モーターパラの豆知識

・当サイト「モーターパラグライダーの豆知識」です。 ・随時更新しています。

モーターパラグライダーについて 2005/04/16 どこのメーカーもプロペラの直径が７０センチの高回転ユニットで、かん高い音をたてて飛行していた時代が終わり、最近は、プロペラの直径が１メートルを超える物かたくさん出てきました。 プロペラの回転数も半分以下になった事で、飛行中のエンジンユニットから発生する騒音はある程度静かになってきました。 最初の頃は、１�q先で飛んでいても、とても耳障りな騒音を発していたのです。 反面、プロペラの直径が１メートルを超えて出てきた事でプロペラの回転数を半分以下にするためのリダクション構造が必要になり、ユニットが少し重くなりました。 他には、反トルクも大きくなって離陸の時に右を向いてしまったり、推力が大きすぎるユニットで上昇しためにジャイロインプレッションでライザーがねじれて墜落するパイロットも出てきました。（パラグライダーは開いているのでゆっくり落ちてくる感じです） この資料を読んでモーターパラグライダーの知識に役立てて下さい。 航空事故も含めてですが、無知によるちょっとした事故は意外と有るのです。

プロペラについて 2005/04/16 プロペラの取り付けボルトは、振動によってもっともゆるみやすい所の一つです。 木製のプロペラは、有る程度の柔らかさがあり、次第にゆるんできます。 ユニット各部のフライト前の始業点検は、必ず行いましょう。 現実には、飛行中にユニットの破損が起きたりしていますが、現実にはプロペラが先にはずれた事でユニットが壊れた物もあるように感じます。 離着陸の失敗で、わずかに破損したプロペラもそのまま使用するとバランスがとれていないために振動します。 ユニットによっては、振動でプロペラの取り付けボルトが緩んでしまう物もあります。 フライト前に毎回増し締め点検をすることをおすすめします。 振動でボルトがゆるむのを防止する方法として、ボルトどうしやナットを全て針金で編んで結び、ゆるみ止めをするセーフティーワイヤー（安全線）処理をする方法も有効です。 プロペラは、直径とねじれ（ダイヤとピッチ）でその設計が行われていますが、自分で作成してもなかなかメーカーの推力値を出す事が出来ません、僕はとくにリーディングエッジの微妙な面取りで大きな違いを体験しています。 各メーカーの企業秘密の中で大きな推力を出しているように思います。 尚、ユニットメーカーの警告として、純正プロペラ以外の使用は認めていません。プロペラの微妙な違いから来る焼き付きなどが実際におきている為です。どのメーカーも、「他社製のぷろぺらを付けた時点で保証はなくなります」と、言ってきています。（ぼくの仲間で手作りメーカーのプロペラを使用してソロエンジンをダメにしています） 破損したプロペラの修理は危険です。ベンチテストや飛行中に破壊する事がよく有るからです。実際にベンチテスト中に修理したプロペラが破損して、近くにいた人の方へ勢いよく飛んでいったのを見ました。 ユニットを壊さないためにもプロペラを自分で直すことはお勧めできません。 少しの破損で有れば、責任を持ってプロペラの修理をしている所もあるようです。 自作や修理のプロペラバランスは、バランサーで計る事が出来る静バランスと、回転させて計るダイナミックバランスがあります。プロペラの左右のバランスが合っていても、先端側の方が重かったり軽かったりする事と、プロペラ先端のわずかなピッチのくるいが、実際に回転させたときにバランスが悪く振動するのです。 ３枚プロペラのようにそれぞれ分かれる物で有れば、プロペラ一枚の全体の重さの他に、プロペラの根本を支持して、先端部の重さを新たに計る事でダインミックバランスを確認する事が出来ます。 いずれにしてもプロペラの回転方向に人がいる事はとても危険な事です。スロットルを握っているパイロットも周りにいる人も、くれぐれも気を付けてください。

