2mクラスのグライダーを作る 設計編② 全機揚抗比と沈下率の計算
前回に引き続き、MINI GRAPHITEとRadina 2Mの性能を見つつ、性能の目標値を決めていきます。
今回は簡単のため、
クルーズモード：フラップニュートラル・L/D最大
サーマルモード：フラップダウン
の2通りのフラップ位置で解析します。
MINI Graphiteのマニュアル(http://f3j.in.ua/media/mini-graphite/Mini Graphite.pdf)を見ると、Distanceがニュートラルとなっているので、設計点がL/D最大になっているのでしょう。
フラップダウンした際の解析にはXFLRのフラップ機能を使用します。
ヒンジラインは翼弦の75%、翼厚の10%、ダウン量は2.3°としました。
全機揚抗比
まずは全機揚抗比(=滑空比)を求めていきます。
[全機抗力] = [主翼抗力] + [その他の抗力]
だとして、主翼抗力をXFLRから、その他の抗力を適当な近似で求めます。
主翼以外の抗力の算出
今回はBubble Dancerの資料から主翼以外の抗力を計算します。
Charles River Radio Controllers - Mark Drela's Bubble Dancer 3m Sailplaneより全備重量31oz(約879g)でCL=0.6の時L/Dが23らしいので、
[全備重量] × [重力加速度] ÷ [揚抗比]
で計算すると全機抗力は0.375Nとなります。
XFLRでこの時の主翼単体の性能を計算すると、機速は6.4m/s、抗力は0.340Nとなりました。今回はその差分の0.035Nを主翼以外の抗力とし、機速の2乗比例で変化させます。
計算結果
主翼取り付け角はクルーズモードで揚抗比最大になる位置にあり、サーマルモードでも迎角は変化しないと仮定して計算しているため、実際より沈下率は大きめに計算されているかと思います。
この数字とこのあたり(Charles River Radio Controllers - Mark Drela's Aegea 2m Glider)を見つつ、設計に入っていきます。
