クアッドオートジャイロ

最近、オートジャイロばっかし作ってますが、試してみたいことがありました。
4枚ハネにしてクアッドコプターみたいにしたらどーなるんでしょ?
で、テスト機完成~。

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クアッドオートジャイロ
全長 300mm
対角ホイールベース 230mm
ロータ径 140mm
ロータ面積 0.91dm2 x4
重量 24.94g
モーター Φ7x16mm コアレスブラシモータ x2
コントローラ Deltang Rx34d
バッテリー 1S 3.7V 200mAh Li-Po

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構造自体はとてもシンプルです。
カーボンストリップで補強したフレーム兼主翼に4本のカーボンロッドが立ててあり、そこにロータが刺さっているだけ。

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後ろからみたところ。
動力は2モータで、その後方にエレボンがレイアウトしてあります。
ロータのマイナスピッチは指でひねってあるだけです。
普通のクアッドコプター同様、左前と右後が上からみて時計回り(CW)、右前と左後が上からみて反時計回り(CCW)になるようピッチを付けています。

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裏(下側)からみたところ。
メカはいつもの2モータ機と同じです。
フレーム(主翼)を曲線で作って有機的な感じにしたかったんです。
結局ギターか、福笑いみたいになりましたが・・・。

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側面からみたところ。
ちょこんとした丸いアシがマストを垂直になるように保持しています。
マスト自体はフレームのカーボンストリップにも接着して固定しています。
ですので、モータとサーボ以外は全てカーボン構造体で連結されているワケです。

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重量は24.94gです。
フレーム兼主翼は曲線デザインなので測るのがめんどくさいですが、この面積だけでは飛ばないと思います。
ロータ面積だけで4枚合わせて約3.64dm2あります。
ロータだけの翼面荷重は約6.85g/dm2ぐらいです。

スミチューブ

1mmのスミチューブを買ってきたので、たくさん切り出しておきました。

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ケーブル絶縁、リンケージに使います。
これでハサミで切ったときに飛んでいったヤツを机の下で探す時間を浪費しないで、次のを使うとゆーリッチな生活ができます。
環境には優しくないですが、腰には優しいです。
最近は海苔ですら刻み海苔が売っているので、刻みスミチューブも販売してくれないでしょか?

オートジャイロ アパッチ ロータ拡大

メイデンフライトではやっぱり重量増による浮力が少ない感じがしました。
なのでロータ径を24cm→28cmにして新規製作しました。

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全備重量は18.59gとロータを大きくしたのに少し軽くなりました。
接着剤の量程度の違いでしょうけど・・・。
ロータ面積は2.78dm2になったので、ロータだけの翼面荷重は約6.67g/dm2とテスト機より若干良くなってます!

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メイデンでの墜落でマストが抜けたのでGPクリアではなく木工用ボンドで接着し直しました。
発泡スチロールの場合、木工用ボンドの方が硬い分だけ強度が必要な部分には向いてます。

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機体全長よりロータが長くなった影響がどう出るかわかりません。
まぁとにかく切った貼ったで調整していきましょう。
ボロボロになる前にセッティングが見つかればOKです。

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テスト機(右)との比較。
狭い我が家で投げた感じでは、ものすごいロータが回転するよーになりました。
オートローテーションはバッチリ効いているようでふんわりと着陸します。
ただ回転するロータ=空気抵抗なので、現状の推力で果たして足りるのか心配です。

オートジャイロ アパッチ配備!

オートジャイロのアパッチが配備されました~。

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オートジャイロ アパッチ
全長 260mm
ロータ径 240mm
ロータ面積 2.36dm2
重量 18.78g
モーター Φ6x12mm コアレスブラシモータ x2
コントローラ Deltang Rx43d
バッテリー 1S 3.7V 100mAh Li-Po

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欲張ってエンジンまで載せてしまったので重量はオートジャイロテスト機から約2.8gの重量増。
一応中身はくり抜きましたが、空気抵抗にはなりそーなので排気口も貫通させてそのうち穴にするかもです。

