Re: 手探り航法・旅日記

hideです。
　少々、風邪をこじらせてしまいました。皆さんはお元気でしょうか。
最近は、ballonさんが航空機改造工場と化して、素晴らしいリポートをせっせと発表しておられますので…私も懸案の、OV-10ブロンコの改造ルポをそろそろ、まとめに掛かりたいと思います。

　その後のブロンコの調教ですが、やっと一段落しまして。だいぶあちこち、思い通りになってきました。主な成果は…

（１）安定性の問題を解決。
　オートパイロット使用時、200〜250Ktの速度域（巡航から最高速）では、機体が不安定になる問題を、何とか解決しました。
　さらに２倍速でも、25000ft以上の高空を除けば、ぴたりと安定したオートパイロット巡航が可能に。つまり実質的には、737-300で3万ft以上を飛んだ時と同じ、対地速度400〜500Ktで目的地をめざすことが出来るわけで、長距離飛行が楽しみです。
　（しかも低空なので、景色がよく見えます）(^^)/

（２）長距離飛行用の燃料を確保。
　本機は思ったより燃費が悪いし、プロペラのピッチやエンジン調整で、燃費を改善する方法がありません。そこで機内燃料を３割増して、実機通りの容積に修正し、デフォルトで満タンとしました。また機外に吊るす補助燃料タンクは、様々な理由から１本のままにしましたが、容積を３本分に拡大。これを満タンにした場合は計算上、実機通りの航続距離約1200nmを確保しました。

　さらに補助タンクを満タンにするか、空にするかは、機体選択メニューで選べるよう工夫しました。（ブロンコには、USAFE仕様、NASA仕様、カリフォルニア州消防隊仕様の3機種があります。USAFE機とNASA機は実質的に、外観も装備も性能も同じですが、前者を選ぶと補助タンクが満タンに、後者を選ぶと空になるよう、設定しました）

（３）実機並みの速度性能を確保。
　スペック通りの最高速が出なかったため、エンジン推力を25％増やしました。（結果的には実機より、約10Kt速くなりました）

（４）航法計器を充実。
　念願の、VOR2指示器を計器盤に追加。２つのVOR局を、同時受信しながらの計器飛行を可能にしました。（これにはかなり、試行錯誤をしました）

（５）一部計器を拡大表示。
　旧来のHSI（コンパス兼VOR1／ADF／DME指示器）も、読みやすいように拡大表示しました。（これも結構、工夫が必要でした）

　…という次第です。結果的には、かなり私の希望に近い機体に仕上がりました。近くtetsuさんにお願いして、改造ファイル一式を、ダウンロード・コーナーに加えてもらうつもりです。
　あちこちいじったため、関係ファイルは計７個あります。同名のファイルが複数あるため、確実に区別できるよう、一部は別名でアップすることにしました。以下が、ファイル名や機能などの一覧です。
（tetsuさんが、ダウンロード・コーナーに登録してくださる場合の説明文としても、そのまま使えるよう、ファイルごとにまとめました）
なお今回の公開分は、機体外装のペイントデータを含んでいません。

　　　　　●

　では、アップロード・ファイルのご説明です。
【OV-10のhide改造ファイル：１】
ファイル名＝C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\OV10.xml
アップロード名＝「飛行制御OV10.xml」
ファイルの役割＝主要な飛行性能や、燃料タンク容量などを制御。
改造による効果＝オートパイロット使用時の安定性が、劇的に向上。
　　　　　　　　　　 機内燃料タンクも、正規の容積まで拡大。
★組み込み方法：
　原本のバックアップを取った後、名前を本来の「OV10.xml」に変更し、前記のC:\FlightGear\data\Aircraft\OV10フォルダ内に入れます。

