Yasim フライトモデルのチューニング
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Alpha-Jet の Yasim モデルをチューニングしていて気づいた事...
** 重心位置の調整 [#z1d38530]
機体作成において割と時間が掛かるのが重心位置の調整と重量...
ジェットエンジンの場合、重心が後ろに行きがちですが、これ...
チューニング前の Alpha-Jet の fuselage タグはこんな感じで...
<fuselage ax="6.141" ay="0" az="-1.039" bx="-5.909" by="...
この設定から読み取れるのは以下の情報です。
- 胴体の中心線は (6.141, 0, -1.039) - (-5.909, 0, -0.203)...
- 最大幅は 1.164m
- 最大幅となる場所は先端から 50% の位置 (中間点)
- 胴体は完全な円柱である (taper = 1)
3D モデルと見比べてみると、a, b 点は正しいのですが、taper...
- 最大幅は 1.64m
- 最大幅となる場所は 先端から 36.7% の位置 (3Dモデルの中...
- 胴体は先端が完全な点、末尾は点に近い程度に小さい (末尾...
これをタグで表現するとこうなります。
<fuselage ax="6.141" ay="0" az="-1.039" bx="-5.909" by="...
次に、ジェットエンジンの取り付け位置と重量を見てみましょ...
<jet x="-5.20" y="-0.70" z="-0.33"
mass="2118"
thrust="8660"
tsfc="0.371"
egt="950">
<actionpt x="-9.3" y="-1.03" z="-0.37"/>
エンジンが 機体中心から 5.2m後方にあります。ノズルは 9.3m...
<jet x="-2.245" y="-0.70" z="-0.33"
mass="640"
thrust="8660"
tsfc="0.371"
egt="950">
<actionpt x="-2.83" y="-0.64" z="-0.93"/>
バラストも前方に重すぎる重量が追加されていたたので適切に...
<!-- pilots -->
<ballast x="3.28" y="0" z="-0.61" mass="230"/>
<ballast x="1.96" y="0" z="-0.38" mass="230"/>
<!-- armament -->
<ballast x="2.33" y="0" z="-1.03" mass="190"/>
この状態で コマンドライン版 yasim を動作させてみると、こ...
|Drag Coefficient|9.778578|
|Lift Ratio|103.775475|
|Cruise AoA|-2.670801|
|Tail Incidence|2.443516|
|Approach Elevator|-0.523635|
|CG| x:-0.550, y:0.000, z:-0.399|
3Dモデル上でこの位置を確認してみると、後ろのランディング...
これらの値は3Dモデルに基づいているである程度は正確なはず...
<fuselage ax="6.141" ay="0" az="-1.039" bx="-5.909" by=...
次に jet タグも調整し、エンジンの重心位置を前方へ移動しま...
<jet x="-1.15" y="-0.70" z="-0.93" ...
Yasim で重心位置をチェックすると、CG: x:-0.423, y:0.000, ...
** 揚力、抗力の調整、最高速度、失速速度の調整 [#se0b9f13]
機体の挙動を調整するには、機体の揚力や抗力、着陸時/巡航...
*** approach タグの変更による影響 [#gb415913]
approach タグの aoa (迎え角) を大きくすると、以下の現象が...
- 抗力係数(Drag Coefficient) が減少する
- 揚力比(Lift Ratio) が減る (揚力が小さいので着陸時の迎え...
- 巡航時の迎え角である Cruise AoA が少し大きく(上向き)に...
- Tail incidence が減る
- 着陸時のエレベータ操作量が増大する (迎え角が大きくなる...
実際に aoa が 7 の時と 8 の時とで比較してみます。
|項目|aoa=7|aoa=8|h
|Drag Coefficient|9.160148|9.369031|
|Lift Ratio|113.896637|106.831940|
|Cruise AoA|-2.690489|-2.474701|
|Tail Incidence|2.303423|1.990073|
|Approach Elevator|-0.572742|-0.615560|
次に approach タグの speed について 110 と 120 とで比較し...
|項目|speed=110|speed=120|h
|Drag Coefficient|8.563505|9.160148|
|Lift Ratio|138.939148|113.896637|
|Cruise AoA|-3.319333|-2.690489|
|Tail Incidence|3.216748|2.303423|
|Approach Elevator|-0.669531|-0.572742|
速度を増加させると、aoa を大きくするのとほぼ同等の変化が...
揚力を増やしたい時は approach タグの aoa 又は speed を減...
