●ストール・ターン

 

演技としては前後の水平飛行や引き起こしのRも含まれるのですが、ここでは頂点のターン部分について考えてみます。

 

まず、ターンの主要なポイントは、「機体の重心が完全な垂直ラインを描く事」です。

真っすぐに上がり、重心点を旋回軸にしてヨー方向に180°回転して、同じ経路を降りて来なければなりません。

上昇と下降のラインにズレがあればその程度によって減点されます。

 

重心点を軸に回転→減点無し

半径1/2翼長(経路ズレ1翼長)以内の回転→減点1

半径1翼長(経路ズレ2翼長)以内の回転→減点2〜3

半径1-1/2翼長(経路ズレ3翼長)以上の回転→減点4〜5

半径2翼長(経路ズレ4翼長)以上の回転→ウィング・オーバーとして0点

 

減点項目としてはこの他に、

ターン開始前のスライド飛行→減点1

ターン中のロール方向やピッチ方向のズレ→15度/1点ルール

旋回後の振り子運動→減点1

と、なっています。

但し、機体が失速している状態において風に流された分は減点されません。(区域外飛行は許されない)

 

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2013.9.18

それと、ここから先はF3A飛行演技ガイドには細かく記されていない事で、個人的な考えにもなりますが、回転を始めるタイミングの問題があります。

垂直上昇がいくら上手くいっても、ラダー打ちのタイミングが早ければ機体がスライドしたり、経路ズレの原因になってしまいます。

また反対にタイミングが遅れると、自由落下部分が長くなってターン全体の形が崩れてしまいます。

 

演技ガイドの最初には、『このガイドは全ての演技方法を網羅するものでは無い』とありますが、

より完成度の高い演技の為には色々と細かい配慮も必要と思うのです。

 

●回転運動中の重心位置の動き

 

図のa,b,c,dは、重心マークの時を回転スタートとし、矢印先端部分で終了した場合の重心位置の動きを表しています。

 

簡単に言うと

a. 回転スタートのタイミングが早い

b. 最適なタイミング

c. タイミングが遅い

d. 上死点からの落下

と、なっています。

 

bの最適タイミングに比べ、aやcは重心の移動距離が必要以上に長くなっているので、左右の経路ズレが少なくても最良の出来とは言えません。

dよりタイミングが遅くなって、重心が後退を始めてから回転する様では、テールスライドの要素が強くなるので、場合によっては0点となってしまう事があります。

 

小回りをさせる為に、垂直上昇のスピードがゼロになる瞬間に、垂直尾翼の片側に風圧を受ける様に操作して、機体の落下も利用してターンを完了すると言うやり方がありますが、この方法は、落下距離が大きくなるので、やはり最良の方法とは言えないのです。

 

実機の方では、重心の移動量と減点について、円を使って説明しているサイトがありました。

 

 

円なので、上下左右のズレについて対応出来ています。

重心の移動が翼長の半分以内に収まれば減点は無しで、それ以降は翼長の半分ごとに1点ずつ減点が追加されます。

 

 

また、この減点量はF3Aの基準とそれ程大きな違いは無いものともなっています。

 

 

これに先ほどの、a,b,c,dの例を当てはめてみると、それなりに点数に差がつく様子が分かります。

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2013.10.5

●落下運動

飛行機がストール・ターンの様な失速を伴う運動をする時は、放り上げられたボールと同じ運動をするだけです。

 

物体が空気抵抗を受けながら落下している時の様子は計算で求められるので、

計算サイト

http://keisan.casio.jp/exec/system/1164007737

を使って、「ある時間」落下した時の「距離」と「スピード」を調べてみました。

 

入力項目の空気抵抗係数など全く分からないので、仮の抵抗係数を入れて空気抵抗と釣り合う「終端速度」を出してみて、そこから逆に推察です。

色々やってみると、落下初期の極短時間においては、抵抗係数の影響はあまり大きくない事が分かります。

つまり、ターンにかかる時間程度では、姿勢変化によって抵抗が変わったとしても、その違いはあまり出ない様です。

 

計算は、例えば、重量5kg、空気抵抗係数0.01としてみると、

0.5秒→1.2m  17km/h

1秒 →4.8m   35km/h

1.5秒→10.9m   52km/h

といった感じになります。

 

1秒落下するだけでも4m以上と、結構な距離になっています。

これは、翼長2mの機体だと、翼長の半分ごとに-1点とすれば、3~4点の減点に相当します。

まぁ、実機の採点基準なので、これで点をつける訳ではありませんが、

何れにしても、落下に1秒かかる様なターン、つまり、上昇部分を含めると、回転開始から終了までに2秒かかる様なターンでは、結構な移動距離になっている事が想像出来るのです。

 

大きい機体がゆっくりターンしているのは、浮いている感じがして優雅に見えるかもしれませんが、時間がかかっているという事は、実際にはかなりの落下距離があるという事なので、その部分には注意が必要と思われます。

 

同じ様な事ですが、「落下距離」から「時間」を求める事も出来るので、

http://keisan.casio.jp/exec/system/1238740974

「翼長分」落下する時の「時間」を調べてみました。

 

小型機: 翼長1.1m(重量1.1kg 係数0.01)なら

1/2翼長(0.55m)→0.33秒

1翼長(1.1m)→0.48秒

1.5翼長(1.65m)→0.58秒

 

F3A機: 翼長2m(重量5kg 係数0.01)なら

1/2翼長(1m)→0.45秒

1翼長(2m)→0.63秒

1.5翼長(3m)→0.78秒

 

実機: 翼長7m重量(重量800kg 係数1)なら

1/2翼長(3.5m)→0.84秒

1翼長(7m)→1.2秒

1.5翼長(10.5m)→1.47秒

 

翼長が基準なので、当然大きい機体の方が時間も長くなりますが、実機と同じ比率の上下移動量にする為には、相当テキパキと回転しないといけない事が分かります。

 

ストール・ターンが「逆U時型」になってしまえば当然減点ですが、「I(アイ)型」でも色々な出来映えがある事に気をつけなければならないでしょう。

 

因にミュゼットの場合では、動画を見るとターンにかかる時間は1秒ちょっととなっています。

その半分の時間、0.5秒での計算上の自由落下距離は1.22m。

何とか翼長に近いところに収まるでしょうか?

