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sim

20120130.png

今回は遂に新型の機体の話だと思った方残念!あなた騙されちゃったの。

ってことで新型の機体の紹介までにもう一つ。
前作った機体は軌道がやけにぐねぐねしていましたが、ウェザーベーンを作ればそれを解消できるかも・・でも本当にウェザーベーンで命中精度良くなるのかよくわからないしウェザーベーン作るの大変だし・・・

ってことでとりあえず簡易シミュレータを作ってどういう制御にすればどのぐらいの命中精度が得られるのかを検証してみることにしました。今日の画像は作った簡易シミュレータの画面です。
あくまで簡易シミュレータなので、色々な物理現象が簡略化されていますが、ちゃんと飛行機的な動きを再現してくれます。


でまあ、結論から言いますとウェザーベーンはあってもなくても命中精度は大して変わりませんでした。
機体の重さや翼の大きさを変えながら色々な制御を試してみた結果、ウェザーベーン作ったりするより、翼を大きく、重量を軽く作った方が命中精度や射程距離が向上するという結果になったため、「なるべく軽く、そして翼を大きく」の方針で機体設計をすることになりました。

次回こそは遂に機体の紹介をしたいと思います(フラグ)。
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ウェザーベーン

今回は機体の説明を、と言っていましたが、予定を変えてウェザーベーンという仕組みについて説明しようかと思います。


ところで今回製作中の誘導弾ですが、四象限方式の赤外線シーカーを使っているあたり、初期型のペイブウェイとかなり似通っています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9A%E3%82%A4%E3%83%96%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%82%A4
wikiでは、
「レーザー・シーカー部には円筒形の「ウェザー・ベーン」と呼ばれる整流板が備わっていた。」
としか書かれていませんが、その役割は以下のようなものだと思われます。

まず、投下された誘導弾には重力などの影響により、弾の正面方向と進行方向に若干のズレが生じます。迎え角というやつですね。
この迎え角の影響により、進行方向は誘導弾の正面より少し下向きになり、目標を誘導弾の正面に捉え続けるよう誘導した場合、目標の手前に着弾してしまうことが多いです。
したがって、目標を進行方向に捉え続けるようにすれば命中精度が向上することが期待できます。


そこで登場するのがウェザーベーンです。

ウェザーベーンはジンバルに整流板を取り付けたような構造になっており、空気の力によって、空気の流れている向きに自由に動くようになっていると思われます。
誘導弾から見ると、進行方向から空気が流れてくるように見えるので、ウェザーベーンの先端にシーカーを取り付けておけばシーカーは常に進行方向を向いているようにできます。



とまあ、原理は簡単なものですが、実際につくってみようとしたところ、
・強度
・重量
・信頼性
に難点がありました。


誘導弾の先端に付ける必要があるため着弾時にもろに力がかかります。可動部品をそのような場所につけると、補強のために重くなってしまいます。強度と重量はトレードオフであり、必要な強度を許容できる重量で達成できそうにありませんでした。
そして動作の信頼性ですが、シーカーからの電源や信号線が案外固く、風の力だけでは思った方向を向いてくれません。また重力も問題で、重心をジンバルの回転軸上を正確に通るようにしないと、向く方向が進行方向からずれてしまいます。

自作の誘導弾にウェザーベーンを付ける計画は、これらの問題が解決できず、結局お蔵入りとなりました。


今回はここまでです。次回こそ、機体の話をしようかとおもいます。



62N

120117b.jpg

以前使っていたシーカーが不調になったので、この機にシーカー・コントローラを一新することに。
以前のシーカーにもいくつか問題点が見つかっていたので、いい機会だと思うことにしました。


今回のシーカー・コントローラも基本的な構成は同じですが、以下のような点を修正しました。

・キャパシタ等の素子の個体差のせいで、バンドパスフィルタ部の増幅率がチャンネル毎にばらつきがあった。
->アナログ回路で行うのはトランスインピーダンスアンプでの増幅と、ハイパスのみにし、バンドパスフィルタはAD変換後にデジタルフィルタで行うようにしました。

