タケトンボ.....古くて新しい航空技術との融合 Bamboo dragonfly-Ｎ
プロフィール
見果てぬ夢を形にするスドリームデザイナーIt is Sdream Designer in shape as for the faraway dream. :yoichi takahashi
古い歴史を持つ玩具としてのタケトンボに新しい航空技術を取りいれ、滞空時間を延ばせないだろうか、、、そんな考えに狐り付かれ、狐、狐、、数年まえ改良型の、いや新しい空力メカニズムを備えた竹トンボを開発した。Was not a new aviation technology able to be taken to Taketombo as the toy with an old history, extended the flight duration, and to have developed the bamboo dragonfly that had installed it was about the improvement type and a new, aerodynamic mechanism in such an idea for withering with fox, the fox, the fox, and several years.
ことの発端はＲＣヘリコプターを自分で開発しようとした２０数年前、ヘリコプターの航空工学書を読み漁り、独自メカニズムの研究をしていたときにすでにアイデアを思いついてはいたが実物を試作し、確かめる時間がなく、そのままになっていた。
ヘリコプターのメカニズム開発の歴史のなかで必ず、登場するのが1910年代に活躍した、スペインの航空技術者のファン-デ-シェルバの開発したオートジャイロである。 彼の試作したオートジャイロが離陸スピードになるとどうしても横転してしまう現象の壁にぶつかってしまっていたとき、ローターハブ（羽根の付け根）にヒンジをつけて、それを防ぎ、見事飛行に成功したメカニズムである。
彼はこれをオペラを鑑賞中に閃めき、まだ演奏中のオペラ会場を飛び出して製作したと言うエピソードを持っている。オペラとヒンジは何も関連はないと思うが、、、、まさか喋喋婦人では？？？
下はファン-デ-シェルバのオートジャイロ
竹トンボの滞空性能を伸ばすには下の飛行エンペローブに記すように
降下飛行する時間をいかに引き伸ばすかにある。It is how to enlarge time to do the descent flight to the record in
flight Emperorb below to extend the Todocooa performance of the
bamboo dragonfly.
竹トンボの羽のピッチは回転上昇時に有効な固定されたプラスのピッチであり、上昇飛行には有効に作用するが滞空後半の降下飛行時には滞空時間を引き延ばす揚力を生み出していないどころか抵抗Ｄが増加して回転を阻害していることがわかる。It is understood that the pitch of the wing of the bamboo dragonfly is a pitch of the fixed effective plus, increases far from not inventing the lift that prolongs the flight duration when the descent flies effectively for rising flight in the latter half of action Todocooa when the turn increases resistance D, and obstructs the rotation.
そこで考え出だしたのがカエデなどの枝果が落下時に使う自動空転作用を竹トンボに応用することである。Then, the automatic idling action that having begun to go out by thinking uses when Edahata such
as the maples falls is applied to the bamboo dragonfly.
自動空転作用＝オートローティーションは現在のヘリコプターの安全装置につかわれている。
Ortorortetion is used for the safety device of a present helicopter.
エンジンストップ
などの際に作動させて、落下する相対気流の空気力を利用して、ローターの回転を一定に保ち、安全に降下する装置でいまでも使用されている。
このオートローテーションのメカニズムを竹トンボに応用することで降下時の時間を伸ばす方法を思いついたのである。 The method of extending the time when descending by applying the mechanism of this auto rotation to the bamboo dragonfly was hit on.
ポイントはオートローテーションに入れるためには回転翼の羽根のピッチをマイナスにする必要がある。竹トンボの上昇飛行には必須のプラスのピッチをいかにして、回転状態を保ちながらマイナスピッチに移行させるか、、、 そこで思いついたのが、、、、前述のシェルバが開発したヒンジの機構である。
Then, having hit on is a mechanism of the hinge that above-mentioned Shelba
developed.
そのヒンジはδデルタスリー
ヒンジと呼ばれている。
そのヒンジのメカニズムを下に記す。
この斜めに傾いた軸を持つヒンジを使えば、降下飛行時に受ける上向きの相対気流を受けて回転翼コーニング角が上向くと δデルタ角が干渉して、見事に回転翼の羽根はプラスのピッチからスムーズにマイナスのピッチに移行していくことになる。
この機構原理を竹トンボの応用に着想した時、われながらニヤリとしてしまった。
実際の製作においては厚肉の竹を選んだ。私の住む京都府の山城地区は昔から竹の産地であり、竹の材料には事欠かない。
付近には竹細工の専門店や工房などもあり、地（知）の利を得ている。
しかし、どうやって竹とんぼにヒンジ機構を組み込むかが問題であった。
It was a problem how to build the hinge mechanism into the bamboo dragonfly.
竹は繊維方向がはっきりしていて、割れやすいし、とてもヒンジを組み込むなど非常に困難な状況であった。
そこで竹細工の技術を学ぶべく、いくつかの竹細工の工房を訪ね、製作技術を研究し応用した。茶筅で有名な奈良県の高山の茶筅工房も見学した。The atelier of some bamboo wares was visited, and the production technology was
researched and applied.
そして、いくつかの試作を重ねて完成したのが下の画像。
δヒンジの斜め軸を持つヒンジを見事に竹トンボに組み込んだ。
ヒンジのラインは直線でなく、Ｓ字カーブになっている。これは直線だとどうしても初速回転時の遠心力に
ヒンジが耐え切れずに引きちぎれることが続発したために工夫した。いつかはその引きちぎれた片方の羽根が
私の頭の毛をかすめて飛んでいった。 Ｓ字カーブヒンジは実物ジェットエンジンのタービン羽根の取り付け形状に
ヒントを得たもので強大な遠心力に耐えてくれる。専門語でダブテール（鴨の尻尾）と呼ばれている。
こうしてテスト飛行となった。
テスト飛行の最初から、このδヒンジの効果が下降飛行時に有効に働くことが目に見えて確認できたこと
に我ながら驚いたものである。 理論と実験値が一致した瞬間であった。 It is the one to being able the remarkable confirmation of effectively working when the effect
of this δ hinge flies from the beginning of the test flight the descent to have been surprised
though it was me. The theory was a corresponding moment to the experiment value.
下降時にはこれまでの竹トンボには見られない、回転速度の落ちない、むしろ上がったと感じられる
ゆっくりとした、降下にブレーキがかかったような、オートローテーション独特の飛行状態になること
が確認できた。
実際にその効果を判定すべく、δヒンジを持たない竹トンボと飛行時間を計測し、比較すると約５％の
滞空時間の増加が確認できた。 An increase in the flight duration of about 5% was able to be confirmed by actually measuring,
and comparing the bamboo dragonfly and the flight time without the δ hinge to judge the
effect.
その後、空力研究を進め、下の画像右にあるような空力的に洗練されたされたスタイルに仕上げている。
竹トンボという、古来から変わりようのない完成された玩具にこのような現代航空力学の空力的効果を持つメカニズムを組み込んで、工夫したものは今まで例を見ないし、ひょっとしたら、世界初の試みであるのかも知れないと
自負している、、、、、。
It has pride that devised what is not able not to have seen the example up to now, and to know whether it is the by chance first attempt in the world by changing from old, that is, the bamboo dragonfly and building in the mechanism with an aerodynamic effect of such the present age aeromechanics in the completed toy that not is.
