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夏休みの自由工作で、モーターを使った工作を作る事になりました。
スチレンボードで羽根や胴体部分を切り貼りして作ったとても簡易的な飛行機の先端に、1mくらいの長めの導線を繋いだモーターとプロペラを貼り付けスイッチを入れると、導線にぶら下がった状態の飛行機がプロペラの推進力でグルグルと旋回(回転)すると言うものです。
モーターは胴体右側面に固定し、右回転させるものになります。
飛行機本体は長方形に切ったボード4枚(翼2枚、尾翼2枚、胴体1枚)を貼り付けて作っただけのものです。
プロペラは、風が後ろ方向に出る方向に回転させています。

ですがこれがなかなかうまく旋回してくれません。
胴体に重りになるものを貼り付けて重心を調節しなければならないようですが、どの辺りに付けてみても飛行機は傾いたまま旋回する気配は全くありません。
それどころか、モーターが重いからなのか分かりませんが、プロペラを回しても飛行機本体は若干前にふわっとなるぐらいでほぼ動いていません。

因みにプロペラを逆回転(前方向に風が出るように回転)させてみると、飛行機が後ろ向きに大きく動きます。もう少しで回転しそうなぐらいの勢いです。

全体の重さは同じなのに、プロペラを逆回転させるとこんなに進むのは何故なのでしょう・・・


この工作の作り方はとある所で見たものなのですが、全くその通りに作ったつもりなのですができません。
そもそもこの工作自体が本当に回る飛行機が作れるのかどうかも怪しい気すらしてきました。

物理のセンスが全くないので「飛行機を右回転させるにはこうしなければ回らない」と言うようなポイントが分かりません。
導線は胴体のどの辺りから吊るせば良いのか、重心はどこに置いたらいいのか、今日1日ずっと子供と一緒に試行錯誤していたのですがもうお手上げです。
子供がこれを作りたいと言ったので材料も買ってしまったし、諦めたくないのでなんとか完成させたいのですが。

どなたか頭の良い方、助けて下さい。

宜しくお願いします。

A 回答 (8件)

>手でぐるぐる回して“うまく円を描けたら”、軌道に乗って回る



昔あったUコン(エンジン付き模型飛行機をワイヤーでコントロールする)みたいなのだったら
綺麗に円を描いて回るんでしょうけど。

垂直尾翼も飾りですから、円を描くような、振り子のようなそんな動きしかしないかも。
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回答NO.4です。


 補足ありがとうございました。

 工作の作り方が載っているページの内容ですと、ただ、モーターを回しただけだと右向きに回らないでしょうね。モーターを回すと、飛行機はただ前に進もうとして少し進んだところで傾いたままになっちゃうでしょうね。
 説明の中の最後の 完成 のところにある説明が分かりづらいですが、飛行機を電線の先を持ってじっとしてるだけじゃ回りそうにないですね。要は飛行機が右回りに周るように手でぐるぐる回してやるとそのうち、飛行機はモーターの力で自分で回りだすよっていう事みたいですね。手で始めの回転をさせてやらないとダメなんて、ひどい説明ですね。
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この回答へのお礼

度々ありがとうございます!

>飛行機を電線の先を持ってじっとしてるだけじゃ回りそうにないですね。
ハッ!としました!!!そういう事だったんですね!?(汗)手で回して軌道に乗せてやらないと無理なのですね><
分かりづらいと言うか私が目指していたのとは少し違かったです><
試しに導線をもってぐるぐる回してみたら、次第にぐるぐる回りだしました(汗)
でも図のようにあんなに機体が真っすぐ進行方向へ向いて綺麗にぐるぐる回ったのではなく、バランスを崩しながらバタバタしながらも回っていた感じでした。
回ったのは嬉しかったんですが、でもちょっと想像していたのとは違かったので少々複雑な心境です・・・。

お礼日時:2017/07/25 01:19

参考URLを見たら、機首にモーター、主翼前縁付近に10円玉(カウンターウェイト)、そしてその間に


リード線があって吊ってます。吊っている部分が重心になるように10円玉の位置を調節する。

機体の右側にモーターと10円玉があるので、機体は右に傾く。
この状態だと右に旋回するようになる。
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この回答へのお礼

2度目の回答ありがとうございます!

10円玉でバランスを見て重心をとって、そこをリード線で吊るせばよいのですね!
モーターと10円玉の重さで確かに機体が右に下がっている感じはあります。
なるほど、それで右に旋回するという原理なのですね。

ただNO,7さんの回答で気づかされたのですが、どうやらこの工作では自力で回転することは出来なそうです。
あくまでも手でぐるぐる回して“うまく円を描けたら”、軌道に乗って回るというような造りみたいですね。
試しに導線をぐるぐる回してみたら、回りました。が、想像していたものとは違ったのでどうしようかと考え中です。

お礼日時:2017/07/25 01:27

回答NO.4です。

補足ですが、モーターの導線の止め方を添付図に示しておきます。
「プロペラを付けた飛行機を旋回させるには・」の回答画像5
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まず、どんな形に作ったのか?写真くらいは載せないと回答も難しいですよ。



それから使用したモータはどんなモーターか?できれば型名も。

それから使用した電池は何を何本くらいどのようにつないだのか?

