BLADE mQX 飛行原理

BLADE mQXやA.R Droneといったクアッドコプターの飛行原理を考えてみます。

クアッドコプターはもちろん4枚のプロペラの回転数を制御して飛行します。
プロペラは時計回り(CW)と反時計回り(CCW)が対角に2枚ずつ配置されます。
BLADE mQXは右前と左後がCWで、左前と右後がCCWです。
AR.Droneはその逆で右前と左後がCCW、左前と右後がCWになっています。

ここではBLADE mQXを例に送信機の操作の面からプロペラの回転の関係を説明させて頂こうと思います。

■スロットル(垂直上昇/下降)
MQX_Side02small.jpg
図は機体左側から見ています。
機体を真っ直ぐ浮上させるには4枚のプロペラを同じ回転数で回せば垂直に上昇します。

MQX_Side03small.jpg
プロペラの回転数を落すか停止させれば機体は自重で降下します。


■エレベータ(前進/後進)=ピッチ軸
MQX_Side04small.jpg
図は機体左側から見ています。
機体を前進させるためには機体前側2枚のプロペラの回転数を下げます。
同時に後側の2枚のプロペラの回転数を上げれば機体が前方向へ傾き前進します。

MQX_Side05small.jpg
後進する場合には逆に機体後側2枚のプロペラの回転数を下げ、前側2枚の回転数を上げます。


■エルロン(右移動/左移動)=ロール軸
mQX_Rear02small.jpg
図は機体後側から見ています。
機体を右移動させるためには機体右側2枚のプロペラの回転数を下げます。
同時に左側の2枚のプロペラの回転数を上げれば機体が右方向へ傾き右移動します。

mQX_Rear03small.jpg
左移動する場合には逆に機体左側2枚のプロペラの回転数を下げ、右側2枚の回転数を上げます。


■ラダー(右回転/左回転)=ヨー軸
mQX_Upper02small.jpg
図は機体上側から見ています。
最も理解しにくかったのがクアッドコプターのラダーです。
ラダー制御はCWとCCWのプロペラ回転数の制御で実現します。
まず、通常ホバリングしている時には全てのプロペラが同じ回転数になります。

mQX_Upper04small.jpg
右回転するにはCWのプロペラの回転数を下げ、CCWの回転数を上げます。
プロペラの回転方向に対して必ず、プロペラ軸を中心に反対方向へ回すチカラ(反トルク)が生じます。
回転数が高いほど反トルクは大きくなります。
プロペラ軸に発生した反トルクはプロペラ軸に対して働きますが、ベクトルを見ると機体中心に対して回転させる方向にも発生します。
このため、回転数が低いCWのプロペラ軸の反トルクよりも、回転数が高いCCWの反トルクが大きくなり機体を右へ回転させます。

mQX_Upper03small.jpg
左回転は右回転と逆の理屈となります。
左回転するにはCCWのプロペラの回転数を下げ、CWの回転数を上げます。

BLADE mQXはこれら3つのピッチ軸、ロール軸、ヨー軸を3軸ジャイロで制御しています。
角度センサや処理CPUの能力向上で安価に実現できるようになってきたのでしょうね。

Bokky日記120523

休みの日に(こ)組長さんとIndyさんとヘリを飛ばしてきました~。

Bokky120520asmall.jpg
(こ)組長さんのBLADE mQX背面飛行!?
と思ったらキャノピーを下に装着してただけでした。
ローターのCWとCCWを入れ替えれば背面飛行可能ですが・・・意味ないですね。

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BLADE mSR Xはやはり屋外の方が楽しいです!
結構、風もありましたが流されながら旋回させて速度を上げたりするのも楽しいですね~。
問題は遠くへ行ってしまうとノーズとテールの判別が困難なこと・・・。

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Bokky mQXはループの練習中に地面に激突してスラスターブームが折れました(涙)
斜めの墜落には弱いのでスペアパーツで購入しといた方が良いです。

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mQXのプロペラもありえない感じに曲がります。
変形しても指でしごくと割と元に戻りますが偏心するので予備ペラは必須ですね。

MINI-Z MOTO RACER ベアリングサポートバー製作!