豆知識あれこれ 2005/04/16 豆知識１ 以前メーカーに進められてスピンナーをプロペラに取り付けた事があります。推力計で計ってはいませんが、はっきりと分かるくらいの推力の違いを感じました。 プロペラ中心部に発生する乱気流に対して、スピンナーを取り付ける事によって整流され、高い推力が生まれるようです。 ４リットルのペットボトルの上の方を切り取ってスピンナー代わりに取り付けるだけでも推力が上がるのですが、笑われそうな気がしてやめました。 気温が低いと空気密度が上がるので夏と冬とでは推力がずいぶん違います。 燃焼室に吸入される空気密度が高いので、圧縮圧力が上がる事と、プロペラを通過する空気密度が高い事の両方が作用するのです。 豆知識２ プロペラを取り付けずにエンジンを高回転させると、フライホイール効果が無くなるせいで、スパークプラグの起電力を作るコイル（エキサイタコイル）に、とても大きな起電力が発生して、エキサイタコイルを破損してしまう事がありますので気を付けてください。 豆知識３ 一般航空機のプロペラはゼロ戦の時代から可変ピッチで運用されています。離陸や着陸、上昇中はピッチを浅く（クライムポジション）して最大推力を発生させています。機体の性能によりますが、水平飛行に入ると推力は飛行重量の１０分の一から２０分の一程度で良くなり、巡航速度の効率を上げる為に大きなピッチ（クルーズポジション）に変更して航続距離を延ばしています。 数年前まで販売されていた、エンジンにダイレクトでプロペラを取り付けているユニットは、浅いピッチで推力を出しています。 ベルトやギヤで回転数を下げてプロペラのピッチとダイヤを大きくしているユニットは、 そうする事で大きな推力を発生し、プロペラの回転数を下げることで静かになるのです。 豆知識４ 零戦でもセスナ機でも、単発機はダウンスラストと、サイドスラスト、を付けて設計されています。 速度を増しても上昇しないように少し下向きに、そしてプロペラの回転を上げても左に旋回しないように少し右に向けてエンジンとプロペラを取り付けているのです。 決してまっすぐ付いてはいないのです。 （エンジンの出力軸の回転方向は反時計回りが基本なのでプロペラが前にある単発飛行機は反トルクで左に旋回してしまいます。ヨーロッパ製の実機やTOP80などのユニットも最近はギヤリダクションでプロペラをまわしています。回転方向が反対方向です。 当たり前のことですが、ヘリコプターのテールローターは、メインローターの反トルクを止めるために回しています） とても大きな推力と半トルクを持っていた零戦は、滑走路をまっすぐ発進することが難しく、垂直尾翼を少し斜めにして離陸の操縦していたようです。 モーターパラは、ライズアップをした後のスロットル全開操作で生まれるプロペラの回転と逆方向に働く反トルクで体が右に傾いてしまう事と、体を引き起こしたときに作用するジャイロインプレッションは、パイロットの走り出す方向に対して左に向けようとするエネルギーが働くのです。とくに推力の大きいモーターパラグライダーユニットは、離陸後の飛行にも大きな影響を与えています。 推力の少ないユニットは、反トルクがほとんど感じないのでスムーズな離陸が出来ますが、風のほとんど無いときの離陸は、ある程度長く走って離陸します。 推力のあるユニットは重い事と、ライズアップの後のフルスロットルにしたときに、まっすぐ走るために右足をかなりがんばって構える必要がありますが、水力が有れば、風が無い日でも強い推力に押されて離陸完了までの距離が少ないのは魅力です。 でも、僕は推力少なめの軽いユニットで一生懸命走って離陸するのも好きです。

ベルトの張り調整について 2005/04/16 「リダクションベルトは、３０時間をめどに交換してください」と、取扱説明書に書かれているメーカーなどがあります。 ベルトの張り調整は、とても微妙です、調整が微妙なのは、張りぐあいを測定する計測器市販されていないからです。 アイドリングの時に、わずかに滑り音が出ていても大丈夫なユニットも有るのですが、目安としては、エンジン最高回転ですべり音が発生し始めたら張り調整が必要です。わずかずつ締め上げて調整してください。 閉めすぎて、ベアリングやエンジンクランクに破壊する事があるのです。 プロペラの回転とエンジン排気音の周波数は、倍数で同期しているのですが、ベルトが滑っている物は、飛行中に ビート音が出て分かる事があります。（２つの重なる周波数の差から出る和音です） ユニットによっては、張り調整が出来ない構造の物もあるようです。こまめにベルトを取り替えて下さい。