【OV-10のhide改造ファイル：２】
ファイル名＝C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\OV10_USAFE-set.xml
アップロード名＝「OV10_USAFE-set.xml」
ファイルの役割＝補助機器や搭載燃料の定義、ヘルプ表示など。
　　　　　　　　　 本ファイルはブロンコの「USAFE」モデル用。
改造による効果＝起動時に「USAFE」モデルの機体を選択すると、
　　　　　　　　　　 補助燃料タンクの搭載燃料を、３本分満タンに
　　　　　　　　　　 定義します。これにより、ほぼ実機通り1200nm
　　　　　　　　　　 前後の航続力が計算上、確保できます。
★組み込み方法：
　原本のバックアップを取った後、ダウンロードしたファイルをC:\FlightGear\data\Aircraft\OV10フォルダ内に入れます。

【OV-10のhide改造ファイル：３】
ファイル名＝C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\OV10_NASA-set.xml
アップロード名＝「OV10_NASA-set.xml」
ファイルの役割＝補助機器や搭載燃料の定義、ヘルプ表示など。
　　　　　　　　　 本ファイルはブロンコの「NASA」モデル用。
改造による効果＝起動時に「NASA」モデルの機体を選択すると、
　　　　　　　　　　 補助燃料タンクの搭載燃料をゼロに定義します。
　　　　　　　　　　 短距離を軽快に飛ぶ仕様です。機内タンクの
　　　　　　　　　　 燃料だけでも約400nm飛行可能です。
★組み込み方法：
　原本のバックアップを取った後、ダウンロードしたファイルをC:\FlightGear\data\Aircraft\OV10フォルダ内に入れます。

【OV-10のhide改造ファイル：4】
ファイル名＝C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10（改行しました）
　　　　　　　\Models\USAFE\OV10.xml
アップロード名＝「計器設定OV10.xml」
ファイルの役割＝計器配置と部品アニメーションの記述など。
改造による効果＝計器盤にＶＯＲ2指示器を追加。
　　　　　　　　　　 ＨＳＩの位置を変更し表示を拡大。
★組み込み方法：
　原本のバックアップを取った後、名前を本来の「OV10.xml」に変更し、C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\Models\USAFEに入れます。C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10フォルダ内にも、同名ファイルがありますので、ご注意下さい。
　この改造ファイルは、FlightGearがCドライブのルートディレクトリにインストールされていることを前提に作成しました。万一、本ファイルをインストールしてもVOR2指示器が計器盤に表示されない場合は、C:\FlightGear\data\Aircraft\Instruments-3dフォルダの中にある、vorフォルダをコピーして、C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\Models\USAFE\Instrumentsフォルダの中にペーストすれば解決します（注：移動では、他機の計器表示がエラーになります。必ずコピー＆ペーストしてください）。

【OV-10のhide改造ファイル：５】
ファイル名＝C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\Models
（長いので改行しました）\USAFE\panel-hotspots.xml
アップロード名＝「panel-hotspots.xml」
ファイルの役割＝計器盤上のボタン配置・機能を定義。
改造による効果＝ＨＳＩの位置変更に合わせて、各種の
　　　　　　　　　　 ボタン位置が修正されます。
★組み込み方法：
　原本のバックアップを取った後、C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\Models\USAFEに入れます。

【OV-10のhide改造ファイル：６】
ファイル名＝C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\Models\USAFE
（長いので改行）\Instruments\Gunsight\gunsight.ac
アップロード名＝「gunsight.ac」
ファイルの役割＝照準器の外観や、照準円の投影設定。
改造による効果＝照準器をコクピットから削除します。
★組み込み方法：
　原本のバックアップを取った後、C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\Models\USAFE\Instruments\Gunsightフォルダ内に入れます。

【OV-10のhide改造ファイル：７】
ファイル名＝C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\Models
（長いので改行）\USAFE\Instruments\HSI\HSI.ac
アップロード名＝「HSI.ac」
ファイルの役割＝HSI計器の外観などの設定。
改造による効果＝計器の外枠を消去してコンパクトにします。
★組み込み方法：
　原本のバックアップを取った後、C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\Models\USAFE\Instruments\HSIフォルダ内に入れます。


