポリマーについて
電池:ETEC-1200(3S1P) 11.1v (購入価格\6,580)
充電器:クラフトるうむSWALLOWチャージャー(購入価格\12,800)

電池について詳しくは「エアクラフト」(http://www.aircraft-japan.com/prod_datasheets/lithium_poly.htm)を参照してください。
取り合えずコネクターを付けて電圧を計ってみます。購入してきて充電もしていない状態で11.41vありました。この状態のまま400ダイレクトや400ギヤダウンの電流値を測ったりもしました。E-TECは5C放電までということですが、その倍以上(13A〜16A)の電流が流れてしまいました。(だめかも...)
ここでSWALLOWで充電してみます。まずは、[BATTERY]を押してバッテリーの種類をLiにして[ENTER]、電流値を1.0Aにして[ENTER]、電池電圧を11.1Vに設定して[ENTER]ボタン長押しで充電スタート。
1時間とかからずに充電は終了しました。充電電流は730mA程度でした、終了した電池の電圧を測ると12.58vでした。充電直後の電池の発熱はほとんどありませんでした。(SWALLOW君って賢いです!満充電に近付くと12.6Vを超えないように微妙に電流値を調整しながら充電していました。)

<テストフライトー1>
充電した電池(3S1P)をエスパーに積んでみます。2.5:1ギヤダウン仕様でペラを9x5にすると10Aになりましたのでこの仕様で取り合えずテストフライトです。
 機体重量が軽くなっているので、非常に飛ばしやすいです。垂直上昇もほとんど無限に上がっていきますので、腕さえあればトルクロールも可能でしょう。

<テストフライトー2>
10Aでは「30秒以内ならば7.5C」という数値も超えてしまいます。11.1Vのパックを2つ並列に接続して3S2Pの2400mAの電池を作りました。それでもHECELLよりも50g近く軽量です。10x5Eのペラを付けても15Aでした。これならば、フルハイを短時間しか使わないように気をつければ十分に使用できそうです。
 フライトした感じはかなり良い感じでした。パワー感も十分です。しかし、モーターラン4分で充電したら370mA程度しか入りませんでした。なぜでしょう?謎です。このあたりは今後の課題ということでデータを取りながら何回か飛ばしてみることにします。
Lipoは過放電に注意ということらしく、アンプのオートカットが働くまで使い切ると電池が逝ってしまうそうです。(3Sだと7.5vが下限だそうです。)


■電圧(計測値)
Lipo ETEC1200(3S) 12.58v
MH 10セル 1100mA 13.29v

■回転数、電流値(モーターはムサシノ400Rev、GDはQRPの400BB)
GD(2.5:1) Slim9x5
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  Lipo 3S 1200mA 8400rpm 10A
  Lipo(3S2P) 2400mA 8730rpm 12A

GD(2.5:1) APC10x5E
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  Lipo(3S2P) 2400mA 7950rpm 15A
  NiMH 10Cel 1100mA 7410rpm 14A
※↑Lipo3S2Pの方がHECELLよりもパワフルなの?これ結構驚き!電圧はLipoの方が低いのに負荷をかけた時の電圧降下が少ないということ?

■その他雑感 (Lipoって高い?)
 Lipo電池の価格って高いです。しかし、飛行直後に即充電開始しても良いとのことなので、予備パックは不要と考えるとそれなりの価格かなとも思えるか...それにしても電池で13800円...100回持つかな?

Webを検索していると、KOKAMの1200H(3S1P)で13Aという使い方をしている方も居るようですが、大電流で放電させると電池の寿命がちじむという話もありますが、どの程度なのかは疑問です。(いきなり無茶な電流値で使うなんて勿体無くて私にはできません。)
「7.5C放電100回で10%の容量減、内部抵抗は変わらず」っていうのも"本当かな?"って思っちゃいます...
さらにどうでも良い話へ反れるんですが、エンジン機の燃料へ換算するとNASAの25%が4リットルで3000円として、15LAの場合1フライト100cc消費するとすれば1フライト75円。Lipoが200回以上使えるならば15エンジン機よりも燃料代は安い....かも?(その前にモーターが逝ってしまうなー)
正直な所、現時点では15クラスのエンジン機の方が初期コストやランニングコストの面から言っても安いと言えるでしょうね。しかし電動機にもそれなりのメリットもあるし!


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2003/07/11 雑感
過去の記録を見ていると、結局MEGAのブラシレス(AC16/15/6)が一番パワフルなんだなーというのが良く判ります。(9x5で17Aも喰ってるんだから当たり前か...)
ムサシノ400でもペラの径を大きくしてギヤ比を調整してやれば推力も上がるんでしょうが、足を伸ばさないと...