キャブレターについて 2005/09/9 ２ストロークエンジンに使用しているキャブレターは、２種類が使われています。 一般的なガソリンタンクを高い位置に設計して、落差で流れてくるガソリンの量を浮き子で調整しているフロート式と、エンジンのクランク室で発生する気圧振動をキャブレターまでパイプで導いて、ダイヤフラムポンプを作動させるダイヤフラム型とが有ります。モーターパラのユニットには、ダイヤフラム式が多く使われていますが、気温や湿度に大きく影響されるとてもデリケートな物です。理解して調整をしてください。 Ｈニードルの調整は、プラグの焼けぐあいを確認しながら＋−８分の１ずつ調整角度で行ってください。 エンジンのアイドリングが不安定なときは、キャブレターのＬニードルを１／８回転の範囲で調整してみてください。 ＨニードルＬニードル共に、一番絞った所から１と２分の１開いた所で基本設計がなされています。 一部のユニットですが、Ｈニードルを絞りすぎてエンジン温度が上がりすぎ、キャブレターのガソリンが沸騰(パーコレーション)してエンジンストールになる物があります。 Ｈニードルの調整は、調整の都度スロットル全開を１分ほど行い、プラグの焼けぐわいをなんども確認します。回転計でもおおむねわかりますが、絞りすぎに注意をしてください。 先日、愛用のチェコ製ユニットのＨニードルを１／８回転絞ってから離陸したとき、エンジンヘッドの温度が４０度ほど高くなり、デジタル温度計（エンジン回転数とエンジンヘッドの温度計が付いたバリオ高度計、ブロニガーＩＱ−ＭＯＴＯＲ）が２４０度を指しました。エンジンが焼き付いてしまう可能性があるので着陸し、Ｈニードルを元の戻して再度離陸をしています。 （以前、第一興商で販売していました水平対向エンジンは、風通しの良くない右側（前進方向で見て右側）のシリンダーが先に焼き付いてしまいますから、温度センサーは、右側に取り付けて下さい） 冬は、気温が下がり空気密度が上がる為にＨニードルを少し開けてガソリンの流量も多く調整します。（気温が低いと、エンジンの最高回転数が夏より200〜300回転上がるのがふつうです。加えてプロペラに当たる空気密度も濃いので、真夏に出る推力より１５パーセント前後増大します） マイナス気温になる冬はガソリンに混じってしまったわずかな水分がシャーベット状に凍りエンジンストールを起こします。 また、湿度が高く気温１５度前後の日は、キャブレターの中が凍り付くアイシングが置きます。モーターユニットはそのキュブレターの構造からエンジンストールするほどではないようですが、アイドリングが不安定になったりスムーズな回転が得られなかったりしています。 尚、０度以下の気温では、アイシングは起きないとされています。 気温が低い日のフライトは手が冷たくなりますが、両手首を内側に回転させ、指に向かい風が直接当たらないようにする事で、指先が冷たくなる事をかなり防げます。一度試してみて下さい。 キャブレターからの混合気がクランク室に入る機構にピストンバルブと、リードバルブ方式があります。２ストロークエンジンの改良策として生まれたリードバルブエンジンは、始動がとても良いです。 最近出てきたユニットで、キャブレターにチョークが付いていない物があります。 マイナス１０度くらいからエンジンの始動が悪くなります。手でインテークをしっかりふさいで始動してください。（プラグの番数を一つ下げると始動性は良くなります） イグニッション系とプラグについて エンジンは、回転数が上がるとプラグの点火時期を早めて高回転でも良好な出力が出るように設計されています。 マグネット式イグニッションシステムは、エンジンの回転数が上がる事によってエキサイタコイルの起電力が増し、その事によってプラグのスパークタイミングが早くなり、進角装置と同じような役目を果たしています。 プラグは高温高圧縮の燃焼室で７０００ボルトから２５０００ボルトの電圧でスパークするわけですが、たとえば以前、第一興商で出していたＧＴなどに使われていましたイグニッションコイルの出力電圧が高いユニットに使用されるプラグで、ＢＲ８ＥＳ−１０のＲは、電磁波ノイズ軽減用の抵抗が入っているという意味で、８は熱価の値、プラグが焼けすぎたり、余熱があるうちは掛かりにくいエンジンは、番数をひとつ上げ下げします。１０は、プラグのギャップが少し広い１ミリになっている事を表します。