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もともとアパッチは幅の狭い機体なので、ギリギリそれっぽくなったと思います。
色がポップ過ぎますがデフォルメ機ということで・・・。

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ロータはテスト機と同じ24cm径を使います。

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ロータの翼面積は2.36dm2なので、ロータだけで考えると翼面荷重は約7.95g/dm2です。
テスト機は15.98gだったので約6.77g/dm2でした。
ちょっとキビシい感じもします。

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それでは、近所の公園でメイデンフライト~。
風が結構あり、かなり不安定でしたがフルスロットルで直進はできました。
が、旋回では巻き込む感じで失速してるみたいです。
やっぱし重量増がビミョーなバランスを崩してしまったのかも・・・。
無風の体育館で試したいところです。

オートジャイロ アパッチ製作中

オートジャイロのテスト機が奇跡的によく飛んだので、調子に乗って立体バージョンを作ることにしました。
ロータ、重心、スラスト位置、メカを全て同じにすれば、あと違いは空力と重量だけのハズです。

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もう塗装しちゃったりしてますが、10mmの発泡板にメカを組み込んでます。
スケール感あっぷのためにメカを隠すのがやたら手間です。

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アパッチの特徴である側面の張り出し(スポンソンとかいうらしい)の裏側はメカの逃げのためアリンコの巣状態。
まぁ強度も不要ですし軽くなるからよしとしましょう。
アパッチは丸っこい部分がないので板の組み合わせだけで作れそうです。

PIC工作再開

10年以上も前ですが、ミニッツや1/10ドリフトをやっていた頃にPICでプログラムを組んで電飾ユニットを自作してました。
当時はメーカから電飾キットなんて発売されていない時代でしたから、サーキットでピカピカさせたりネットで紹介するとたくさん問い合わせを頂いたものです。
今ではメーカ品もありますが、結構高価なので自作した方が安上がりなのは言うまでもありません。

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ちょっとやりたいことがあって1セルLi-PoとDeltangから制御するテスト回路を作りました。
GP出力にLEDを繋いだだけですが!

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1/10の時に使っていたサーボパルス幅検出プログラムを走らせてスロットルに繋げたところあっさり動作。
これでスロットル連動の電飾はカンタンにできそーです。

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PICにデータを書き込むためのPICライタ(プログラマー)はRCDライタというものを使っていました。
シリアル(RS232C)でパソコンと接続するのですが、最近のパソコンにはシリアル端子がありません。

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退役したポンコツパソコンを引っ張り出してライタから書き込みができるよーに環境を再構築しました!
シリアルの他、パラレルも付いているお宝です。

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おお~、なつかしの98ですよ~。

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ん?久々に見たブルーバック画面・・・。
げげ、ファイルシステムのエラーですと!?
ち~ん。

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(本人談)「ええ、その後はもう混乱してあまり覚えていないんですけど、気が付くと宅配便でコレが届いてました。もうビックリですよね(笑)」

秋月電子のPICプログラマーVer4です・・・。
MicrochipのPICkit3にしようかPICerFTにしよーか色々悩んだ(らしい)のですが結局定番に。
ICSPはアダプタが別に必要ですし、ターゲットはせいぜい8PのDIPかSOPでしょうから。
しかし、このプログラマーもWindows7以降は非対応・・・。
少し新しいポンコツパソコンをまた引っ張り出し(今度はVista)、VB6ランタイムを入れたりドライバを入れてなんとか認識。
書き込もうと思ったら12F509に対応してナ~イ!
ぐぬぬぬ。
きっとPIC工作って精神を鍛える修行みたいなもんなんです。
FTDI試すとこまで精神が崩壊しないことを祈るのみ。

2016/02/21追記
秋月のプログラマバージョンが古かったせいで12F509に対応してなかったようなのでv6.72にバージョンアップしました。
ファームウェアもアップデートしました。

NPG(なんちゃってパラグライダー)その2

2011年に開発成功されたふしみさんのパラモーターはもうそれこそ工芸品のようなキャノピーと長さも揃ったラインで素晴らしい完成度です。
数10本のラインを長さを揃えて調整し、何回もカットアンドトライを繰り返されたに違いありません。
めんどくさがりのBokkyには到底ムリな話です。

