フライトモデル解説 その5

さて、今回で５回目になりました。そろそろプロペラに行ってみたいと思います。

** propeller タグ
プロペラ及びエンジンについて記述します。属性は以下の通りです。
- x, y, z: プロペラ及びエンジンの重心座標を指定します。単位はm で座標系は他のタグの x,y,z の属性と同じく、3Dモデルの中心点からの位置になります。
- radius: プロペラの半径を m で記述します。
- mass: エンジン及びプロペラの重さをポンド (lb) で示します。
- moment: プロペラにより発生するモーメントを kg/m^2 で示します。正/負によりプロペラの回転方向が決まります。この値は現状推測値だそうです。A6M2 では試行錯誤の結果 80 で落ち着いています。
- cruise-speed: プロペラの最も効率のよい時の速度をkt で示します。機体の対地最高速度とは異なるそうですが、A6M2 では機体の最高速度としています。
- cruise-rpm: cruise-speed で指定した速度で飛行中のプロペラの回転数を示します。通常、エンジンの最大 RPM * ギア比となります。
- cruise-alt: sruise-speed で巡航中の高度をフィート(ft) で示します。
- takeoff-power: 離陸時の出力を記述します。A6M2 では940 hp を指定しています。
- takeoff-rpm: 離陸時のプロペラ回転数をrpm で示します。これも推測値となりますが、A6M2 では単純に cruise-rpm * (max-power / takeoff-power) で算出しています。
- gear-ratio: ギア比を示します。A6M2 では 0.6875 です。
- fine-stop: 最小のプロペラピッチを、cruise-rpm 時の理想ピッチに対する比で表現します。デフォルトでは 0.25 です。この値を大きくすると滑走時のプロペラ回転数が下がる傾向にあります。A6M2 では試行錯誤の上 0.9 と高めに設定しています。
- min-rpm, max-rpm: プロペラの最小／最大回転数をRPM で指定します。エンジンの最大／最小回転数にギア比を掛けたものとなります。

A6M2 では propeller タグは以下のように記述しています。
<propeller x="2.0" y="0" z="0"
radius="1.56"
mass="1175" moment="80"
cruise-alt="15000" cruise-power="950"
cruise-speed="288" cruise-rpm="1719"
takeoff-power="940" takeoff-rpm="1700"
gear-ratio="0.6875"
fine-stop="0.9"
min-rpm="550" max-rpm="1719"
>
<actionpt x="2.36" y="0" z="0"/>
<control-input axis="/controls/engines/engine[0]/propeller-pitch" control="ADVANCE" />
<!-- turbo-mul and wastegate-mp are set to +250mmHg (1.33 bar) -->
<piston-engine
eng-power="950" eng-rpm="2500"
turbo-mul="1.333" wastegate-mp="39.372"
supercharger="1"
>
<control-input axis="/controls/engines/engine[0]/throttle" control="THROTTLE"/>
<control-input axis="/controls/engines/engine[0]/starter" control="STARTER"/>
<control-input axis="/controls/engines/engine[0]/magnetos" control="MAGNETOS"/>
<control-input axis="/controls/engines/engine[0]/mixture" control="MIXTURE"/>
<control-input axis="/controls/engines/engine[0]/boost" control="BOOST"/>
</piston-engine>
</propeller>

この例でも分かるように propeller タグ内には actionpt, piston-engine, control-input のサブ要素があります。以下では actionpt 及び piston-engine タグについて説明します。control-input に関しては、単発機であれば、この例の通りに記述して問題ありません。

** actionpt タグ
propeller タグのサブ要素であり、プロペラの位置情報を記述します。属性は以下の通りです。
- x, y, z: プロペラの回転中心を 3D モデルの中心点からの座標として表現します。単位は m です。

** piston-engine タグ
ピストンエンジンの特性を記述します。propeller タグのサブ要素として記述されるもので、属性は以下の通りです。
- eng-power: 最大出力を hp で記述します。A6M2 では 950 hp です。
- eng-rpm: エンジンの最大回転数を記述します。A6M2 では 2500 rpm です。
- turbo-mul: 過給圧の乗数を記述します。A6M2 では最大 :+250mmHg (1.333 気圧)ですので1.333となります。
- wastegate-mp: 最大過給圧の上限を inHg で記述します。A6M2 では 1.333 気圧ですので、39.72 inHg(=1.333 気圧) としています。turbo-mul を 1.333 以上にしてもこの値で打ち止めとなります。
- supercharger: 過給器がターボではなくスーパーチャージャーの場合 1 とします。A6M2 はスーパーチャージャーなので 1 となります。
- displacement, compression: シリンダの全排気容量(inch^3) と圧縮比を示します。A6M2 ではカタログ通りに記述したら出力が大きく下がったので利用していません。