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fwdflt7n 前進飛行の空気力学 7 n 性能計算プログラム   [Mar. 03, 2010]

かつてMS-DOSで、頭を痛くして作ったジャイロプレーン性能計算プログラム。
インターネットの時代が進むにつれて、当時のコンピュータもソフトも徐々に使い物にならなくなった。
フロッピー・ディスクに残しておいたプログラムも、CD-R にコピーはしたものの、動かすのに手間がかかる上に、思った様には機能してくれない。

それで、基本的に同様処理が出来るプログラムを WINDOWS の表計算ソフト「EXCEL」 に組みこんだ。
G6-R503型の性能計算などはこれでまとめ、その後、少しずつ手直しもした。
大気温度と大気圧力(高度)の変化に対応出来るようにした事もその一つ。

プログラムをいじれば結果を変えることは容易。
気温や高度変化の反映の仕方が正しいか?。それ以前に、標準状態・海面高度(気温15℃・高度ゼロ)の条件のもとで、実際と一致する正しい結果を算出しているかどおかも疑問である。
ともあれ現在、表1の様な条件を入力すると、表1と表2の緑色升目のごとく計算結果が出て、図1、図2、図3などの曲線が描ける。

結果に影響する要素や、その反映の方法で、これで良いのかと思われる事項が幾つかある。
表1の、灰色升目の項目や値などがそれである。通常は、これら<入力 1>はいじらず、<入力 2>の機体要目や空気密度の条件を変えて比較検討する。

表1
 Model XG6R オートジャイロ性能計算 < 参照 : NACA T.R. No.716 >
      入力 1 入力 2 結果
飛行重量 [kg]  W   240  
エンジン定格馬力 [hp]  PE   46  
プロペラ基準静止スラスト[kgf]  T0s   135   
プロペラ・スラスト減少率 [-]           ?  0.003     
有害抗力係数 [-] Cdp              ?  0.030     
基準気温 [deg C]         t0 = 15        
基準高度 [m]            Z0 = 0        
基準気圧 [mmHg]          p0 = 760        
気温 OAT [deg C]  t    15  
高度 [m]  Z    0  
高度Z 標準気圧 [mmHg] p = 760*(1-0.000022569*Z)^5.253         760
空気密度 (気温t 高度Z)
   [kg s2/m4] ρ= (1.2931*273/9.80665/(273+t))*p/760
        0.125
空気密度比 [-] ρ/ρ0      1.00
プロペラ静止スラスト [kgf]  T0           ?      135
ローター直径  [m]    7.01  
ローターブレード翼弦長 [mm]    178  
ローターブレード枚数  [枚]    2  
ローターブレード取付角度       θ0   [deg]   1.5  
ローターブレード捻り(上げ)角度   θ1   [deg]   4.7  
ローターブレード翼型 ゼロ揚力角度 θ    [deg]        1.5  
ローターブレード翼型 揚力傾斜 [per radian]     a = 5.73         
ローターブレード翼型特性に関する Sissingh 3項式の定数  δ0 0.0087    
                                      δ1 -0.0216    
                                      δ2 0.400    
ローター・ディスク面積 [ m2]      38.6
ローター・ブレード面積 [ m2]      1.25
ローター・ソリディテイ σ [-]      0.032

表2
チップスピード・レシオ   μ
(アドバンス・レシオ)
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
ローター迎角
(コントロール軸角度)    deg
41.1 15.2 7.2 3.5 1.3
フラップ・バック角度      deg 0.7 1.5 2.2 2.9 3.5
チップパス・プレーン角度  deg 41.8 16.7 9.4 6.4 4.8
ローター揚力係数 1.0452 0.5368 0.2518 0.1379 0.0839
ローター抗力係数 0.9267 0.1627 0.0434 0.0168 0.0082
有害抗力係数 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
全機抗力係数 0.9567 0.1927 0.0734 0.0468 0.0382
飛行速度   m/s 9.8 13.6 19.9 26.9 34.4
            km/h 35.1 49.0 71.6 96.7 124.0
                 mph 21.8 30.5 44.5 60.1 77.0
ローター回転数   rpm 348 352 357 365 375
全機抗力   kg 220 86 70 81 109
プロペラ推力 kg 131 128 120 107 89
必要馬力   hp 28.6 15.6 18.6 29.2 50.1
利用馬力   hp 17.1 23.2 31.7 38.3 40.8
効率 η          
フル・パワー上昇率 m/s -3.6 2.4 4.1 2.9 -2.9
              km/h -12.9 8.5 14.8 10.3 -10.5
               feet/min -707 465 809 561 -572
パワー・オフ降下率 m/s -5.7 -4.5 -5.5 -8.4 -13.6
              km/h 35.1 49.0 71.6 96.7 124.0
               feet/min -1114 -879 -1074 -1654 -2677
滑空比 L/D 1.1 2.8 3.4 2.9 2.2
滑空角     deg 42 20 16 19 24

図の曲線上の丸点は、計算の媒介変数 μ(チップスピード・レシオ)に対応し、左から μ=0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 。
黒色の曲線は気温15℃ 高度0m、赤色の曲線は25℃ 400mの場合で、描画ソフトを使用して重ね合わせた。

図1


図2


図3


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参照頁: Performance Calculation〜性能計算  性能計算ソフト (Apr. 2001)  (Dec. 2000)

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