それから導線は主翼の前1/3くらいのところから胴体から垂直に出して吊るします。それで、前が下がったら後ろ胴体の一番後ろに錘をつけて水平になるように調節します。多分、前が上がるようなことはないっと思いますが、前が上がったらモーターに錘をつけて調節します。

それから主翼は左右大きさは同じにかつ胴体からの距離も同じに作ってありますよね?左右がバランスが悪いと機体は傾いてしまいます。

それから、胴体は尾翼近くで高さを高くしてっ垂直尾翼として機能させるような形になってますか?もしそうでないとうまく飛んでくれません。

とりあえず、上記の点について確認してください。
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この回答へのお礼

図まで載せて下さってありがとうございます。質問の補足の方に、今回参考にさせてもらった工作の作り方が載っているページのURLを添付しました。一応この通りに作ったつもりです。改めてアドバイスお願い致します。
モーターはマブチのFA-130RA、3枚プロペラの直径8㎝のものを利用しました。
添付した図のように、モーター(プロペラ)を真っすぐに向けて取り付けたら真っすぐ方向にしか進まなくないですか?左右どちらかにぐるぐると回るようになるのでしょうか??

お礼日時:2017/07/24 23:03

>重心はどこに置いたらいいのか



飛ばすわけじゃないから、全長の半分くらいの所で吊して水平になればいい。そこで導線で吊す。
機首にモーターが付いているから、後ろにカウンターとしておもりを付ける。


>プロペラを逆回転させるとこんなに進むのは何故

飛行機用のプロペラなら、片方に多く風量が送れるようにブレードがねじられているから。
プロペラの向きを間違えているか、機体に当たって風向が変えられ推進力になっていない。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。プロペラは工作用の3枚プロペラ10㎝のものを利用しました。片方にしか穴が開いていないので、モーターを挿す向きは変えられないと思います。逆回転させたときの方がむしろ風量は弱く、音も小さいです。プロペラが機体に当たっていると言う事もなかったです・・
No,1さんが回答してくださった力のモーメントと言う事を考えると、プロペラを真っすぐ付けてしまうと回転はしないのではないでしょうか?導線で水平になるように吊るして重さのバランスもとれば、回転するのでしょうか??

お礼日時:2017/07/24 23:15

とりあえず、羽根の中心に重心が来るように羽根より後ろ側にオモリ(鉛など)を取り付けてください、羽根より離れるほど、少量の鉛で済みます。



まあ、飛ばさないのであれば、あまり重要ではありませんが

左に回転させたいのであれば、垂直尾翼があれば、それを45度に傾けてください/上から見てこんな形

これで、モーターを回せば左方向に回転します。

プロペラを逆回転させれば、前方向に風を送るので、それで後ろに下がります。
模型用のプロペラなら、そのように作られていますから
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この回答へのお礼

ありがとうございます!

>左に回転させたいのであれば、垂直尾翼があれば、それを45度に傾けてください/上から見てこんな形
試してみました。最初よりかは若干左方向に機体が向いた感じはありましたが、それでもまだまだ回転には程遠い状況です・・・。
NO.1さんの回答を参考に、プロペラ(モーター)を角度を付けて取り付けてみたら、グルグル回り出しました。
やっぱりプロペラを真っすぐ取り付けてしまうと前に進む力しかないのだなと思ったのですが、そんなことはないのでしょうか?
グルグル回ったのは良かったですが、やっぱりプロペラが曲がってついているのはどうにも不自然な見た目だったので、プロペラを真っすぐ取り付けたままグルグル回ってくれるのが理想なのですが無理なのでしょうか・・・。
真っすぐに取り付けていても、逆回転させるとうしろ向きにグルグル回り出したことを考えると無理ではないと言う事なのでしょうか。

>プロペラを逆回転させれば、前方向に風を送るので、それで後ろに下がります。
模型用のプロペラなら、そのように作られていますから

逆回転させると確かに前方向に風出てきているのですが、正転させた時よりも風は弱く感じるのに回りが良かったのはとても不思議です。

お礼日時:2017/07/24 23:25

おそらく、プロペラの推進力が、回転のための「トルク」(回転のための「力のモーメント」)として働く「ベクトル」の向き、回転中心からの「腕の長さ」の設計が悪いのだと思います。



「力のモーメント」をちょっと復習してみてください。「てこ」として考えれば小学校か中学校の「理科」のレベルの話ですから。
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/mech/gou/momen …
http://s.maho.jp/book/8534a5d11b2c77ce/586701300 …
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この回答へのお礼

ありがとうございます!大体の原理はつかめたような気がします・・・。
そこでまた疑問なのですが、腕の長さは色々試してみて調整してみるとして、力の方向(この場合はプロペラの向き?)はどのように変えたら良いのでしょうか。今はモーターが胴体部分に真っすぐ貼り付けてあるので、作用する力の方向も胴体からほぼ真っすぐ伸びた方向に働いている状態だと思います。これでは回らないと言う事は分かりました。力の向きを変えるには、本体に対してプロペラを斜めに向けて取り付けないと回らないと言う事でしょうか。それは見た目的にどうなのだろうと思えて来てしまいました。でもそうしなければ回らないのですよね。プロペラはそのままに、働く力の向きけを変える方法・・・はないですよね^^;でもちょっと原因が分かってきたので、試してみようと思います!!

お礼日時:2017/07/23 23:53

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