・マイコンの処理能力がちょっと低め。
->マイコンをSH7125からRX62Nへ変更。FPU付いてるのがグッドです。

・目標が正面から少しはずれると、すぐに誤検知が増える
->半値角の大きいフォトダイオードに変更。

・電源用のキャパシタが必要以上に大きくて重い
->必要な箇所だけ残し、他は小さいのにした。

・ジャイロが搭載されていない
->積みました。



尚、バンドパスフィルタをマイコン内部で行うように変更したため、シーカーはかなり小さくなりました。


バンドパスフィルタをデジタルフィルタで行うようにした効果が大きいようで、前回のシーカーではおよそ20mぐらいまでしか正確に検知できていませんでしたが、今回のシーカーでは70mでもしっかりと検知できていました。
また信号強度を見たところ、計算上では150mぐらいまではちゃんと検知できるみたいです。正直、ここまで性能出るとは思っていませんでした。



次回は機体側の説明をしようかと思います。

かっこいいものは、最近はカーボンでできている

今更気づいたけど、この世代の機体は実物も設計図も、一枚も写真が残ってないことが判明。
加えて本体も既に破棄してしまってるので、今回は文字だけの更新です。



今回の機体は、前回のものから大きな方向転換をすることになります。

まず一つは、前回までは翼の断面をしっかり作っていたのですが、ラジコンを作ったことのある友人の「翼形つくるの面倒だし、僕は大抵平板でやってしまうけどねー。」との一言により、翼を平板に変更しました。
また、今まではペットボトルの胴体がありましたが、それも省略。機体は板を切り出して十字に貼りあわせただけのものになりました。
それに伴って素材も変更スチレンペーパー(スーパーで売ってる肉のトレイとかと同じ素材です)に変更しました。

このおかげて機体製作はかなり楽になりました。


また、「横向きに飛ばすより、高いところから落とす方が簡単なんじゃね?」とのアドバイスから、高いところから落とす方式に変更。


あとは前回からの変更点として、尾翼形式をカナード型に戻したり、翼を飛行機らしい形からミサイルらしい形に戻したりしました。


ということで機体が完成して投下試験。


その結果、ぐねぐねと曲がった飛び方をし、遂に誘導してるような動きになりました。


ですが問題は壊れる。

投下するたびに機体が割れたり、サーボのギアが壊れたりします。
カナード形式にしたため、着弾時にサーボにもろに力がかかってしまっているようです。
サーボは1個1000円弱するので、一投1000円は流石に高い。

エアブレーキをつけてみたり、動翼の軸をカーボン製にしてみたり色々足掻いてみたのですが、
それでも投げるたびどこかしらは破損します。


そうこうしている間にシーカーまで壊れたようなので、ここで次の機体の制作に移ることにしました。


とうことで今回はここまで。次回は現在のシーカー・コントロール基板について書きたいと思います。

reembody

120110.jpg

ということで、今回からは6月以降どのような改良が行われてきたのかについて書いていきたいとおもいます。

6月の時点での課題は翼の大きさに対して機体が重いこと。なので軽量化・翼の大型化の両面から改良を加えていました。その結果出来上がったのが写真の機体。翼が凄く・・・大きいです。

今までは正面から見ると翼が十字についている、いわば「ミサイルらしい形」だったのですが、今回は飛行機らしい形に変更。上下の翼を減らしての軽量化です。
この機体では上下の翼が無いためラダーを切っても殆ど曲がりません。なので曲がる時は機体を傾けて曲がります。いわゆるBank to turnというやつですね。


で、機体が完成したので満を持しての投擲試験。
その結果、以前までは翼の意味があるのかないのかよくわからない飛び方だったのですが、軽量化のお陰もあり翼で飛んでいるようなふわっとした飛び方になりました。
ただ肝心の誘導は、誘導しているのかしていないのかよくわからない怪しげな挙動をします。

原因は、左右への移動をBank to turn式にしたこと。何を改善すればちゃんと誘導するかもよくわからず、手のつけようが無かったためこの機体は破棄し次の機体を作ることになります。


ということで、この続きはまた次回。

reboot

いやー、さぼりすぎた。
ということでこんにちは。およそ半年ぶりの更新です。

Twitterを始めてから、細かいことはあっちに書くようになってしまい、でもってTwitterに書いたし良いか・・みたいな感じでこちらの更新を半年間さぼってしまっていました。


前置きはここまでにして、制作していた赤外線誘導ペットボトルロケットは半年の間になかなか良い感じになってきています。具体的に言うと、20m先の赤外線投光器を持った人間大のターゲットに大体直撃させれるぐらい。

現在できているものの事を全部書いてしまうとまた息切れしそうなので、今日はここらへんまでにしておいて、どういう迷走を経てここまで辿り着いたかは次回から順を追って説明していきますね。

ではまた。
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