フライトモデル解説 その3

さて、翼の説明に入ります。

** wing タグ
主翼の形状や特性を設定します。wing タグの属性では主翼の左半分の形状と抗力(ドラッグ)を指定します。以下に属性について説明します。
- x, y, z: 主翼左半分の付け根の中心座標。単位はメートル
- taper: 主翼の先細り具合を示す数値で、x軸上の翼端の長さを主翼の付け根(胴体と接する部分の主翼の長さ)で割った値となります。1.0で翼端と長方形の翼となり、0.0で翼端が点になります。
- length: 主翼の付け根部分の長さ
- chord: 主翼の幅(機体の幅を半分にした値)。
- camber: 翼型中心線(翼断面の上面と下面の中点を結んで得られる曲線)と翼弦線との距離を示します。翼の断面図において、上下の形状が対象であればキャンバー角は0となります。一般的にキャンバーを大きくすれば失速時の迎え角(aoa)が増加します。これにより得られる最大揚力も増加しますが、同時に抵抗も増加します。
- dihedral: 主翼の取り付け角度。y軸と翼との角度を示します。
- idrag: 主翼により発生する誘導抗力の乗数を示します。一般的にアスペクト比の低い翼はアスペクト比の高い翼と比べると同じ迎え角 に対して低い誘導抗力を発生させます。Yasim では、誘導抗力に関する推定は不十分であるため、アプローチ時のスロットル設定をチューニングするためにこの値を調整する必要があります(とはいうものの、非常に難しいです)。
- incidence: 翼の付け根部分の取り付け角を示します。前翼端が後翼端よりも高い場合はが正の値を示します。
- sweep: 主翼の後退角を示します。前翼後退角ではないので注意してください。A6M2 はほぼ 0となります。
- twist: 翼の付け根の取り付け角と翼端の取り付け角との差のことで、翼端の取り付け角の方が小さければ負の値を示します。通常は負の値となり、翼端の取り付け角の方が小さくなります(ウォッシュアウト)

以下に A6M2 の wing タグを示します。wing タグ中では、ストール時の挙動と、フラップ及びエルロンの設定をタグで記述します。これらのタグの説明は後述します。

<wing x="0.0" y="0.4" z="-0.35" taper="0.44" incidence="-0.5"
length="5.6" chord="2.464" sweep="0.0" dihedral="6.5" camber="0.05"
twist="-1.8" idrag="1.25">
<stall aoa="14" width="5" peak="1.5"/>
<flap0 start="0.0" end="0.4" lift="1.7" drag="1.9"/>
<flap1 start="0.4" end="1.0" lift="1.4" drag="1.1"/>
<control-input axis="/controls/flight/flaps" control="FLAP0"/>
<control-output control="FLAP0" prop="/surface-positions/flap-pos-norm"/>
<control-speed control="FLAP0" transition-time="7"/>
<control-input axis="/controls/flight/aileron" control="FLAP1" split="true"/
>
<control-output control="FLAP1" side="left"
prop="surface-positions/left-aileron-pos-norm"/>
<control-output control="FLAP1" side="right"
prop="surface-positions/right-aileron-pos-norm"/>
<control-speed control="FLAP1" transition-time="1"/>
<control-input axis="/controls/flight/aileron-trim" control="FLAP1" split="t
rue"/>
</wing>

** stall タグ
wing タグ内に記述し、ストール時の挙動を表します。stall タグではこのストール時の挙動を以下に示す3つの属性で決定します。
- aoa: ストール角(最大揚力)を角度で示します。この角度は胴体との角度ではなく、翼との角度を示す事に注意してください。なぜなら翼の incidence が常に 0 だとは限らないからです。
- width: ストールの「幅」を示す角度です。この値が大きくなる程緩やかなストールとなります。twist 値が0である翼にとっては、この値が小さいと非常に危険なストルとなります。twist した翼は翼全体が同時にストールしないため小さい値でも耐えられます。
- peak: 揚力がピークとなる高さを、45度におけるストール後の二次ピークとの相対値で表します。デフォルト値は1.5になっています。この値は「魔術」であり、通常は変更する必要はないでしょう。