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2003/07/06 追記・ギヤ比と回転数
ギヤ比回転数ペラ
16:32(1:2)9270rpmAero8.5x5
16:36(1:2.25)9630rpmAero8.5x5
16:40(1:2.5)8850rpmAero8.5x5
ギヤ比回転数ペラ
16:32(1:2)8670rpmAPC9x4.5E
16:36(1:2.25)8800rpmAPC9x4.5E
16:40(1:2.5)8340rpmAPC9x4.5E
※バッテリーはHECELLの10セル(1100mA、Ni-MH)
※モーターはムサシノ400(逆転仕様)
色々とギヤ比を変えてテストしてみましたが、結局は36Tスパーが一番良いみたいです。


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2003/06/22 追記
モーターをムサシノ400にしてみました。購入価格が約3000円なんでブラシモーターとしては高い方かな?(コバルトモーターは7千円ほどしますが...)
取説には「10セル1100mA、ギヤ比1:2.25、9x4.5Eを8800回転、15.5A」とありました。
私はとりあえずギヤ比1:2.25、RAM8x4で行きました。電流値は10Aそこそこと"ぬるい"セッティングです。しかし飛びはかなり元気になり満足でした。
エアロノートの8.5x5を次回は試してみようかと思っています。
KS480のように短命に終わらないことを祈るだけです。取説にも「耐久性にも非常に優れています」と書いてあるし..


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2003/05/25 追記
モーターを"KS480C"にしてみました。ギヤ比は16:32です。回転は8000ちょいほどで電流値が10A程度と意外とおとなしいモーターでした。
モーターマニアの方は「調整すればもっとパワーが出るはず...」とのことですが、私的には結構満足でした。(かなり元気に飛行するようになりました。Hyper400が死にかけだっただけかもしれませんが)

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2003/04/27
MEGAのブラシレスモーター(AC16/15/6)を積んでみました。8.5x5を9800rpmほど回します。9x5の折りペラは9300rpmほどでした。バッテリーはHECELLのNi-MH10セルです。電流値は17A程度でした。飛ばしてみた感じではQRPのギヤダウンと大差無いかな?というのが正直なところです。(<=機体が重たくなっていたのが原因かもしれません...) 飛行後のモーター温度ですが、ホノかに暖かい程度でもう少し負荷をかけても行けそうな気がしました。
試しに11x8の折りペラを付けて見たんですが、スロットルを少し上げた所でモーターがストップしてしまいます。どうやら安全装置のようなものが働いているようでした。10インチのペラを持っていないので試すことはできませんでしたが、回せるのか、どれだけ回せるのか興味があるところです。

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2002/10/12
ブラシレスモーター(AC1215/20)を積んでのフライトですが、重心合わせの為にバラストを積むことになり、なんか重たい感じがします。(さらに受信機もPCMのでかい9ch受信機を積むことになってしまって...信頼性は上がりましたけど)
電流値は15A程度なんでHYPER400と変わりません。回り始めのカクカクした感じはブレシレス特有の物なんでしょう。ブレーキの利きも弱い感じです。(これでは電動カーには向かないのも納得です。)
飛ばして見ると、ふーんという感じです。確かにスロットルスティクの最後の2コマ分のパワーは有りますが、ほんの僅かな物です。5分弱のフライトを終えるとモーターの温度はかなり熱く、指で10秒と触っていられません。これはかなりまずいです。その後、ペラを変えて電流値を12.5A程と若干低く設定して3分間の飛行をしてみましたが、これでもかなり熱くなっていました。モーターに無理をかけるのも勿体無いので、結局エスパーはブラシモーターに戻すことにしました。
このブラシレスモーターは現在製作待ちの「サーマル工房プレスト(280クラス)」に搭載しようかと考えています。

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■その他

製作期間
2002/08 キット購入
2002/09 初飛行
※実際の所、2週間程度でしょう。
2002/10/06 墜落。
2002/10/12 復活。(AC1215/20ブラシレス搭載。受信機をPCM9chに)
2002/10/13 HYPER400モーターに戻す。アンプはシュルツェ26bek
2003/04/27 MEGAのAC16/15/6ブラシレスモーター搭載

仕様(初飛行時)
動力:キット標準モーター、ギヤダウン(スパー40T) ギヤ比 2.5:1
バッテリー:QRP製ニッカド 10セル 500AR
受信機:Futaba R114F(FM) 10.9g
アンプ:GWS GS400 (15A)
ペラ:エアロノート 8.5x5
サーボ:エレベーター&ラダー 7.5gサーボ(Hitech?)、エルロン Futaba 3102

フライトインプレ
飛ばした感じは正直なところ「評判どおりだな。」と、それ以上でも無いかな?
確かに素直な飛行で、失速もし難いです。旋回や水平飛行など小型機とは思えない座りの良い飛びをします。
しかし、HPIのホークを飛ばした時のような「意外な高性能」ではありませんでした。ホークと同じ400モーターをギヤダウンで大きなペラをゆっくり回して、重たい機体を引っ張る。というそのままの飛行でした。
垂直上昇ですが、この後スパーを36T+9x4.5EというAPCの電動用ペラの仕様で多少は上昇するようになりましたが、アイレベルの高度から一気に引き起こしてのループぐらいはできますが、機速を付けてやっとこさという感じはぬぐえません。(電流値を計ってみるとニッカド10セルで14A、単3型Ni-MH10セルだと12Aでした。電流値高い?)

2002/10/05
CAMの9x5折りペラを付けてみました。スパーは36Tです。電流値は16Aも行きました。ニッケル水素だと15Aぐらいです。かなり限界に近いと思います。しかし引きはすばらしく、ぐいぐい垂直に登る感じです。(しかし無限垂直上昇という訳ではありません。大きなループを描く時などは、ちゃんと加速してから引き起こさないと描けません。まあ、どこからでもスロットルを開けば上昇していくようなアクロ機と比較すること自体が間違いなんですけどね。)
こんなことをしているとすぐにモーターかアンプが焼けてしまうような気がします...


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