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[1791] 感動 投稿者:アナーキャ 投稿日:2013/11/21(Thu) 20:34  

Limさん、初めまして。
キチンとここまで記事を読んでくださる方が居ると知って、感涙しております(笑)。

計算の違いのポイントは、お察しの通り速度です。
読み返して見ると確かに分かりにくいのですが、あれは時速800q、秒速222.22mで計算しています。
(よーく読むと、最初の方にこっそり書いてあります(笑))
この数字で計算すると11.06前後の数字になります。
11.04としたのは理由があるのですが、ほとんど誤差の範疇なので、以上の考え方で十分だと思います。

ついでに400ノットは間違いではなく、400ノーティカルマイル(海里)/時のことで、
これは時速で約740q/hとなり、まあ800q/hと見ていいんじゃない、という話なのです。
長距離、とくに海上を飛行する機体の場合、速度表示が計算が楽な海里のものがあるのです。
もっとも本来なら、750q/h辺りで計算するべきなんですが、あまりキリのいい数字では無かったもので…

ついでに、対空ミサイルの主翼はダイヤモンド断面翼で、超音速時には揚力を生みますが、
当然、通常の揚力計算ではそれを計算できませんし、音速以下ではほとんど揚力は生みません。
(完全に水平飛行なら音速以下での揚力はゼロ)
逆に言えば、超音速以下では主翼に揚力が発生しない以上、
(迎角を持って飛ぶなら多少生じるが翼面積からするとゼロに近い)
音速以下で急旋回する機体には全く付いていけないのです。
ただし、誘導ミサイルは相手を追尾するのではなく、常に先回りしようとするため、
あまりに低速で旋回にはいるとショートカットコースで直撃されますから、限度はあります(笑)。
あの記事は、そういう意味で書いてあります。

****追伸
燃料切れの後のミサイルは出力0で目標にぶつかる、というのはその通りです。
ただし、当然、速度と質量分の運動エネルギーを持っており、
これが衝突の瞬間、力に変換されることになります。
ただし、実際のミサイルでは一種のレーダーによる近接信管で、
機体の側に達しただけでも、爆発してダメージを与えるようになってます。


[1790] エネルギー比率(Ps)計算式の検証 投稿者:Lim 投稿日:2013/11/21(Thu) 20:02  

はじめまして。
私はしがないゲーマーで、ミリタリー方面の知識については素人もいいとこですが、マニアックな記事の数々、楽しく読ませていただきました。
特にボイドにまつわるエピソードは奇跡のようにドラマチックで、なぜあまり知られていないのか不思議です。

あと、私の今までの認識と大きく異なる箇所があって、
http://majo44.sakura.ne.jp/planes/F22/boyd7/40.html
>高い旋回率で逃げる戦闘機に追いつけるミサイルは、今でもほとんど無いでしょう。
これはかなり意外だったので、ロシアのAA-12のPsを↓と同じ方法で計算してみようと思いましたが……
http://majo44.sakura.ne.jp/planes/F22/stealth/80.html

しかしその前に計算過程をチェックするため、まずはF-16でPsを計算してみました。
ミサイル回避の検証ではアフターバーナー使用時の出力を使いますが、今は計算結果の検証が目的なのでここでは通常時の値を使っています。
また有効数字も考えずに各数値を式に放り込んでいます。

まず抵抗力の式ですが、
 1/2×大気密度×(主翼面積+尾翼面積)×速度×速度×抵抗係数
+1/2×大気密度×(正面からみた断面積)×速度×速度×抵抗係数

ここで「空気抵抗の計算は主翼の面積によるもののみ」とあるので、上記の式は
 1/2×大気密度×主翼面積×速度×速度×抵抗係数
+1/2×大気密度×主翼面積×速度×速度×抵抗係数
=大気密度×主翼面積×速度×速度×抵抗係数

としました。
計算に必要な各数値は、「単位はm、kg、秒で統一しましょう」とのことなので必要に応じてmks単位系に変換し、以下のようになります。

大気密度 0.66kg/立方m
主翼面積 27.9平方m
速度 時速400km = 111.1111m/s
抵抗係数 0.0158
出力 7.78t = 7780kg
重量 12t = 12000kg

これをもとにF-16のPsを算出すると、

抵抗力=大気密度×主翼面積×速度×速度×抵抗係数
=0.66×27.9×111.1111×111.1111×0.0158
=3591.86594829

Ps=(出力-抵抗力)×速度/機体重量
=(7780-3591.86594829)×111.1111/12000
=38.7790151194

このとおり、計算結果が↓の11.04m/sと一致しません。
http://majo44.sakura.ne.jp/planes/F22/stealth/81.html
なお速度は「時速400ノット」と表記されていますが明らかに誤りなので、これを時速400kmと解釈すると111.1111m/sですが、400ノットと解釈すると205.7778m/sになります。
400ノットつまり205.77778m/sだとすると、Psは-77.84844553になりました。
ここでやはり抵抗力の計算で1/2をかける必要があるのかと思いましたが、そうするとPsは27.78207425となりました。
このようにどうしても計算が合わないので、計算過程を詳しく再現していただけますでしょうか?