ミニッツモトレーサーはノーマルのままだと小回りが効かなくてつまらないので改造しました!
まずはMoroさん製作のドリフトタイヤを装着しましたが、サイドにあるサポートバーがじゅうたんに引っかかり走りにくくてしょーがありません。

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サポートバーの先がSilverlitのように回転すべきと考え、ベアリングを付けました。


用意したのは程よい太さのクギです。
純正のサポートバーの太さは1.5mm径ですがクギは約1.3mm径でした。
まぁネジで締めこんで固定するので問題ありません。

Bokky120519003small.jpg
後はミニッツの内径2mmベアリング、2mmワッシャー、AWG#16の電線です。
本来カクシ釘は青いゴムを残して頭を折るよーにできてますが、今回はゴム部分は使用しません。

Bokky120519002small.jpg
クギにベアリングを入れ、2mmワッシャーを入れてから電線の被覆をチューブ代わりにして挿入します。
クギを適度な長さで切断しテキトーに曲げれば完成~!

Bokky120519005small.jpg
装着してもあまり違和感はないですね~。
走行してみましたが、転がりが非常に良くなった影響で静止状態からも引っかからずスタートできます!
コーナーリングもカクカクせずスムーズに立ち上がるようになりました~。
ドリフトタイヤの効果でリアが滑り、サポートバーで失速しないのでかなり小回りが効き狭いコースでも自由なライン取りができるようになると思います!

SAVAGE XS FLUX ユニバ化!

サベージXSを走行させていたところ、急にフロントがロック!
ドライブシャフトが脱落して、アクスルカップが割れてました(涙)

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割れた後にパーツが暴れたようで、ナックルアームの内側もかなり削れてます。
発売当初から強度不足で壊れた方も多かったようです。

Bokky120503003small.jpg
Cハブの内側もこんな感じで削れてました。
まぁ強度が問題になる部分ではないのでそのまま使用しときます。

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壊れていなかった反対側もバラしてみましたが、もうアクスルカップが広がってます!
ドライブシャフトと当たるフチの部分もかなり削れてました。

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ドライブシャフトの先端も良く見ると曲がっています。
(右側の先端)

Bokky120503002small.jpg
オプションのユニバーサルドライブシャフトに交換します~。
106709 UNIVERSAL DRIVE SHAFT SET(2pcs)
約$36と結構高価なパーツなのですが、ここは投資しておきます(涙)
このパーツも壊れやすいなんていう海外のウワサも聞いてますが・・・。
しばらく試してみたいと思います!

BLADE MQX MIAキャノピー

MIA(Micro-FLIGHT)製 BLADE mQX用キャノピー
Phantom 2012 UFO Style A

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USAのMIAから通販したmQX用のキャノピーです。
カーボンルックが気になって購入してみました。
実は、なかなか届かないので問い合わせてみると発送を忘れていたらしく「本日発送したよ、遅れてすまんbyマリオ」といった返事が来ました(もちろん英語)。

Bokky120513002small.jpg
まぁマリオはキノコやコインやスター集めに忙しいのでしょーがないなとユルしてあげました。
届いたブツのステッカーを眺めてみると「Copyright Mario」の文字が!
なんだ、どーやら個人で経営されているようですね~。Good job, Mario!

