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DIYで飛行機造り(16)折れたボルトを除去(重心位置計算) [機体設計]

CA390495.JPG
設計段階で、機体の重心位置を計算で確認するためには重量の大きな部分を占めるZENOAH50Gエンジンの重心位置を正確に測る必要があります。

しかし、エンジン取り付けボルトの位置が悪く、ステーを取り付ける方法を見つけられなくて、計測は後回しになっていました。

今日こそ、何とかものにしたいと意気込んで取り掛った。
作業の邪魔になっているキャブレターからのインポートネックを思い切って外し、ついでにシリンダー内に2サイクルエンジンオイルをわずかに注入してから、キャブネックの穴を接着テープで塞いでやった。
ところが、エンジンマウントからラバーマウントを取り外しにかかったが、4個のうち1個だけがスパナでは、どうしても外れない。もう少しというところで、ネジがきつくて回らなくなった。

パイプレンチを出動させ、歯を食いしばって回したら、何回目かにようやく、もそっと回った。
と思ったら、ボルトがねじ切れていた。

うわーヤッチャッター。ラバーマウントの取り付けボルト(8mm)の残骸がエンジン取り付金具のアルミバーのマウント中に完全に取り残されてしまっている。

ガーン、いきなり、作業は暗礁に  

これを取り除く道具など持ち合わせが無い、かといってこのアルミバーと同じものを作り直す技量も材料も無い。

もう半分はやけっぱち、小径のドリルビットでボルトの中心を削ってみるか。

しかし、アルミバーよりボルトの方が硬いから、とてもアルミバーは無傷で済みそうも無い。
けど、取り合えずやってみよう。

CA390493.JPG
卓上ボール盤を使い、細いドリルビットで取り残されているボルトの中心に穴を開ける。

CA390492.JPG
裏返すと、信じられないことに、ボルトの真ん中を貫通していた。
その後少しずつドリルビットを太くして穴を広げていくと、突然、めりめりと音がして、ボール盤が動かなくなった。

CA390506.JPG
電源を切って、なんとか、アルミバーを取り外すと、ボルト片も一緒に外れてきた。
うまくいきすぎ怖いくらい。

CA390494.JPG
奇跡的にねじ山も残っていて、新しいボルトも無事貫通。
 
安心したら、どっと疲れが出てきた。
今日はここまで、
    あ~しんど




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DIYで飛行機造り(17)ZENOAHエンジンの重心位置計算 [機体設計]

CA390498.JPG
この状態で体重計でエンジンの重量を測ると、右17.5kg,左17.5kgで、合計35kgがエンジン重量。

CA390500.JPG
エンジンのラバーマウントを取り外したネジ穴に8Mのボルトを通し、ボルトでエンジンを吊り下げて重心位置を測ることにします。

CA390501.JPG
廃材で、エンジンを載せた神輿状の枠を作り、体重計で重量を量ると
前端で22.2Kg,後端で21.8Kg,そのスパンは 95.2 cm です。

x=(L*b)/(a+b)=(95.2*21.8)/(22.2+21.8)

方程式を解くと、 枠前端から約 48 cm  後方、ということになる。すなわち、エンジンのプーリー前部から 17.5 cm 後方、エンジンの前部取り付けボルトから5cm後方ということになる。
 


CA390504.JPG
ついでに、マフラー(5kg)を吊り下げ、水平になった位置で重心位置を測る。
前部接続カラーより 36 cm 後方に重心があることが分かった。

以上の範囲で重心位置計算表を作ってみた。




重心位置計算表

部品名  重量(g)  主翼前縁からの   モーメント
       A     距離(cm) B    C=A×B
スピンナー           
プロペラ           
エンジン   35,000   63      2,142,000
マフラー   5,000    7        35,000
バッテリー   6,000   61       366,000
燃料タンク
ガソリン満タン

パイロット   60,000   -70      -4,200,000

主翼・胴体一括     



合  計   105,000         -1,657,000
         TA               TC


重心の位置   TC/TA=    -15.78095238 (cm)


機体全体の重量・重心位置を計算だけで測定するのは、難しいし、時間が惜しい。
そこで、極力軽量化した機体を実際に製作して実測し、最適なエンジン位置は計算で求めることにするのが実務的なのかな。

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