** flap0, flap1, slat, spoiler タグ
stall タグと同様、 wing タグ内に記述することでエルロンやフラップなどの「舵」の位置、形状、及び効き具合を定義します。
- start: 翼上における舵の物理的な開始位置を指定します。0.0 は翼の付け根を、1.0 は翼端を示します。
- end: 翼上における舵の終端位置を指定します。値の意味は start と同じです。
- lift: 舵を最大にした際の揚力の乗数を示します。標準的なエルロンは 1.2 となり、大型ジェット機のフラップは2.0 となります。
- drag: lift と同様の条件における抗力の乗数を示します。フラップでは通常 lift より大きな値を指定します。
- aoa: slat のみの属性です。(A6M2 には存在しないので省略)

A6M2 の主翼における flap0(フラップ), flap1(エルロン) は以下のようになります。
<flap0 start="0.0" end="0.4" lift="1.7" drag="1.9"/>
<flap1 start="0.4" end="1.0" lift="1.4" drag="1.1"/>


** control-input タグ
舵の制御に用いるフライトギアのプロパティ名を定義します。wing, hstab, vstab, cruise 及び approach タグのサブ要素として記述することができます。control-input タグの必須属性は axis と contorl です。属性の説明は以下の通りです。

- axis: 舵を操作するフライトギアのプロパティを指定します。flaps の場合 "/controls/flight/flaps" となります。同様に エルロンの場合は "/controls/flight/aileron" となります。これらのプロパティはフライトギアのメニューから "File > Browse Internal Properties" を選択する事で閲覧できます。
- control: 入力値を利用する制御装置を指定します。プロペラ機の場合、以下の値を指定できます。
-- THROTTLE: スロットル
-- MIXTURE: 空燃費
-- BRAKE: ランディングギアのブレーキ
-- STEER: ランディングギアのステアリング
-- FLAP0: フラップ
-- FLAP1: エルロン (機種により異なる場合もある)
-- SLAT: スラット
-- SPOILER: スポイラー
- invert: "true" を指定すると制御の方向を逆にできます。J7W の様に主翼が後ろにある場合などでエレベータの制御を上下逆にする場合に利用します。
- split: "true" を指定すると左側にはプロパティの値が、右側にはプロパティの値を政府反転した値がそれぞれ適用されます。
- square: "true" を指定すると舵を操作する際に、プロパティの平方根を用います。少し舵を切った時の挙動を押さえたい時に利用します。プロパティの範囲が-1.0〜1.0の時のみ利用してください。

A6M2 のフラップでは次のように指定しています。
<control-input axis="/controls/flight/flaps" control="FLAP0"/>

** control-output タグ
各制御装置の状態を保存する為のフライトギアのプロパティを指定します。このタグにより書き出された値は、Nasal スクリプトや計器表示、アニメーション等で利用されます。指定されたプロパティに書き出される値は、control-input タグの属性や control-speed により加工された値となります。control-output タグの属性は以下の通りです。
- control: control-input タグと同じ
- prop: 値を書き込むフライトギアのプロパティ名を指定します。どのプロパティに書き込むべきかは色々な機体のフライトモデルを参考にしてください。

A6M2 のフラップ位置の書き出しは、次のようになります。
<control-output control="FLAP0" prop="/surface-positions/flap-pos-norm"/>
フラップのアニメーションを行う時は、このプロパティを参照して、フラップの座標を計算しています。(A6M2/Model/a6m2b-anim.xml を参照してください)

** control-speed タグ
control-input で指定されたプロパティが変化した時の制御速度を指定します。例えば、']' キーを押してフラップを一段下げた場合に /controls/flight/flap は0.0から0.25に変化します。このとき control-speed で2秒と指定しておくと、フラップは2秒掛けて 0.25 の位置に移動する事になります。control-output で指定されたプロパティは 2秒間で 0 から 0.25 に徐々に変化します。A6M2 のフラップに対する control-speed は次のように記述されています。

<control-speed control="FLAP1" transition-time="1"/>

この例ではフラップが下ろされた時に 1 秒掛けて指定された位置に移動することとなります。