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個人製作とはいいながらクオリティは結構高いです。
カーボンテクスチャもキレイですし成型も良く、ちゃんと装着用の穴も切り込みも入ってました。

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ステッカーカラーが色々選べるので期待してましたが結構ハンドメイドです。
家のプリンタで印刷しました感があふれるモンでしたが良しとしましょう。

Bokky120513005small.jpg
しかし・・・結構デカイんですよね。このキャノピー。
テール側のプロペラに若干オーバーラップするので浮力をジャマしないか心配です。

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mQX純正キャノピーはとにかくモロ過ぎてすぐにバキバキ割れてしまいます。
MIAキャノピーは割と厚みがあるので多少の墜落は大丈夫そうです。
重さは実測で純正は3g、MIAは6gと2倍です。

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とりあえず2号機に取り付けてみました。
純正キャノピーの1号機と比べるとかなりテール側が大きいです。

飛行させてみましたが、最初の浮き上がりが若干重いかなと思う程度です。
mQXは16gのフライトカメラを積んでも飛行可能ですので、キャノピーの重量増はあまり問題にならないと思います。
フリップやロール練習の際には軽量な純正、風のある時にはMIAと使い分けてみようと思います。

MINI-Z MOTO RACER プチ改造 by Moroさん

MINI-Z MOTO RACERの改造リポートをMoroさんが送ってくれましたのでご紹介させて頂きます!
以下コメントMoroさん。

こんばんは、Moroです。
MINI-Z MOTO RACERのプチ改造を行ったので投稿します。

1.アクセスホール
まずは、フロントフォークのキャスター角調整を簡単に出来るように、ドライバー(工具)のアクセスホールを開けましたので、紹介します。

フロントフォークのキャスター角調整を行うためには、ライダーに降車していただき、タンクを外さねばキャスター角調整用のネジにアクセスできません。
そこで、3mm径程度のアクセスホールを開け、即座に調整が可能になりました。

Morto120512bsmall.jpg
これで、マシ-ンセッティングが楽になりました。

2.滑るタイヤ作製
ジャイロ搭載のバイクラジをやったことのある方は、既にご存知のことと思いますが、この手のバイクは二輪なのにドリフトしながらコーナーを曲がります。
逆に言うと、後輪が滑らないと曲がらないのです。

実際にMINI-Z MOTOを手にされた方は実感されてるかと思いますが、カーペットの上で走行させると強アンダーステアで、思うように走れず部屋中の壁に激突します。
MINI-Zのサーキットに持ち込んでも、この狭いコースではまともに走れません。
1/10のドリコースでやっと、走行できるくらいです。

せっかく入手したMINI-Z MOTOに、ガッカリしてませんか?
しかし、フローリングの上では良く走ります。
MINI-Z MOTOをパンチカーペットのサーキットで走行させるには、AWDのドリフト仕様と同様に、ドリフトタイヤが必要なのです。(二輪なのに…)

前説が長くなりましたが、そこで滑るタイヤを作製しましたので、以下に紹介しちゃいます。
Morto120512csmall.jpg
熱収縮チューブを20mm幅にカットし、後輪に巻くのです。
熱収縮チューブは製造しているメーカにより、「ヒ○チューブ」とか「ス○チューブ」とか商品名が異なります。
グリップの度合いも違うかも知れません。
熱収縮チューブにはメーカ名、耐熱温度、サイズを示す印刷がされてますので、これを裏返しにしてタイヤに装着します。

2016/06/02追記
チューブは、幅が20mmとなっているので、真ん中の10mmの位置に鉛筆で軽く線を引きます、全周です。
この線が見える方を外側にして、ドライヤーで軽く温めます。
ここで鉛筆で引いた線と、チューブが縮んで、うっすらと浮かび上がったタイヤのパーティングラインを重ね合わせて、チューブの位置を修正し、タイヤの幅中心とチューブの幅中心を合わせたら、仕上げの加熱でキューと縮ませて下さい。
コツは全周囲を均等に温めることです。

Morto120512dsmall.jpg
それなりに良い出来栄えです。
フェンダーとタイヤの隙間が元々狭いのですが、これならそのクリアランスもバッチリです。
カーペット走行を行うと、サイドバーの先端にある透明の玉が滑りが悪く、コーナーリング中にカーペットの起毛に引っかかります。
そこで、ここでも熱収縮チューブでスルスルに。(写真左上、青いチューブで包みました)

