飛空艇を作りたい

質問

FFIIIに出てくる飛空艇を作りたいと思ったので、ヘリコプターの技術を転用できるかと思い、現在調べています。ヘリコプターの原理的なものは書かれていますが、設計方法やその例はあまり無いようなので、どの様な感じで設計すればいいのかわかりません。ヘリコプターを作る際どの様なことを調べればいいでしょうか？

〔1〕仕様
・とりあえず木製で作った船が宙に垂直に１ｍ程度浮かせたい。
・旋回や前進などはしない。
・船がしっかりと姿勢を保ったままであって欲しい

〔2〕質問者のスペック
機械工作技術：素人
使えるプログラミング言語など：Ｃ,Java
電子工作技術：素人だが理屈はある程度分かる。

〔3〕現在の状態
とりあえずヘリコプターを買ったので分解して中を見ようとしている所

回答No.6

funflier · ベストアンサー

No.３です。事情が飲み込めてきました。
No.４-５のご回答と同意見なのですが、本筋の飛空艇のフルスケールモデル（？）
は無理っぽいです。見るとタンデムヘリコプターの胴体が昔の帆船、という格好なの
ですが、メインローターに相当する部分の直径が小さく、このままでは高回転させても
上部甲板に空気がすべて当たってしまい、非常に効率が悪いです。航空力学的に言う
とダウンウォッシュ速度が阻害されてローター推力が得られない、という状況でしょうか。
ファンタジーの世界なので、ここは、本当は魔法的な力で浮いており、姿勢や上昇降下
の制御補助のために複数のローターが付いている、と解釈しておきましょう。

上記を踏まえて、もう一度、現実的に考えた２案があります。
１）前回の回答にも添付したリンクにタンデムローターのエンジンヘリがあります。
　　http://model.hirobo.co.jp/products/0406-903/index.htm
　これのベースを丸々使います。船体設計はこのメインマスト間隔に合わせます。
　バルサ、ＦＲＰ、ＥＰＰ、カーボンロッド・板等の素材で工夫すればなんとか飛ぶ重量
　で可能と思います。ローターは本来よりかなり大きくなりますが、黒くしたりして回って
　しまえば見え難いと割り切ります。
　ただしこれには重大な問題があり、まず高額なのと、この製品はラジコン上級者で
　ないととても手に負えないシロモノだということです。そうなると本格的な４ｃｈヘリの
　練習用にシュミュレータとか室内機、さらに練習用エンジンヘリも必要になり、目的
　達成までに１００万とまではいかなくとも、その近くは見ておかないと満足な結果に
　ならないかもしれません。時間と労力も当然かかります。
２）もっと簡素にするには、No.５ご回答案を頂きます。ラジコン飛行機ですが、
　「空飛ぶ犬小屋」を作った人の例があります。横からみるとスヌーピーが上にいる
　犬小屋ですが、実は前から見るとスカスカでちゃんと飛行機として飛ぶようになってます。
　（ラジコン技術誌２００９年１２月号掲載、アメリカＡＭＡ模型博物館所蔵品）
　これを真似て作ります。つまり横から見ると船ですが、上下はスカスカでブラインド状
　にごまかすのです。この内部に２重反転ユニットを重心に合わせて配置します。
　これなら１）より遥かに安くできます。（ただ安定の問題は起きると思います。）

ローターが斜めに交錯する「交差型／インターメッシュ」というツインローターの実機も
存在しますが（カマン　Ｋ-MAX)、斜めにマストがついてシンクロして回るローターシステム
というのは模型として工作するには各部品を自作で作れる位の技術が要ります。

入手されてる現在のヘリはトイラジの部類で改造ベースにするにはペイロードがなさすぎ
かと思いますし、ロール制御も無いローターではホバリングするには適さないと思います。
それとスペックを見るとやはりリチウムイオンポリマー電池ですので、ラミネートパック状の
電池にキズを入れたりしても危険ですので出来れば止めといて下さい。（以前からこの
リポ電池の危険はラジコン界ではアナウンスされており、ラジコン技術誌最新刊（２月号）
には炎上する模型機体や（本物の）車両火災の写真が載った記事もありますので可能
ならご一読下さい）

