３チャンネルラジコンヘリについて

Question

いつも大変お世話になっております。

私はトイラジコンの３チャンネルでMXRD2というヘリを購入しました。

このヘリのタイプはテールモータで前進・後退を制御するタイプでした。純正のテールブレードだとあまりに速度が遅く、チョットの風にも制御不能に陥るために、素人考えながらテールブレードの風量を増やすために大き目のテールブレードを購入すればいいと考え、通販で工作用の大きめのプロペラを購入したのですが、規格が合わなくてぶかぶかではまりませんでした。

今後、こういう失敗をしないようにプロの方々の意見を聞きたいです。

まず、どうしたら良いのでしょうか？モータの軸とテールブレードの軸幅の規格とかあったら教えてください。それと間違えて買ったプロペラがスペーサのようなもので装備可能なら詳細をお願いします。

よろしくお願いいたします。

kup-ue · Accepted Answer

アマゾンの写真を見るとメインローターの上側にはスタビライザーというこれとメインローターの傾きが異なった時にメインローターのピッチを都合の良い角度のときに動かしてスタビライザーの回転面に対しローター軸を直角に保とうと矯正する安定機構が付いているようです。
このおかげで、簡単な仕組みでも安定して飛ぶことができます。
空中に浮かぶものの運動は、ｘｙｚの3方向とその軸に対する回転の6個の要素で代表させて表わすことができます。この6個の要素は普通に使うｘｙｚの直交座標でなくても進行方向を基準にした極座標的なものなど、いくつかの表わす方法がありますが、結局は同じものを別の見方をしているだけで最終的には6個の要素に分けられるはずです。それらの運動を時間に関連付けて考えれば空中を動く物体の運動を解くことができます。
ヘリの場合で言えば、前後、左右、上下、及びそれらの周りの回転を考えれば良いわけです。

このトイヘリの場合で言えば上下動ははふたつのメインローターの回転で生み出す揚力でコントロールし、前後と左右に進む力はこのローターが傾くことで発生する分力が進む力になります。上下を軸とする回転はラダーのスティックを使って互いに反転するふたつのメインローターの力の差（トルクの差）による反動で行います。左右を軸とする回転はお尻についている上向きのローターを正転させたり逆転させたりすることで回転力を得ます（エレベーターと言います）。
ところが前後を軸とする左右方向の回転はどうやっておこなうのでしょうか？
ありませんね。それでラダーで向きを変えてからエレベーターで調整するという間接的な方法で行うことになります。もし左右と前後と同時に回転させたいときは、その二つは合力で間の向きのひとつの回転に置き換えることができるので、その方向にラダーで合わせてからエレベーターで行うと言うことになります。
いづれにしろ余分な操作が必要でヘリのようにもともと静的な安定性というものを持っていないものを操縦するには心もとない操作性です。
それで最初に述べたスタビライザーの効きを良くして簡単には向きが変わらないようにしているのです。
スタビライザーは軽く上下に回転するようになっているので機体の向きが変わっても慣性力のより前と同じ回転面を保とうとします。この回転面とローターの回転の面のずれによってローターのピッチが代わり機体が元の状態に戻ろうとする揚力の不均衡を発生させるようなリンクの構造になっています。
このときの力は単に揚力の不均衡によるアンバランスの力による回転する力だけでなく、ジャイロ効果という後で少し説明する方法の効果もあります。
スタビライザーの力は慣性力が元ですから先端の錘が重いほど、また回転速度が速いほど大きくなります。スタビライザーの作用が完璧に機体の揺れを抑えてしまうと今度はいつまでたっても機体の良向きを変えられなくなるので効きはある程度お去られていなければいけません。効きが弱いほど操縦性は良くなりますが、安定性は悪くなり、この手の制御系が決定的に不足している機体では、操縦性を犠牲にしなければ神わざでも持っていない限りホバリングできなくなります。
従って風のないときに飛ばすのが原則で屋外で飛ばすなどというのは無風のときでもない限り思ったように飛ばすことはできません。屋内でもエアコンの風でさえ影響を受けかねません。