　…では以下に、ファイルの機能や改造の中身をご説明します。

●フライト・コントロールと、燃料タンクの容積：
これは、C:\FlightGear\data\Aircraft\OV10\OV10.xmlファイルのお話です。
　まず、飛行性能の関係から。
このファイルには、機体の主要寸法（metrics）から、パイロットの目の位置（EYEPOINT）、重心位置関係（mass_balance）、着陸装置のバネレートや減衰率などの物理特性（ground_reactions）といった、美味しそうな項目が目白押しです。
　飛行制御関係は、208行目以降にあります。ピッチ、ロール、ヨーの３軸方向の舵の効き方や、条件によって変化する、舵の効きの減衰率などが記述されています。アドヴァース・ヨー（旋回のためバンクした時に、機首が反対方向に振れる傾向。これを防ぐためにラダーがある）の定義文もあるなど、かなりリアルにモデリングされていることが分かります。

　ブロンコは、マニュアル操縦時には大変安定していますが、オートパイロットに切り替えると、200〜250Ktの高速飛行時に、次第に左右に大きく揺れて、蛇行に入ります。これはある程度、ｊｓｂフライトモデルの機体全般に共通した癖です。これを抑制するため、以下の改造例では、ロール（横転）、ピッチ（前後傾斜）、ヨー（左右首振り）のすべての回転軸について、機体の回転運動の減衰率を少し増やしています。

　回転軸ごとの減衰率は、すべて同じ書式で書かれています。いずれも、
＜description＞●●l_moment_due_to_●●_rate＜/description＞
という書式で始まる、８行くらいのブロックに収まっています。
（●●の部分に、PitchとRoll、Yawがそれぞれ入ります）
　この最初の文から、それぞれ８行目の＜value＞で囲まれた数値が、ダンピング・レートの設定値です。数値はいずれもマイナスで、絶対値を大きくするとダンパーが強く効きまして、機体の動揺が早く収まります。もしプラスに設定するとメチャメチャに舵が効いて、操縦不能になります。

【ロール軸のダンピング・レートを強化】
　ロールの減衰率は、570行目から始まる、
＜description＞Roll_moment_due_to_roll_rate＜/description＞
という項目の末尾、577行目の
＜value＞-0.7000＜/value＞
という部分で変更できます。ここに上げたのは私の変更値で、デフォルトでは、-0.4000でした。この絶対値を増すと、ロール（横転）方向の動きが若干抑制されます。この修正で、ロール方向の派手な揺れが、ぴたりと収まりました。

　ただし、オートパイロット旋回中のバンク角は、正規の30度から20度に減ってしまい、変針する際に、標準旋回の２倍近い時間が掛かります。気になる方は取りあえず、マニュアル操舵で30度バンク旋回をしてください。（或いは2倍速で飛ぶと、ちょうど標準旋回になります）(^^;)
　この問題を解決するため、出来ればオートパイロットの入力ゲインも調整したいのですが、方法が分かりません…。単純にエルロンの操舵量を大きくすると、マニュアル操縦時を含めて、大幅に操縦バランスが狂ってしまいますしね。

【ピッチ軸のダンピング・レートを強化】
　同様に、ピッチの項目も変更します。６５４行目の
＜value＞-28.0000＜/value＞
の部分で調整可能です。デフォルトは-0.2200でした。これで高速飛行時に、ピッチ方向にツンツンと、神経質に振動する動きが解消しました。

【ヨー軸のダンピング・レートも強化する】
　ヨーの項目も、689行目の＜value＞欄を、-0.6000としました。デフォルトでは-0.4000になっています。
　なお、高速飛行時に機体が左右に揺れる現象を抑えるため、実機にはしばしば、ヨー・ダンパーという装置が設けられます。FlightGearでは737-300のフライト・コントロールファイルに、この仕組みがあることが分かったので、ブロンコにも移植してみたのですが、飛行速度が違いすぎて、効果は確認できませんでした。（速度パラメーターがマッハ数で書いてあるのですが、適切な変更方法が分かりませんでした）

　…ちょっと長くなりますので、掲載を２回に分けます。同じファイルが管理している、燃料タンクの容積などのお話は、このあとすぐ！