安定制御装置も模型用でポツポツ出ています。ラジコンのご研究をすれば市販品組み合わせ
での安定装置を付加することも可能かもしれません。この場合はペイロードの制限が立ちは
だかることにはなりますが。ご検討下さい。

お礼

大変に参考になりました。長い文面とそれにかかった貴重な時間。
感謝です。

金銭的に1番はすぐには厳しく、技術がもっとついた時に再度挑戦しようと思います。とりあえずの課題として(2)番の案で上下スカスカの風通りの船体を作ろうと思います。

ローターが斜めに交錯するのは大変技術が必要なのですね。素人考えでした。そういう工作する器具が揃って、技術も身についたらいつか挑戦したいと思います。

とりあえず、まずラジコン技術12月号と2月号を買って読んでみます。

本当にありがとうございました。

回答No.5

Chappy4649

＞例えばプロペラを進行方向に左右対称にして、斜めにするというのはどうでしょうか？

プロペラを斜めにする案は、一瞬でもバランスを失うとすぐに転覆すると思うので、制御がとても難しくなると思います。
それに斜めにして力が反発しあう分、揚力の効率がどうしても低下しますし…。
こういう方式は実際に試した事がありませんので素人考えですが。

＞原作に即した形では実現不可かもしれませんが、ちょっと細工してもムリですかねぇ。

妥協案として浮かんだのが、船体を針金でCGのワイヤーフレームっぽく組んで、スカスカ状態にして揚力を下に逃がすくらいしか浮かびません…。^^;
もちろん木製のオリジナルとは違った印象にはなると思いますが、それはそれでアートなオブジェっぽくはなるかも…。

今でこそ思うんですが、飛空挺のラジコンを普通に作れるなら、誰かが絶対やってるんですよね。(汗)

お礼

すばらしい実用案をありがとうございます。
その案、頂ます。

確かに誰かが作れる簡単なものは作られてますよね。でもそこを何とかして作るのもまた面白いものだと思います。

できないしっかりとした理由を教えてくださったこと、その代替案まで教えてくださったこと。大変感謝です。

(私は出来ない理由を聞いて、本体の船を極力小さくしてプロペラに対する船の面積を小さくして揚力を得ようと思ってたんですが、色々と考えてダメだなということに気がつきました。(モーターや電池を入れる隙間がないです。)）

大変有益な情報でした。ありがとうございます。

回答No.4

Chappy4649

ノーチラス号じゃなくてインビジブル号ですよね？
夢を壊すようで恐縮ですが、FFの伝統的な飛空艇は、プロペラが下に向かって浮かぼうとする風を甲板がまともに受けてしまって物理的に飛びませんよ…。
プロペラ部分と甲板部分とが綱引き状態になります。
私は子供の頃工作で飛空挺を作ろうとしたら、航空マニアの親父に現実を知らされた口です。(苦笑)

お礼

回答どうもありがとうございます。
ガ━━(;゜Д゜)━━ン!!
む！ムリなんですか!!
例えばプロペラを進行方向に左右対称にして、斜めにするというのはどうでしょうか？角運動量が垂直向くので、真ん中で垂直にプロペラを回すのと同じ効果が期待できるかもと・・・。純粋な思いつきだけで書いていますが。

原作に即した形では実現不可かもしれませんが、ちょっと細工してもムリですかねぇ。

回答No.3

funflier

自分だと、現実的にどうするか考えてみました。（ＦＦ３の飛空挺の具体的な形は
解ってません。他のシリーズの画像では結構複雑な形だった気がしますが。）

ラジコンヘリのユニットを使い、ペイロード内に収まる様にスチロール・木材・フィルム等
でスケールボディと同じ要領で擬装するのが基本だと思うのですが、本来そんなものは
無い、という所にメインローターやテールローターが出っ張るのは目をつぶるしかないと
思います。複数のローターやプロペラがある場合は飛行用以外はただ空転するダミー
とします。
エンジンや本格的な電動ヘリが作れる・飛ばせるならこの方法で可能です。実際に
ラジコンのイベントなどではドラえもん等の変り種ヘリが飛んだりしています。

もっと手軽にと言うなら、最近の室内ヘリのユニットを流用します。これらを改造して自作
ボディを被せて飛ばしている人も雑誌では紹介されたりしてます。ただし、重量制限が厳
しいので凝った造りの擬装は困難でしょう。

http://model.hirobo.co.jp/
http://model.hirobo.co.jp/03-img/0301-990_unit/unit_pop.pdf（同軸反転ユニットのみ）