本物のヘリも本格的な模型も操縦する機構は同じでトイヘリとは仕組みが異なります。こちらはジャイロ効果というものをふんだんに使います。
基本はサイクリックコントロールといってローターのピッチを一回転の中の任意の角度のときに大きくしたり小さくしたりする方法で、スワッシュプレートと呼ぶ、本体側について回る円盤とローター側について回る円盤を動軸で重ね合わせたものをろたーの回転時に自由に傾くように取りつけてあります。本体側の円盤は本体側のレバーで自由に傾けることができます。一方ローター側の円盤はローターのピッチを変えられるようにローターにつながっています。円盤が傾くとローターの横を引っ張ってピッチを変えます。
スワッシュスプレーとは、上下にも自由に動くようになっているので全体を動かせばローターのピッチを上下できます。これによって回転数でなくピッチで揚力を調整できるようになっています。
ローターのピッチが回転面内で変わると揚力の不均衡が起きてローター軸を倒すように押そうとしますが、このときジャイロ効果により押した方向でなくそれと90度の方向に倒す力が働きます。これは慣性力によりローターが元の動きを保とうとすると回転によって向きが変えられるために90度ずれた方に傾く現象です。
本物のヘリも模型のヘリもこれを積極的に利用しています。力の元は慣性力ですのでローターが重い（正確には慣性モーメント）ほど、また回転速度が高いほど効果が大きくなります。模型のヘリではローターの先端にに錘を入れて慣性モーメントを大きくしています。ローターの回転速度を変えるとジャイロ効果は大きく変わるので回転速度はあまり変えないように設定する場合が普通です。
このジャイロ効果の方が揚力の不均衡よりもはるかに大きく働くようにしているので小さな力で大きく傾けることができ、素早く機体の向きを変えることができます。特に模型では本物と違って比強度が高いので激しい３Dの飛行が可能となります。
本物では大きいので人間わざでも何とか飛ばせるのでスタビライザーはそれほど使いませんが、模型の大きさではスタビライザーを使うのが基本です。
サイクリックコントロールを使う機体では、ベルヒラー式などと呼ばれる複雑な機構で安定性だけでなく舵の効きも直ちに伝わるリンク機構を持っているので舵の効きが遅れると言うことはありません。また安定性と舵の効き具合の調整も割と簡単に案分できます。
この機構は驚くほど巧妙な仕組みですが複雑で部品代も高いので最近は開発費は掛かるけれども部品代はずっと安い電子式が主流のようです。

操縦性に関してはこういった本格的なヘリの方が良いので操縦も簡単ですが、仕組みが複雑なために重反転式はほとんど作られていません。その結果シングルローター式のヘリとなり、回転トルクを打ち消すためにお尻に常に横方向の風を送るテールローターが必要になります。
このテールローターの副作用でヘリは常に横方向に押されホバリングで同じ位置を保つのに機体を傾けてその力を打ち消さなければいけません。
これは水平が安定だと思う人間の本能に逆らうこのなので最初は慣れるのが大変です。けれど不思議なものでそのうち慣れて傾いてホバリングしていても不思議とも何とも思わなくなります。
たｄし、ローターが重いので同じ大きさでもトイヘリよりはローターの危険性は格段に大きいです。さすがにマイクロヘリではかなり痛いくらいで済みますが250以上では手などスパッと切れます。450クラスでは大けがどころか死ぬ危険性もあります。

でも数年前までは浮かぶだけでも大変だったのでトイヘリでも十分楽しいと思います。

ジャイロ効果について、簡単で素晴らしい説明
http://homepage2.nifty.com/eman/dynamics/gyro.html

ヘリのサイクリックコントロールの仕組みについて
http://homepage2.nifty.com/eman/dynamics/gyro.html

ヘリの仕組みについてはいい加減な説明を多いですが、もっとわかりやすい説明も多いのgoogleなどで検索してください。

shinotel · Answer

#１です。

屋外用でしたか、失礼しました。
しかしながら、屋外用であればそれなりの大きさを伴っていますから、「空モノ」のこの手の改造は危険負担も大きくなって来ますから、自己責任とは言えおやめになった方がいいですね。
もともとトイラジでなければ、テールローターはラダー（舵）の役割を担う部分で、機体に対して垂直に回転させています。
お求めになった機体のテールは、水平回転をさせてテールを上下させることで前後進のコントロールをさせていると思います。
そうなると、左右へのコントロールは同軸2重反転ローターの回転差だけが頼りとなるので、機体が大きくなる程機敏な動作が難しくなるのでしょう。
前後動作だけを担うテールのブレードを変えてみても、「風に対して機敏」かどうかは疑わしくなります。
最初に書きましたが、3チャンネルですから、多くを求めないことです。
カメラ付きみたいなので、ゆっくり目の方が目的にかなう面もありますよ。

余談ですが、機種名などは出来るだけ正確を期していただくと、回答も多く寄せられるのでは？と思います。
補足で書かれたURLを見ると　「MK-RH2」となっていて、補足とも異なります。

shinotel · Answer

プロではないですが・・。

まず「MXRD2」という3チャンネルのトイラジコンが確認できませんでしたので推測ですが、屋内で使用していますか？
「チョットの風にも制御不能に陥る」とは、屋外でのことでしょうか。
屋外で使えるトイラジで3チャンネルというのはまず考えられませんから、もし屋外用をお望みなら、4チャンネル以上のちゃんとしたラジコンヘリを選びましょう。（その代わり難しくなります）

ブレードのサイズ云々については、モーターやその軸径、機体の設計等で考えられたものなので、そう簡単に交換もできないでしょう。ましてや、トイラジの世界では、交換部品の供給があれば御の字というものです。

購入されたペラを、うまくスペーサーで芯出ししたとしても、高速回転をしている最中に、外れてしまうのがオチです。
これはこれとして、純正でガマンしましょう。4チャンネルのトイラジヘリならまだマシです。

３チャンネルラジコンヘリについて

#１です。

プロではないですが・・。

この回答への補足

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