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でもおじさんアキラメが悪いので、またヘンテコなもんをこさえてみました。
キャノピーをラクちんに作るためにEPP45倍2mmでそれっぽく作りました。
ラインを張る作業がめんど・・・大変なので最小限の3本に。

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キャノピーの反りを調整するためのカーボンが1本貼ってあるだけ。

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ふしみさんの機体をじっくり研究し、もしかして重量物はブラ下げた方が良いのでは?とバッテリーを最下部へ。

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ペラの推力でユニットがナナメ前方に浮かないよーにベクトルを考慮し?バッテリーは少し前に出しました。

・・・とカンタンに書きましたが、実は100回ぐらい家の中で飛ばしてラインの長さや補強カーボンの長さを5mm単位で調整しました!
これらの組み合わせが1cmでも違うと全くバランスが取れません。
ホントにビミョーな調整が大事ですね~。
前回のIAC-ASOに持って行ってテストしましたがやっぱし飛びませんでした・・・。
でも、ふしみさんが「飛びそうじゃん!今日ちゃんと飛んじゃったらイヤだなぁ(笑)」と言いながら、ノウハウを色々教えてくれました!
もちろん当日に飛ぶなんて奇跡もなく、これから教えて頂いたことを少しずつ実験します!
その前にせっかく覚えたオートジャイロも実験しなくては・・・。

NPG(なんちゃってパラグライダー)その1

Amazonの荷物の中にいつも入っている空気袋梱包材。

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今回はイヤガラセのよーに大量にお届けされましたので捨てようかと思ったんですが・・・。
ん?コレは飛びそーな軽さ・・・。

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手元にはヘリウム祭りで作った2モータユニットが転がっております。

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梱包材に糸をテープで貼ってユニットに取り付けたら完成~。
その名もNPG(なんちゃってパラグライダー)
さっそく、狭い我が家でテスト!
・・・ダメですクルクル回って落ちるだけです。

はい、もちろん成功するなんてちっとも思ってません。
なぜなら5年以上も前にふしみさんが半年もかけてモータパラグライダーを開発されていたのをネットで拝見してましたから。
(ふしみさんリンク貼らせて頂きました~)
スラスト軸と揚力を得る翼(この場合キャノピー)が糸でぷらぷら繋がっているだけの飛行体のバランスの難しさは、飛行機を作った人なら誰でもわかります。
これを緻密な作業とあくなきチャレンジで成功させたふしみさんのスゴさには本当に感動します。

オートジャイロ飛ぶ

ネットで先駆者の方々の情報を頼りに製作し、色々実験してよーやく飛ぶようになりました~!
重心位置やロータ位置、角度、面積、スラスト位置、推力・・・全てのバランスが取れないと飛ばない機体です。
たまたまコレが一つの正解だっただけで、少し変えるだけできっと飛ばないと思います。
のんびりクルクル回るロータを眺めているのも楽しいので、もう少しオートジャイロを作って勉強しようと思いま~す。

オートジャイロ挑戦その6

とにかく屋外飛行には成功したので、アシを付けてみました。
一応これが飛んだ状態の最終版です。

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オートジャイロ1号機
全長 260mm
ロータ径 240mm
ロータ面積 2.36dm2
重量 15.98g
モーター Φ6x12mm コアレスブラシモータ x2
プロペラ 30mm 3枚ブレード(CX-10用)
コントローラ Deltang Rx43d
バッテリー 1S 3.7V 100mAh Li-Po

ちなみにマストとモータ位置(プロペラ位置)は横から見てほぼ同一線上です。
重心はマストから25mm前。
モータからロータ下端の高さは57mmです。

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先駆者の方々はもっと迎え角を大きくしてロータに風が当たるよーにしておられるようです。
たまたま分解した機体のアシをそのまま付けたのでこの長さです。

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エレベータ(エレボン)付きなのでイザとなればアップして強行離陸します!