BLADE mSR X 修理その1

BLADE mSR Xにもだいぶ慣れてきたので屋外飛行してみました。
今までのマイクロヘリよりスピードがかなり出ます。
走らせて楽しんでいたら墜落しました(涙)

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フレームのキャノピーマウントが折れました・・・。
フレームと一体なので瞬間接着剤で接着しておきました。
反対側も折れたらカーボンシャフトを貫通させようと思います。

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家で飛ばしていたら壁に横から激突してテールブームも折れました。
SOLO MAXXはコンポジット素材の四角断面ですがmSR Xは外径2mmのカーボンパイプです。
フレームの穴に刺さっているだけなので、ヒットすれば折れる可能性大です。

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裂けた部分に瞬間接着剤を流し込んで修復!
元の径より太くなってしまいますのでちまちま削りました。
フレームに入る部分は大体12mmです。
カーボンは繊維が細いほど強度が高いのですが、結構荒い繊維の安いカーボンパイプですね。

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テールブームがしっかりフレームの奥まで入らず1mm程度テールが伸びたかもしれません・・・。
飛ばしてみましたが、全然問題なく飛行しました!
強度が心配なのでシューグーで根元部分を軽く補強しておきました。

BLADE mSR X

HORIZON HOBBY BLADE mSR X(ブレードエムエスアールエックス)
マイクロヘリコプターの名機BLADE mSRの後継機です。

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BNF(プロポ無し)セットで$119.99(約10000円)です。
スペックはこちら。
 全長 189mm
 ローター直径 181mm
 重量 31g
 バッテリー 3.7V 150mAh Li-Po(推奨)

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AS3Xジャイロシステム搭載のシングルローターフライバーレス機です。
フライバーが無いことで機動性を高め、部品点数が少なくなってメンテナンス性が向上するようです。
ローターブレイドはmSRより細身で5mmほど長くなっています。

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左がmSR、右がmSR Xです。
フライバーが無くなりヘッドの高さが低くなった以外にはあまり違いを感じませんね。

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キャノピーを外したところ。
4in1コントロール基板が縦置きになり、メインモーターも右にオフセットされてます。
バッテリー搭載位置はかなり前になりましたが、これは重い基板が縦置きになり前方に重量物が無くなったためだと思われます。

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機体を左側から見たところ。
インボードのエルロンサーボが実装されています。
スワッシュはmSRのような45度配置ではなくエルロン/エレベータ動作方向に対して0度に配置されています。
姿勢制御にAS3X3軸ジャイロを使うので45度配置だとミキシングが複雑になるのかもしれません。

Bokky120430005small.jpg
機体を左側から見たところ。
メインモーターの後ろにインボードのエレベータサーボが実装されています。
基板が縦型レイアウトになったことで、スケール系のキャノピーが載せやすくなったかもしれませんね!

Bokky120430007small.jpg
ヘッド周辺。
フライバーが無いのでかなりシンプルです。
リンケージのボールのガタは割と大きめなのが残念です。
BLADEシリーズはナインイーグルに比べて樹脂成型がイマイチで柔らかいので強度が不安です。

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海外フォーラムでもハイペリオン160mAhが推奨されていますので、今回はケチらず投資しました。
HP-LG325-0160-1S-UM
バッテリー挿抜時にラベルがひっかかるので剥がしてしまった方が良いと思います。

JR PCM9X+TD2.4LPでバインドしましたが全く問題なく動作しました。
ワタシ個人の感想ですがmSRと同じく走り出すと戻すための当て舵が常に必要で、結構難しいです。
特にナインイーグルのSOLO MAXXのような超安定機に慣れた方は、全く別モノと考えられた方が良いと思います。
ホバリングは安定していますが、ラダーを入れると急に機体が前後に傾いて流れます。
右旋回はエルロンを打つことで割とキレイなバンクになりますが、左旋回は機首が上がったり下がったりするのでまだ慣れません・・・。
旋回終了後には必ずエルロンやエレベータで修正が必要となるので、ある程度動きを見ながら当て舵をするような操縦が必要ですね。

Bokky120430009small.jpg
実は、BLADE mQXと同時に入手していたのですが、mQXがあまりに楽しいので放置してました(笑)
・・・というのもありますが、数パック目の墜落でリンケージが折れて部品待ちとなってました(涙)
曲がったのを元に戻そうとしたらカンタンに折れました。
ローターからの入力がかなりかかる部分の割に、リンケージが細過ぎませんか!?