*** cruise タグの変更による影響 [#b01ba694]
cruise タグを変更するとどうなるでしょうか? <approach spee...
|項目|speed=500|speed=510|h
|Drag Coefficient|8.563505|8.101376|
|Lift Ratio|138.939148|146.837555|
|Cruise AoA|-3.319333|-3.492537|
|Tail Incidence|3.216748|3.468721|
|Approach Elevator|-0.669531|-0.680664|
approach の aoa を小さくした時と同じ様な値の変化が見られ...
|項目|alt=30000|alt=31000|h
|Drag Coefficient|8.101376|8.275223|
|Lift Ratio|146.837555|143.781418|
|Cruise AoA|-3.492537|-3.338158|
|Tail Incidence|3.468721|3.240537|
|Approach Elevator|-0.680664|-0.670667|
今度は speed を増加した場合と逆の値の変化となっていますが...
# 最高速度には推力と空気密度とが関係していて、推力は高度...
*** エンジン出力の調整による揚力、抗力への影響 [#k4ce590d]
重心位置の調整で参照したジェットエンジンの一覧表によると ...
<jet x="-1.15" y="-0.70" z="-0.93" mass="640" ''thrust="...
ここで、最高速度を変えずに thrust を 2980 の場合と 4900 ...
|項目|thrust=2980|thrust=4980|
|Drag Coefficient|8.275223|13.823707|
|Lift Ratio|143.781418|81.984703|
|Cruise AoA|-3.338158|-3.057622|
|Tail Incidence|3.240537|2.914496|
|Approach Elevator| -0.670667|-0.610547|
cruise タグの speed を減少させた 時と同じ傾向が見られます...
** まとめ [#dc8b695e]
さて、これまでの実験結果のまとめます。
重量を前方に追加せずに重心位置を前方に移動させるには以下...
- fuselage タグの midpoint を小さく(前方に)する
- fuselage タグの taper を小さめにする (1.0 だと midpoint...
- fuselage タグの width を大きくする
- jet タグの location を前方に移動する
また、揚力を増す為の設定には以下のものが挙げられます。
- approach タグの speed を減少させる
- approach タグの aoa を減少させる
- (jet タグ の thrust は変更しないまま) cruise タグの spe...
- cruise タグの alt を減少させる
- (cruise タグの speed は変えないまま) jet タグ の thrus...
揚力を減らす為には上に書いたものの逆の変更になります。揚...
- 抗力係数が減少する
- 巡航時の AoA が下向きになる
- Tail incidence が増大する
- 着陸時のエレベータ操作量が増大する
この他にも wing タグを調整すれば揚力や抗力は変化します。...
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修正コメント [#iae6c4e5]
- Yasim の出力を表にして見やすくした。また説明も若干分か...
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Alpha-Jet の Yasim モデルをチューニングしていて気づいた事...
** 重心位置の調整 [#z1d38530]
機体作成において割と時間が掛かるのが重心位置の調整と重量...
ジェットエンジンの場合、重心が後ろに行きがちですが、これ...
チューニング前の Alpha-Jet の fuselage タグはこんな感じで...
<fuselage ax="6.141" ay="0" az="-1.039" bx="-5.909" by="...
この設定から読み取れるのは以下の情報です。
- 胴体の中心線は (6.141, 0, -1.039) - (-5.909, 0, -0.203)...
- 最大幅は 1.164m
- 最大幅となる場所は先端から 50% の位置 (中間点)
- 胴体は完全な円柱である (taper = 1)
3D モデルと見比べてみると、a, b 点は正しいのですが、taper...
- 最大幅は 1.64m
- 最大幅となる場所は 先端から 36.7% の位置 (3Dモデルの中...
- 胴体は先端が完全な点、末尾は点に近い程度に小さい (末尾...
これをタグで表現するとこうなります。
<fuselage ax="6.141" ay="0" az="-1.039" bx="-5.909" by="...
次に、ジェットエンジンの取り付け位置と重量を見てみましょ...
<jet x="-5.20" y="-0.70" z="-0.33"
mass="2118"
thrust="8660"
tsfc="0.371"
egt="950">
<actionpt x="-9.3" y="-1.03" z="-0.37"/>
エンジンが 機体中心から 5.2m後方にあります。ノズルは 9.3m...
<jet x="-2.245" y="-0.70" z="-0.33"
mass="640"
thrust="8660"
tsfc="0.371"
egt="950">
<actionpt x="-2.83" y="-0.64" z="-0.93"/>
バラストも前方に重すぎる重量が追加されていたたので適切に...
<!-- pilots -->
<ballast x="3.28" y="0" z="-0.61" mass="230"/>
<ballast x="1.96" y="0" z="-0.38" mass="230"/>
<!-- armament -->
<ballast x="2.33" y="0" z="-1.03" mass="190"/>
この状態で コマンドライン版 yasim を動作させてみると、こ...
|Drag Coefficient|9.778578|
|Lift Ratio|103.775475|
|Cruise AoA|-2.670801|
|Tail Incidence|2.443516|
|Approach Elevator|-0.523635|
|CG| x:-0.550, y:0.000, z:-0.399|
3Dモデル上でこの位置を確認してみると、後ろのランディング...