オートジャイロ挑戦その5

広い公園で飛ばしてみましたが、巻き込みクセはないもののすごい頭上げで吊って飛びました。
オートジャイロとゆーよりファンフライみたいです。
ロータ高さを色々試してみたところ、ちょーどいいバランスを発見!
バッテリーも機首最先端にしたらやっと飛行に成功~。

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さっそく、改良しました~。
まずバッテリー位置をもっと前にするために機首を延長し、吊り下げタイプにしました。
これでちょっとアパッチっぽい・・・?

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重心がまだ後ろと思われますのでサーボと受信機を2mm前方へ移動。

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エレボン(エレベータ)ダウンで水平飛行するようなのでニュートラルをダウン目にしました。
ビミョーなバランスが必要なオートジャイロなので、これだけ一気に変更したら飛ばないかも・・・。
まぁそれも実験ですね。

オートジャイロ挑戦その4

さてやっぱり飛ばなかったオートジャイロですが、とにかく初めてなので色んなことを試しました。
最初は右に巻き込んで全く浮く気配もなかったんですが、だんだん少し飛ぶ感じが見えてきました。

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とりあえずシロウトのやってみた感想なのでアテになりませんが備忘録書いておきます。
・マスト(シャフト)は垂直の方が安定する気がする
・ロータ位置は低い方が安定する気がする
・ブレードのピッチは割とシビアでなくても良い気がする
・いちばん重要なのはマストとペラの位置関係の気がする
・ロータ(マスト)とペラはなるべく近い方が良い気がする

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要は今まで作ってたヒコーキ達と同じで重心がやっぱし大事ってことみたいです。
現状、ちょびっと飛ぶ気配バージョンでの重心位置は固定主翼端に点が2つある位置。

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ブレードピッチはこんな感じです。
EPPなのでクセを付けても戻ってしまうのですが、このぐらいピッチがあれば回りました。
以前、Georgeさんから「小さいオートジャイロのロータは主翼と同じなので迎え角があれば回ってなくても飛ぶんじゃない?」と言われたことがあります。
そこで今回はロータ面積を最初からキッチリ計算して2.36dm2とし、ロータが主翼と仮定した場合に翼面荷重を約6.7g/dm2にしてます。
ついでにスタブウィングもあるので実際の翼面積としてはもっと大きいハズです。

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垂直尾翼はロータを下げたことで干渉してしまったので短くなりました。
胴体が板なのである程度の直進安定性はあるみたいです。
広いところで飛ばすとどーなのか気になります。

オートジャイロ挑戦その3

オートジャイロのテスト機ができました~。

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ざっくり、ロータ径240mm、機体長さ260mm、重量15gぐらいです。

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モータは2モータディファレンシャルで舵はエレボン。
重くなりますが、どんな調整が必要かわからないのでとにかくどんな時でも舵が効くようにしときました。

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重心位置はスラスト方向とマストの角度に影響されるみたいなのでバッテリー位置で調整します。

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ロータ高さはビニールチューブで調整します。
とにかくあるゆる要素を調整できるよーに作りました。

部屋の中で機体を振り回してみると、やはりブレードがしならず回りませんでした。
EPPをシゴいてマイナスピッチを付け、動力を入れましたが右巻きで墜落。
最初から飛ぶなんて思ってませんでしたが先は長そうです。

オートジャイロ挑戦その2

オートジャイロでいちばん重要なものはやはりロータだと思います。
どう作ればよいものかもわかりませんのでとにかくデッチあげます。

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もっと薄くヒラヒラしてた方がよい気もしますが、30倍EPP2mmでまずは作ってみます。

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ロータ前方にΦ1mmカーボンロッドを接着。

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これをハブ部分になるEPP3mmの正方形に貼り付けていきます。

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Oh~、ジャパニーズニンジャシュリケン!