これらのコピー製品で価格の低いものも出ています。一度ラジコンヘリを扱う模型販売店
に相談されることをお奨めします。ヘリは安定して飛ばすこと自体が難しく、初めは製品を
そのまま飛ばして練習し、飛空挺に仕上げるのはそれからにしてはいかがでしょう。初め
から自分で安定して飛ぶヘリを作るのは、よほど精通してないと無理だと思います。
また、どんなヘリを分解しようとされてるか不明ですが、他の回答者もおっしゃるように止
めたほうがいいと思います。元の機械的・電気的バランスを崩すとまともなものにならない
でしょうし、電池によっては間違った充電やショートで発火する危険もあります。

お礼

実際に飛ばしてみましたね。
数値的にわからないんですが、モーターが小さくて軽くて高速に
回転してとても驚きました。(うるさいですが。）
3000円で買ったので、この値段はほぼモーターにかかっているのでは
と思ったほどです。電池も軽いですしね。

私も精通してないと無理だと思います。ヘリコプターの姿勢を制御する
揚力を得るため、また方向を変えられるように回転面を変えられる様につくられたあのプロペラの形状、個人で作れるものではないですね。
それをさらにセンサーを使いながらの制御。半端ないですね。

素晴らしい設計なのか、ほぼ初心者の私でも結構安定して飛ばすことができました。(風に飛ばされると制御不能になりますが)でもやっぱり中身がみたいというのは・・・
・(*´Д｀)/ヽァ/ヽァ

回答No.2

wrx4

RCヘリ暦11年の者です。
FFIII自体プレイした事が無いので飛行艇がどんな形なのか画像がほしいです。あと現在手元にあり分解しようとしているヘリはどんな物ですか
これも画像がほしいです。

お礼

回答どうもありがとうございます。
実際のゲーム中の映像としては下の動画にある様な感じです。
http://www.nicovideo.jp/watch/sm4915473
(20分25秒くらいニコニコ動画が見れなかったらすいません）
実際のイメージとしてこれだというものとしては空は飛んでいませんが、
http://mooom.jp/everyone/movies/movie/68J7BIV5k/
という様なものがあります。

私が分解しようとしたヘリコプターは、適当にアマゾンで買ったモノです
http://www.amazon.co.jp/gp/product/B002E0TMQM/ref=ox_ya_oh_product

回答No.1

ないぴょ（@dokiga-munemune）

分解はやめて元通り組み立ててください。
そのヘリを手動制御で飛ばせるように練習してください。
あなたの求める「仕様」がどんなに困難かが理解できます。
ここまでで問題の半分は解決です。
次にそのへりに３軸ジャイロ等の姿勢制御装置と姿勢検出のセンサーを取り付け、マイコンを組み込み自動制御で飛ぶようにプログラムを組めば問題の９０パーセントは解決です。
次に超軽量の飛空挺のボディーを製作し、ヘリに装着すれば完成です。

お礼

回答どうもありがとうございます。

分解する前にこの回答を見たので、まだ分解はしていません。
安物で質量もないので、風の影響かなりを受けました。
室内用ですが、近くの公園で飛ばしたところ、風に飛ばされて
制御できる様な形ではありませんでした。

室内で飛ばしたところ結構安定して飛ばせました。でも換気扇
を回してできた気流でも安定しませんでした。

難しいです。

実際に姿勢検出やら３軸ジャイロなどが必要だということも感じていましたが、以下のようなことが全くわからないのです。

1モーターや歯車とその軸などの各種固定の仕方。
実はミニ四駆用のモータにタケトンボを直につけて、どれくらい軽くなるかとか計ってみたのですが、タケトンボをモーターに接着剤などでもうまく固定できませんでした。こういう様なことを実際に機械工作でやる際どの様にやるのかということです。

２モーターや姿勢制御にどの様な数値的なスペックが必要とされるのか。

動力なら歯車の設計はトルクと回転数と電力で色々関係があるので、そういうのも考えたらどうなるのかなと、機械的な話はちょっとやったことがないのでどういうことを考えたらいいのか検討がつかないのです。