 

それと、話は変わりますが、

落下の計算式を使って、機体重量による落下の違いを調べてみるのも面白いものです。

 

例えば1kgクラスの機体が100g変わると、5秒後にはこんな感じになります。

K=0.008 と仮定

1000g→95.8m  112km/h

1100g→97.5m  115km/h

1200g→99.0m  118km/h

1300g→100.3m  121km/h

1400g→101.5m  123km/h

1500g→102.0m  126km/h

 

落下時間が長くなると空気抵抗係数の影響が大きくなるので、ホントの所は分かりませんが、興味があったら色々試してみてはいかがでしょう。

 

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2013.10.11

●トランポリン

飛行機のストールターンは背景の無い遠く離れた場所で行われるので、見極めが非常に難しくなっています。

その点、トランポリンなら、似た様な運動を近くでハッキリと見る事が出来ます。

「トランポリン 中田大輔」

 

ジャンプの周期は約2秒。

奇麗に見えるストールターンはどんなものなのか、じっくり考えてみる良い材料になりそうです。

 

 

イメージとしてはこんな感じになります。

時間で言うと、横断幕よりも上にいる時間が1秒ちょっととなっています。

空中に停止している様に見えるとすれば、この程度の時間の範囲なんですね。

 

 

ターンに2秒かかるというのはどんな事なのかも、想像してみてください。

トランポリンでの滞空時間は2秒以下なのです。

話が、実機からトランポリンと広がってしまったので、この辺で元に戻す事にしましょう。

模型の競技において実機の基準を適用する事は、ルールが異なっている場合もあるので、注意が必要です。

 

ただ、演技ガイドに記載されていない事の補足や、演技の完成度、芸術性などの見極めには、広い視野を持つ事も必要ではないかと思うのです。

 

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2017.11.30

●ターンの出来栄え

 

ストールターンに関して、アメリカNSRCAP-19パターンの解説図の中の「P-19.09.02」の上の方に、

「Stop before pivot」「Pivot on CG」と、あります。

同じ様な表現は、P-17の時にもありました。

 

 この中で、「重心上で回転」というのは頷けますが、「旋回の前に停止」ですか?

 

停止という事は頂点に達したという事でしょうか。

 

それなら、その後は落下となるので、「落下しながら重心の周りに回転」という事でしょうか?

 

落下中の回転は、この図だと一番右のdの状態です。

 

これでは、機体が180°回転する間に大きく高度低下するので、機体の重心を空中にピン止めした様な回転にはなりません。

 

しかも、もし回転開始のタイミングが遅れ、機体が後退してしまうと、テールスライド演技となって0点となる可能性もあります。

ストールターンの練習を始めた頃の事を考えると、前後左右にパッタン・パッタンを繰り返し、そのうち横に倒す事に慣れ、「ストールターンとはこんなものか」と思ってしまうものです。

 また、F3Aの規定には、重心の左右のズレに対する記載があるだけで、実機の様に上下のズレについては触れられていません。

 これがF3A流の演技と言われればそれまでです。

 

でも、たまたま横にひっくり返った様な挙動が「ストールターン」演技では、ちょっと味気ない感じがします。

イラストの左と右のターンで、どちらが綺麗で完成度の高い「Pivot on CG」に見えますか?

 

FAI Sporting Codeの40ページ、5B.8.11. STALL-TURNSにストールターンの説明があるので、F3Aの流儀は各自で確認しておいた方が良いでしょう。(英語なので解釈が微妙になりますが)

 

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2017.12.1 12.8補足

ストール・ターンの動画を幾つか集めてみました。

 

↑ 1:20〜と、3:00〜辺りにストール・ターンあり。(スローモーションも)

後の方では振り子運動も見られるので、減点ポイントの例にもなります。

この時の解説では「停止するまで」としましたが、実際のところは「停止直前まで」の方が良かったかも。

 

↑ 実機スーパーデカスロンの場合。0:45〜辺り。

ラダーのタイミングをパイロット本人が書き込んでいます。

 

↑ F3Pの場合。 0:42〜辺り。

限られた空間、無風状態、慣性や空気抵抗など、F3Aとは環境が異なっている中での演技。

軽量でしかも上昇スピードが無いので、頂点近くで慣性や運動エネルギーを利用してテールを振り回す事は出来ない。

それに、テールを横滑りさせて回転させようとしてもテール面積が邪魔をするので、結局は、落下を利用したターンになる。

従って、ターン終了までの重心の上下移動が大きい上記イラストdと同じ感じになる。

トップフライヤーだけあって、巧みにパワーコントロールしているが、ターン中にふかし過ぎると横に飛んで行ってコースずれが多くなってしまう。

 

↑実機のストール・ターンが載っていた動画。3:00〜

F3Aとは採点基準が違うかもしれないが、機体の動き方の参考にはなる。

ターンの開始が遅れ、落下しながらの回転で重心移動が多いと減点となる。

 

F3Aには、ターン中の重心の上下移動に関しては記載が無いので、これでOK?