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なぜこんな面倒な構造にしたかとゆーとプレコーニングを付けたかったからなんです。
先駆者の方々のオートジャイロ(ロータ径500mmとかの)をじっくり拝見すると、フラッピングハブとゆーのを採用されている例が多いです。
もちろん知識もないので調べたところ、ブレードグリップ部分を上下にフリーにしておき、遠心力と下からの風力のバランスをブレードが勝手に角度を付けてくれる構造みたいです。
ヘリでもグリップはある程度フリーにしないと安定しなくなりますしね。
つまり、ロータにはある程度コーニング角(ブレードの根元から先端までのマストに対しての角度)が必要なのではないかと思った次第です。
でも小さいオートジャイロにフラッピングハブは難しそうなので最初からコーニングを入れておこうという作戦です。

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コーニング角は四角形のハブ部分にカーボンロッドを接着する角度で調整可能にしました。
柔らかいブレードなら自然にコーニング角が付くのでしょうが、材料に頼ると同じ結果が得られなくなりそうなので、パラメータを一つ調整できるようにした感じです。

オートジャイロ挑戦その1

オートジャイロは先駆者の方々の記事を拝見していてもかなり飛ばすまで大変みたいです。
ただ近年の研究成果発表のおかげもあり、だいぶ工作のヒントも公開頂いておりとても助かります。
マネして作っても飛ぶとは思ってませんけど、やらないとなんにもわかりません。

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とにかく作ってみましょ~。
カッコから入るイマドキのちょいワルおやじなので、アパッチぽくしてみました。

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軽さを追求しなければいけないのに2モータ+エレボンに。

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飛ばなかったらハネを付けてヒコーキにすればココロも痛くありません。
・・・って、飛ばすところまではがんばりまっす!

IAC-ASO 2016/02/07

2月7日のIAC-ASOに参加させて頂きました~!
ヘリウム祭りの第2弾!

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としちゃんのそらいろジェット号。
タキシングから垂直上昇まで乗客の乗り心地を全く無視したすごいフライトを見せてました~。
ヘリウムが毎回入手できたらみんなで同じのを作って飛ばせるんですけどねぇ。

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ふしみさんのはばたきバルーン。
優雅にパタパタしながら空を泳いでました。
こーゆーのがたくさんいる水族館ならぬ空族館みたいなのができたら楽しそ~。

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クロダさんのクリオネタイプはばたきバルーンはBluetooth制御。
モジュールが重いのでハート倍増です。
ソフトに強い方ってこれからすんごいの作りそうです。

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きくマンさんの新作F-4ファントム。
「入って右」チームの得意とする?2モータグリフワ機です。
としちゃんは「この排気口の線が細かいね~」とヘンなところに感心してました。

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コレがいきなりちゃんと飛んじゃうからサスガです。
やっぱりブログを半年ぐらいサボ・・・休止して飛行機製作に注力していただけあります。

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ウチのトムねことドッグファイト(猫だけど)で楽しみました~。
つか、相手のひこーきがドコ飛んでるか分かってませんが。
ん~、なんか新しい戦闘機作りたくなってきました。

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ふしみさんのヘリウムジェットはハネだけでぶんぶん飛んでました!
空気抵抗が大きすぎる胴体を置いといて軽快なフライトです。
もう名人ともなるとなんでも飛ばしちゃうんですよね~。

おっさん重心見直し

Flying-Surfer O-3ですが、としちゃんから重心をとにかく前にとアドバイスを頂きました。

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現状はテキトーにメカをレイアウト。

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とにかくメカを前方に持っていきます!
受信機もESCも1gぐらいしかありませんが、とにかく前へ移動!
こーゆー細かい部分でもヒコーキは変わることを以前からとしちゃんが教えてくれています。

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反対側も徹底的に前重心にしてやります。
サーボをかなり前に移動しましたが、今までイイ感じで飛んだヒコーキってやっぱしサーボが結構前だったかも。
1gをアナドってはいけません。

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リンケージが250mmと超長くなったので、途中にガイドを入れてます。
ポリカ板に穴を空けて曲げただけです。

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おっさん前重心バージョンアップ!
「わしももう少し前向きに生きてみようかと思うわ」

ヘリウムバルーンユニット実験2

失敗に終わったヘリウムバルーンユニット。
動翼が悪影響なのかとモータを直接動翼に取り付けてベクタースラストにしてみました~。

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単純にモータを移動しただけですが・・・。
ちゃんとモータのあった穴だけは塞いでおります。