BLADE mSRを発売していたJR PROPOさんからもmSR Xが発売になるようですね!

BLADE mQX モーター故障

BLADE mQX1号機の右前側のプロペラが急に回らなくなりました。

mQXは電源オン時(バッテリー接続時)から4in1コントロール基板のLEDが点灯するまでAS3Xジャイロの補正を行うようです。この際に水平な場所にすぐ置く必要があるようですが、補正に失敗するとプロペラが回らなくなることがあります。
今回も補正失敗かと思ったのですが・・・。

Bokky120430a001small.jpg
何回電源オンオフしても右前モーターが回りません。
そこで、コントロール基板の右前モーター配線コネクタを外して左前コネクタへ接続したのですが、同じです。
逆に左前モーター配線コネクタをコントロール基板の右前コネクタに繋げてみると左前は回りました。
モーター側配線の不良かモーターが壊れていることになります。

配線の導通をテスタで調べましたが接続に問題ありませんでした。
モーターが壊れてます!!!
約20パックぐらいのフライトしかしていないのに・・・。

Bokky120430a003small.jpg
故障したモーターを見てみると、2号機のモーターとエンドベルの色が違います!
1号機(黒)は発売されて割とすぐ購入なのでおそらく第1ロットで、2号機(白)は一度売り切れてからの再入荷なので第2ロット以降のはずです。
なにか対策されているのでしょうか?

Bokky120505001small.jpg
スペアのCWモーターをUSAから通販しましたが、やはりエンドベルは白のものが来ました。
届いたモーターに交換し、1号機も復活しました~!
海外フォーラムやYoutubeでも「BLADE mQX Motor Problem」と検索するとかなりヒットします。
大体が右前のモーターのようですので、何か回路的な不具合があるのかもしれません。
実際、無通電でプロペラを手で回すと右前だけは回転がシブい感じです。

覚書となりますが機体を上から見てのプロペラ回転方向は以下となります。
モーターはギアで逆回転しますが、ピニオン軸側から見ると回転方向はプロペラと同じになります。

左前(CCW)   右前(CW)
プロペラBLH7523 プロペラBLH7522
モーターBLH7504 モーターBLH7503

左後(CW)    右後(CCW)
プロペラBLH7520 プロペラBLH7521
モーターBLH7503 モーターBLH7504

CW・・・時計方向
CCW・・・反時計方向

プロペラの型番は前が白、後が黒になるため4通りあります。
もちろん色違いでも回転方向が同じなら使用できます。

BLADE mQX 2号機配備!

BLADE mQXの2号機が配備されました!

Bokky120430a002small.jpg
墜落してもほとんど壊れないmQXなのでスペアパーツだけで運用しようかとも思ったのですが、パーツが届くのを待つ間飛ばせないのもイヤなので2機体制としました。

Bokky120502004small.jpg
結局、スペアパーツも用意しちゃいましたが(笑)
これで壊して飛ばせない日々に悶々しなくて済みます。

Bokky120502002small.jpg
2号機のキャノピーも塗装!
1号機と同じに見えますが、サイドにシルバーラインを回りこませたりテールの出っ張りもシルバーにしたりと・・・ほとんど間違い探しですケド。
mQX唯一のオプションパーツ、オレンジのプロペラに変更してみました。
BLH7524 Prop(Opt)-CW Rotation-OR
BLH7525 Prop(Opt)-CCW Rotation-OR

