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Uコン飛行機に弄ばれる(その12)

今回も、前回の流れで、Uコン飛行機の燃料タンク全般に関する現象について考えてみました。

よく「Uコン飛行機の燃料タンク内の燃料は、遠心力によって外向きに片寄っている(上からみて)」な~んて言われますけど、じゃあ実際のトコロは一体どのくらい片寄っているんでしょうか?。

というワケで今回のお題はそのようなお話です。

先ずはとりあえず、次の図を見て下さい。
*(毎度おなじみ、字が小さいのでクリックしてポップアップを開いて下さい。)

S

この図は、とあるUコンスタント機(F2B機)の図面を参考にして、重心位置から燃料タンク後板までの距離と、同じように前板までの距離のデータを元にして、飛んでいる時の円周線と、その重心点における接線方向(機体の前後軸方向)で構成されるタンク内の液面の傾き(上から見た液面の傾き)を机上にて勘定したモノです。

まぁ細かい事言いますと、現実には機体が完全に周回飛行線の接線方向に向いてるワケじゃないでしょうから「それやったら意味ないワ!」と言われるかもしれません。
ですが、何事にも”基準点”ですとか”基本線”といったモノもありますし、チカラの動きや働きを整理した、いわゆる”一般形”を考える上では、そんな細かい事なんぞはハッキリ言って少々邪魔です。

実際「うわぁ~、あのUコン機、上手く飛んでるなぁ~っ」って見とれてるF2B機の機首が、極端に内や外を向いてるなんて私はまだ見た事がありませんので、まぁとりあえずはこれを考察の基本軸にして進めてみたいと思います。

考え方の手順ですが、先ず半径18メートルのデッカ~イ丸を描きます。
んで、重心位置を接点とする接線(直線)を引き、そこからその接線に沿ってタンク前板、後板までの距離をとり、次にそれぞれその位置からデッカイ円との交点までの鉛直距離を計算して傾きを求めていきます(でも計算上の数字だけですからね、念のため)。
なお今回使ったのは、昔私がバカ高校生だった頃におなじみだった”円の方程式”と”三角関数”の二つだけなので、そのヘンはもう端折ります。

(結果)

この例に使ったF2B機の場合、飛行円周の中心点から機体重心点までの距離を18メートル、機体重心点からタンク後板までの距離を130ミリ、機体重心点からタンク前板までの距離を240ミリとして勘定しました。

結果ですが、タンク内での前後軸(110mm間)の液面角は≒0.5937°となりました。
それを前後における液面差(高さの距離)として表すならば、「前側の液面の方が、後ろ側よりも1.14mmだけ内周側(周回の内側)の方に近い(高い)という事になります。

要は機首側の液面の方が、遠心力の影響によって1.14mmだけ高い場所(飛行円周の中心方向に向かって、より近い場所)にある、って事です。
飛行中はエンジンの振動もありますし機体も全方位に細かく揺れてますから、1.14mmなんて、まぁどうでもイイっちゃどうでもイイ片寄りのレベルではありますけどね。

んで、これが気になる!という場合は、タンクの後ろ側を約0.6°ばかり外側へ振り出せば、タンク内の液面は遠心力に対してほぼ水平!って事になります。
で・も・「実際」は、機首を外に振り向ける各種のイニシャル設定もされるでしょうし、加えて安全なマージンも欲しいですから、私の場合だともう少し派手にタンクのケツを外周に向けて振り出してますけどね。

ですがまぁソコは、それこそ個々人のお好み次第ってトコだと思います。

(付録)

この図や数値を見ていると、Uコンスタント機(F2B機)のタンクに良く見られるように、燃料供給管を後ろまで伸ばす必要なんてあるの?な~んて考えたくなります。
なんせ前後の液面角が0.6°なんて、そんなのあってもなくてもいいような非常~に微妙なモンでしかありませんから。
だから燃料供給管をタンク後方まで伸ばさずに前側でブッタ切ったところで(もしくはパイプの前側にクラックがはいった場合とかでも)、余程アホな設置でもしない限り、飛んでる間は遠心力のおかげもあって、まず問題なくエンジンは回り続けてくれます。

ただしこのように前側でブッタ切った場合、スタート前に機首を上に向けてのリーン側(燃料薄め)でのエンジン調整(確認)ができないんですよね。
だって遠心力のお助けがない状態で、燃料に対して吸い口が届かないような方向(上)に機首を向けちゃうワケですから、そりゃサスガに無理(のっけから燃料に管が届かない!)ってモンです。

それに、燃料供給管の吸い口をミョ~んと伸ばして後ろにするか(ポピュラーなタイプ)、またはブッタ切って前にするかでは、残存燃料を使い切る事を考慮したタンクの回転設定方向(タンク前後の振り出し設定)がまるで反対方向になってきますし、ユニフロー型タンクにする場合なんかは空気抜き管の先端部との”微妙~な関係”もあって、前方ブッタ切りはあんまし都合良くない、ってかまぁ、ヤッパ一般的なF2B機にはあんまし実用的じゃないですよね。

というワケで、本日はこれにて。

デハデハ~。

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コメント

自分は、いつも3度以上傾けることで納得した結果がえられています。
さすがに0度では、ご存知のとおり、燃料が無くなってきたときのエンジンの回転が息継ぎが発生することはご存知の通りです。

投稿: Uコン復活 | 2011年2月26日 (土) 10時27分

Uコン復活さん、毎度だす!

>自分は、いつも3度以上傾けることで納得した結果がえられています。
自分も目視でしかありませんけど大体そんなモンだと思います
多分3~4度ってトコですかね
なんせアバウトな性格なモンで正確に測った事なんてありませんし、それに機体の飛行円周に対する機首のオフセット角にもよりますからね
だからブログ内でも書いたように、結構多めにマージン取ってます
まぁだからといって極端に外に振り過ぎても、今度はサクションが余計に必要になりますからやっぱり具合良くないんですけどね

お分りだと思いますが、この例題の図はあくまでコンパスで書いたような飛行円周と、その際に機体重心位置を接点とした接線(円周に触れる直角な直線)をベースに液面角を算出しています
つまり、記事中でも念を押してありますが、あくまで”定規”や”基準点”のようなモノだと考えて下さい
機首が左右に向く要素については、この”定規”を”基準点”にしてから考える、ってだけです
何しろ基準がないと、足場が存在しないのと同じですからね

それに現実には色々ありますしね
なんせ私の場合、昔0度どころかタンク後部を微かに内振りになってたのに最後まで安定して飛んでた事があったくらいですし
理由は不明ですが、想像するに多分機首の外振り要素がかなり弱かったのかもしれません
まぁだからといって、タンクオフセットの0度設定や内振り設定にリスクがある事くらい、この”定規(基準点)”を見ても物理的に明らかですから絶対にお勧めできませんけどね

それにしても...眠いッス~...

投稿: MUU | 2011年3月 1日 (火) 03時56分

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