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ヘリウムバルーンに取り付けてテスト開始!
やはり普通に飛行機とは逆に曲がっていきますが・・・。

どっちにしてもグリグリはパワー的にムリっぽいです。
7x16mmモータと45mmペラに換装するのも手ですが、これ以上の重量増をしてまでやることでもないよーな。
受信機を他に使いたいのもあって実験はこれにて終了です。

ヘリウムバルーンユニット実験1

ヘリウム祭りは終わってません・・・。
としちゃんやふしみさんが開発中のゼロG羽ばたき機を作ろうかと思ってました。
・・・が、サーボを載せるならヘリウムバルーンでアクロみたいにグリグリできるのでは?
風船がグリングリン飛んだらオモシロそ~。

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うまくいく根拠もなんもありませんが作ってみましょ~。
とりあえずモータとサーボを付けたユニットを製作~。

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重量は約13gですがヘリウムバルーンの浮力が約5gあるので、8gの機体ってことになります。

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モータとペラの直後にエレボンが配置されるとゆーシンプルなユニットです。
実験に失敗してもモータ外してサーボをパタパタさせれば前進するのではないかと!
「設計とはいつも二手三手先を考えて行うものだ」と赤い人も言ってました。

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これをヘリウムバルーンに装着!
で飛ばしてみると・・・。
舵の向きが普通の飛行機と逆になりました・・・ナゼ?

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よくよく考えてみると普通の飛行機は自分に浮力がないのでプロペラ風力により進む方向は風の吹く方向と逆向きになります。
エレボンの場合、右旋回では左エレボン下げ+右エレボン上げです。
そうするとプロペラの風は左が下向き+右が上向きに流れ、機体を後ろから見て右に傾けます。
これにエレベータをミキシングして右へ旋回する原理です。

浮遊体だとプロペラ風力に対して機体に反トルクが発生するのではないでしょか?
右旋回させたくて、左エレボン下げを考えてみます。
風は下向きに流れますが機体は反トルクで左側の機首を下げようとするはずです。
同様に右エレボン上げだと右側の機首が上がります。
結果的に浮遊体の機首が後ろからみて左に傾いて左旋回になる・・・のはあくまで推測です。

とりあえず、左右の舵が逆になるのを無視すれば飛ぶには飛びますが、グリグリできるだけのパワーはありません。
やっぱし空気抵抗の高いデカい浮遊体を自由に移動させるにはある程度の推力が必要っぽいです。

ミニF-16ファイティングファルコンぷち改造

飛びが気に入らない機体はいつの間にか分解されてたりしますが、ミニF-16ファイティングファルコンは無事でした。
(今のとこ)
結構、作るのが大変だったのは分解するともったいなくて・・・。

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さて、飛びが気に入らない機体は大体が頭上げが激しい機体です。
もちろん原因は重心位置の設計がマズいからです。
重心はバッテリー位置を最終的に決めて調整するのがフツーです。

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ミニF-16ファイティングファルコンは機首が細いのでネジをオモリに入れてました。
コレでも重心が合わずに頭を上げてました。

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も~分解前提なら機首をぶった切っちまいましょう!
バッテリーも極限まで前に出します。
交換はコクピット部分から指が入らないのでレドームを外して行います。

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落ちたら即機首モゲのピンチですが、とにかくこれで試してみます。
飛べば延命~。

A4サイズファイター F-14初飛行動画

A4サイズファイター F-14トムキャットの初飛行動画です。
まだアシが付く前のテスト映像ですが、アシが付いても同じよーに飛びます。
ロールは余裕ですが、スピードをつけないとループできないのでパワー不足かも?
風にはアオられるのでこの機体はやっぱしインドア専用ですね~。
ちっこいので持ち運びがラクちんですし、体育館の中なら飛ばしやすいサイズでしょう。

プロフィール

Bokkinen

Author:Bokkinen
MINI-Z BAR ANNEXへようこそ!

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