Bokky120502001small.jpg
テール部分は視認性アップのためにブルーのワンポイント。
オレンジのプロペラで飛ばしてみましたが、回転しているプロペラの色はあまり良く見えません(涙)
かなりオモチャっぽいカラーもイマイチ・・・。

海外のフォーラムではオレンジのピンポン玉を機首に付ける改造が流行っているようですね。
クアッドコプターの向きを視認するのには皆さん悩んでいるようです。

BLADE mQX 動画その2(空撮)

BLADE mQXの動画です~。
今回は3機でドッグファイトっぽく空撮してみましょう!
実際には風が強くて、浮かせてるのがやっとでしたが・・・。
カメラはいつもの小型カメラを両面テープでメインフレーム底に貼り付けただけです。

Bokky120430b002small.jpg
左からIndyさん機、Bokkinen機、(こ)組長機です。
IndyさんはPCM10X、他2名はPCM9Xを愛用してます。

動画はこちらです!

PCM9X アクセサリパーツ装着

JR PROPOさんのPCM9X送信機のアクセサリパーツを色々付けてみました!

まずはショートスティック。
Bokky120421003small.jpg
純正のスティックはどんな指長おじさん向けに設計されているのか、やたら長くて指がツリそーです(涙)
K&SさんのショートスティックNo.735を装着しました!
左が純正、右がショートスティックの棒(?)部分です。
装着するには純正の棒を抜く必要がありますが、ワタシはM4の普通のナットと12mmのカラーを使いました。
カラーを被せ、ナットを締めてからタミヤさんの安いホイールレンチでM4ナットを右に回せばカンタンに取れます。
挿入もあまりチカラを入れずに入りました。

Bokky120421002small.jpg
使用前
Bokky120421004small.jpg
使用後
まずは一番短くしてみましたが、これだとバネのチカラが若干強い感じでした。
3~4mm程度伸ばてみましたが、純正より操縦しやすくなりました!
スティックエンド先端が鋭利なので最初は痛かったんですが、チカラ加減が分かると親指にミステリーサークルが付かなくなりました。

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JR PROPOさん純正ネックストラップ。
100均ストラップを使ってましたが、やはり専用品は幅も太くて使い心地が良いです!
ロゴもモールドされていてステイタスを感じます(?)

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激安の某送信機用Li-Poも購入してみました~。
2650mAhの表記はアテにしていません(笑)

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このバッテリーはJRコネクタ用ケーブルとサーボコネクタタイプのフタバ用ケーブルが出ています。
なので送信機にあるコネクタへ刺すだけで使用可能です!

Bokky120424004small.jpg
ジャストフィッツ!
バランスケーブルやフタバ用ケーブルがジャマですが、スキマにすっぽり収まりました。
フタも無理なく閉めることができます。
重量はノーマルの単3電池4x4(8本俵型)が195gだったのが、Li-Poは157gと約40gの軽量化!

Bokky120424006small.jpg
ネックストラップバランサー。
PCM9Xは元々72MHz帯の時代に発売されましたので、長いアンテナを付けることが前提で設計されてます。
最近になり2.4GHzが一般的になってきたため、アンテナが短くなり送信機にあるネックストラップホルダーの位置ではバランスが取れなくなりました。
そこで、重心位置を移動させるためにバランサーと呼ばれるアダプターが売られています。
送信機が水平になり操縦しやすいのはもちろん、スティックが流線型の(涙)お腹に当たって誤動作するのを防ぎます。

Bokky120423001small.jpg
72MHzのアンテナは使わないのに50gもあるので取り外しました。
アンテナの穴が空いているとゴミや水が浸入してしまいますので、アルミ製のカッコいいキャップなんかも売られています。
フタにお金もかけてられませんので、その辺にあったシリコンオイルのキャップを付けたらピッタリ!
モジュールの白いアンテナともフィットしているような気がします(笑)
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Bokkinen

Author:Bokkinen
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