整備に関する豆知識 2005/04/16 回転マグネットと、エキサイタコイルの取り付けギャップ調整は、０．４ミリから０．５ミリの範囲で取り付けをします。 一般的には、はがき１枚（０．４ミリ）か、プラグの紙箱（０．５ミリ）を挟んで取り付けをする事で、取り付け調整をしています。 尚、２ストロークエンジンのプラグは消耗品です。適度にプラグの焼けぐわいを点検し、交換するのをお勧めします。良好に使用していても、せいぜい２０時間から３０時間が交換時期だと思います。 あるメーカーの高回転エンジンは、１０回以上フライトするとプラグ交換をする必要があるようです。原因は、プラグのスパークギャップがすこしずつ開いてしまうためにアイドリングが少し不安定になります。 プラグのスパークギャップをコツコツとたたいて直すだけでよいのですが、高価なプラグ（イリジュウムプラグ）などに取り替えるのも良いでしょう。 プラグの熱価については、メーカーが指定する番数で使用するのが基本ですが、そのユニットの使い方にもよります。 ヨーロッパ製のユニットは、パイロットの体重設定が大きくなっています。従って体重の軽いパイロットが最近の滑空性能の良いキャノピーで使用していると、低い回転数でフライトすることになり、プラグにカーボンが付きやすくなりますから、プラグの番数を一つ少なくする必要があるようです。 豆知識、 セルモーターがよく壊れるメーカーがあります。原因はケッチンによるものと思われます。 エンジンのプラグスパークは、エンジン出力を上げるためにピストンが上死点になる前にスパークするように設計されています。上死点のかなり前にスパークを設定している（設計ミスをしている）と、リコイルスターターを引いたときに、ガツンと引き戻されます。セルモーターでも回しきれずにクランクが逆回転になり、セルモーターを壊したりスターターギヤが噛んでしまったりしているのです。 同じソロエンジンを使っているメーカーでも、設計設定が良いメーカーは、問題が出ていないようです。 （セルモーターが付いていなかった複葉機の時代のエンジンや、ラジコンの４サイクルエンジンの始動は、プロペラを逆回転に回し、ケッチンを利用して始動しています） 豆知識 以前実験をしたのですが、燃費ＵＰをねらってプラグのギャップを1.5ミリまで広げてみました。すると、１センチ以上すき間があるプラグキャップからエンジンヘッドカバーにスパークしました。（燃焼室ではなくエンジンの外です） 理由は、燃焼室の高い空気圧の中では、1.5ミリでも放電しにくいのです。 よく考えてみて気がついたのですが、空気圧のない宇宙や真空管の中では、電子が勢いよく放電するのです。太陽からの電子も地球に届いて、オーロラが出るのです。

エンジンのオーバーヒート 2005/04/16 エンジンのオーバーヒート（焼き付き）は、シリンダーヘッドの温度が２３０度以上になって起こります。ガソリンとオイルとの混合比を濃くしておけばオーバーヒートしにくいと思われているようですが、その昔、５０対１とかでもシリンダーの油膜切れが起きない高性能オイルがなかった時代のお話です。今となってはほとんど関係はありません。 気温が高い日に元々冷却されにくいユニットデザインで、スロットル全開状態で上昇を続けたときに、ついにはオーバーヒートするのです。Ｈニードルを絞りすぎている事も大きな原因だったりもします。 ２ストロークエンジンは、一般の４サイクルエンジンに比べると、構造が単純な分だけデリケートなエンジンです。 最近は、モーターパラ用に開発されたバリオメーターがあり、通常の昇降計と高度計のほかに、エンジン回転計と、エンジンヘッドの温度計が、表示されるものがあります。 信頼度を高めて飛行する事も良いと思います。 たとえば上昇中に(エンジンヘッドに温度が高い状態で)エンジンを急に止めることはエンジンにとって良いことではありません。 タンデムフライトをして、エンジンをオーバーヒートさせてしまうことも良くあるのです。