これらの値は3Dモデルに基づいているである程度は正確なはず...
<fuselage ax="6.141" ay="0" az="-1.039" bx="-5.909" by=...
次に jet タグも調整し、エンジンの重心位置を前方へ移動しま...
<jet x="-1.15" y="-0.70" z="-0.93" ...
Yasim で重心位置をチェックすると、CG: x:-0.423, y:0.000, ...
** 揚力、抗力の調整、最高速度、失速速度の調整 [#se0b9f13]
機体の挙動を調整するには、機体の揚力や抗力、着陸時/巡航...
*** approach タグの変更による影響 [#gb415913]
approach タグの aoa (迎え角) を大きくすると、以下の現象が...
- 抗力係数(Drag Coefficient) が減少する
- 揚力比(Lift Ratio) が減る (揚力が小さいので着陸時の迎え...
- 巡航時の迎え角である Cruise AoA が少し大きく(上向き)に...
- Tail incidence が減る
- 着陸時のエレベータ操作量が増大する (迎え角が大きくなる...
実際に aoa が 7 の時と 8 の時とで比較してみます。
|項目|aoa=7|aoa=8|h
|Drag Coefficient|9.160148|9.369031|
|Lift Ratio|113.896637|106.831940|
|Cruise AoA|-2.690489|-2.474701|
|Tail Incidence|2.303423|1.990073|
|Approach Elevator|-0.572742|-0.615560|
次に approach タグの speed について 110 と 120 とで比較し...
|項目|speed=110|speed=120|h
|Drag Coefficient|8.563505|9.160148|
|Lift Ratio|138.939148|113.896637|
|Cruise AoA|-3.319333|-2.690489|
|Tail Incidence|3.216748|2.303423|
|Approach Elevator|-0.669531|-0.572742|
速度を増加させると、aoa を大きくするのとほぼ同等の変化が...
揚力を増やしたい時は approach タグの aoa 又は speed を減...
*** cruise タグの変更による影響 [#b01ba694]
cruise タグを変更するとどうなるでしょうか? <approach spee...
|項目|speed=500|speed=510|h
|Drag Coefficient|8.563505|8.101376|
|Lift Ratio|138.939148|146.837555|
|Cruise AoA|-3.319333|-3.492537|
|Tail Incidence|3.216748|3.468721|
|Approach Elevator|-0.669531|-0.680664|
approach の aoa を小さくした時と同じ様な値の変化が見られ...
|項目|alt=30000|alt=31000|h
|Drag Coefficient|8.101376|8.275223|
|Lift Ratio|146.837555|143.781418|
|Cruise AoA|-3.492537|-3.338158|
|Tail Incidence|3.468721|3.240537|
|Approach Elevator|-0.680664|-0.670667|
今度は speed を増加した場合と逆の値の変化となっていますが...
# 最高速度には推力と空気密度とが関係していて、推力は高度...
*** エンジン出力の調整による揚力、抗力への影響 [#k4ce590d]
重心位置の調整で参照したジェットエンジンの一覧表によると ...
<jet x="-1.15" y="-0.70" z="-0.93" mass="640" ''thrust="...
ここで、最高速度を変えずに thrust を 2980 の場合と 4900 ...
|項目|thrust=2980|thrust=4980|
|Drag Coefficient|8.275223|13.823707|
|Lift Ratio|143.781418|81.984703|
|Cruise AoA|-3.338158|-3.057622|
|Tail Incidence|3.240537|2.914496|
|Approach Elevator| -0.670667|-0.610547|
cruise タグの speed を減少させた 時と同じ傾向が見られます...
** まとめ [#dc8b695e]
さて、これまでの実験結果のまとめます。
重量を前方に追加せずに重心位置を前方に移動させるには以下...
- fuselage タグの midpoint を小さく(前方に)する
- fuselage タグの taper を小さめにする (1.0 だと midpoint...
- fuselage タグの width を大きくする
- jet タグの location を前方に移動する
また、揚力を増す為の設定には以下のものが挙げられます。
- approach タグの speed を減少させる
- approach タグの aoa を減少させる
- (jet タグ の thrust は変更しないまま) cruise タグの spe...
- cruise タグの alt を減少させる
- (cruise タグの speed は変えないまま) jet タグ の thrus...
揚力を減らす為には上に書いたものの逆の変更になります。揚...
- 抗力係数が減少する
- 巡航時の AoA が下向きになる
- Tail incidence が増大する
- 着陸時のエレベータ操作量が増大する
この他にも wing タグを調整すれば揚力や抗力は変化します。...
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- Yasim の出力を表にして見やすくした。また説明も若干分か...
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