整備に関する豆知識 2005/04/16 航空機に使用されるボルト、スクリュー、およびナットの締め付けは、厳しい規格で決められており、絶対に緩まないための仕組みや、方法が講じられています。 締め付けトルクは、ISOやJISで定められたロッキング・トルク表があり、たとえば９／16のボルトは、最小30.0　最大200in-lbと、なっています。 ちなみにゆるみ止めのナイロンナット(インサート非金属製、MS2144、MS2183使用温度250度以下、AN363を改定した規格。使用制限は5回)までとなっています。 航空整備に置いて各ボルトナットの締め直しの時に行うゆるみ止め防止用の通しピンをコッターピン。ステンレスワイヤーの巻き付けをセーフティーワイヤー(安全線)処理と言います。セーフティーワイヤーは、通し穴に合ったできるだけ太いワイヤーを使用し、ボルトナットが閉まる方向に結びます。 モーターパラのユニットで、一部のメーカーのプロペラ締め付けボルトは、プロペラが木製であることもその理由ですが、徐々に緩む傾向があります。その他の部分も含めて、セーフティーワイヤー処理をした方が良いと思われるユニットをよく見受けます。 その他、一般的に言われている６角穴のボルトは、インターナルレンチングボルト、六角棒のレンチのことをアーレンレンチと言います。 ※　これらの技術的な資料は、アメリカ航空宇宙局発行の「ＡＣ４３」の技術資料に基づいています。

バッテリーのメモリー効果 2005/04/16 ユニットに多く使われているセルモーターのためのニッカドバッテリーは、内部抵抗が非常に少なく数十アンペアの電流を出力する強力な物です。（ショートすると危険です） 弱点は、きちんと使用すれば３００から５００回の充放電使用が出来ますと書いてありますが、毎回バッテリーのエネルギーを９０から９５パーセントまで使用してから充電をする事で、何度も安定して使用する事が出来るのです。バッテリーのエネルギーを使い切らない状態や完全放電してから充電を繰り返すとメモリー効果が発生して、わずかな使用期間の間に本来のエネルギー料を充放電する事が出来なくなります。 メモリー効果が少なく、エネルギー料の大きいニッケル水素二次電池が出てきていますが、 一度に大電流を出力する事にかけては、今のところニッカド電池にかないません。 価格が下がり、大きなエネルギーを持つリチュウムイオン二時電池や燃料電池が一般的に使われるのは、もう少し後になりそうです。

ヘルメットと無線機について 2005/04/16 ヘルメット選びは、イヤーマフがしっかり密着していて、エンジン全開でも良好に無線が使える物を選んでください。パイロットがエンジン全開で離陸上昇するときに、インストラクターの指示が聞こえないのでは話になりません。 それからバイザーをつけると、ライズアップの後にキャノピーを確認する事が出来ません。 有る有名メーカーのラリー用ヘルメットは、スピーカー出力が少し小さく、数百ミリワット出力の小型無線機の音量ではエンジン全開の時によく聞き取れませんでした。（無線機本体の高さが１０センチ以上ある普通の無線機は大丈夫です） ヘルメットの後頭部に小型無線機が取り付けられる物も出ていますが、キャノピーを見上げた時にアンテナがプロペラに巻き込む事があるようです。 ヘルメットは、インピーダンスと差し込みコネクターの規格が違うアイコム、スタンダード系とケンウッド系の二種類がありますから、無線機に合わせてセットしてください。 モーターパラ用にヘルメットを自作で作っても、なかなかエンジンノイズで聞こえない物しか作れませんので、市販されているモーターパラやラリー仕様などのヘルメットを使用してください。 肝心の離陸上昇中の時に、エンジン全開のノイズでこちらからの誘導とアドバイスが聞こえなくて危険な事になるのです。

New Edit

- Topics Board -