補足:アダーの主翼面積と出力
情報源として当てになるかどうかは分かりませんが、↓によるとアダーは
http://www.eurus.dti.ne.jp/~freedom3/AA-12-AY.htm
直径 20cm
全幅 35cm
発射重量 175kg
弾頭重量 30kg
最高速度 マッハ4

主翼が直角二等辺三角形だとすると直径と全幅から主翼面積を算出できます。
また、抵抗力と出力がつり合った状態が最高速度マッハ4であり、抵抗力は速度の関数なので出力を算出できます(かなりいいかげんな推定値にしかならないとは思いますが)。
重量は、飛翔しながら燃料が減ることを考慮する必要がありますが、本体重量+燃料=発射重量ー弾頭=175−30=145kgまではわかりますがあとはどんぶり勘定するしかなさそうです。
あと気がかりな点としては、もし燃料は最初に全部使い切ってあとは慣性だけで飛ぶのだとしたら(私がやっていたフライト系ゲームではそんな感じでした)命中するときは出力=0になっています・・・。


[1789] 修正 投稿者:アナーキャ 投稿日:2013/11/21(Thu) 17:39  

ささきさん、速度計算だけではなく、
汎用的に使えるアナログコンピュータでしたか。
そういえば、以前にいただいたオミヤゲで
ありましたね、円形の計算尺。
記事の方も修正しておきました。

はるからさん、ご指摘どうもです。記事も修正しました。
ジェミニは周回飛行じゃなくて宇宙遊泳だったのをウッカリ勘違いしております。
つーかマーキュリーセブンのグレンがジェミニに乗るはずありませんね…。
宇宙飛行士の皆さんも、鬼籍に入られる人が増えてきたのを見ると、
宇宙開発も歴史の一部になりつつあるんだなあ、と思います。


[1788] ジョン・グレン 投稿者:はるから 投稿日:2013/11/21(Thu) 13:18  

アナーキャさま、ごあいさつが遅れまして申し訳ありません。
ジョン・グレンの周回飛行はジェミニではなくマーキュリー計画の一環でした。
先月、「ゴッドスピード・ジョン・グレン!」の台詞で有名なスコット・カーペンター氏が他界して、遂に最後のマーキュリーセブンになってしまいましたね>ジョン・グレン


[1787] 航空計算尺 投稿者:ささき 投稿日:2013/11/21(Thu) 12:55  

Mark3A 航法板の右下にくっついてるのは E-6B と呼ばれる航空計算尺だと思います。
現代の操縦教習でもこの使い方は学びます。現在よく使われているものは計算尺機能に
横風補正角の算出機能もつけたタイプが多いのですが、当時は別々だった
みたいですね。

ttp://en.wikipedia.org/wiki/E6B

表側の回転部分が計算尺で、汎用の掛け算・割り算ができるほか、小窓の部分には
外気温と表示高度を設定する目盛りがあり、これを使って計器指針速度(IAS)
から真速度(TAS)の換算ができるようになっています。
裏の回転部分と上下にスライドする板が横風補正角の算出に使う部分で、
おそらく Mark3A の簡易版にあたると思います。

計算尺というのは慣れると便利で、17マイルを12分で飛んだら時速は何ノットで、
それで55マイル飛ぶのに何分かかる、なんて計算が瞬時に出ます。
外周目盛りの「17」と内周目盛りの「12」に合わせると外周:内周の比率が全て
17:12になり、内周目盛り60のところを読めば85(マイル/時=ノット)という
時速が、外周目盛り55(マイル)を読めば39(分)がわかります。
アナログなので割り切れない無理数比でも全然関係ないんですね。
一時期はこれを持ち歩いて消費税やチップの計算、グラム当たり単価の割り出し
なんかに使ってました。


[1786] フォロー 投稿者:アナーキャ 投稿日:2013/11/19(Tue) 23:02  

どういうわけか、現在NASAのロボノーツのページにアクセスできなくなってますね。

とりあえず、作動デモの動画
https://www.youtube.com/watch?v=2NbUkpmHDDY

彼のツイッター テンション高いです。
https://twitter.com/AstroRobonaut

でもってそのうち回復するであろう本来のホームページは
http://robonaut.jsc.nasa.gov/

まあ、一度くらいは見て損はないと思います。


[1785] 人名 投稿者:アナーキャ 投稿日:2013/11/17(Sun) 20:15  

ささきさん、情報どうもです。
マンリーも人名でしたか。まさかそんな名前があるとは(笑)…。

ラングレーは、スミソニアンと戦争省の両者から
資金援助を受けてたゆえの、贅沢なエンジンという感じですか。
ライト兄弟も、なにからなにまで、自分で造ってしまった、と考えるとスゴイのですが、
もうちょっと柔軟な姿勢があればなあ、と思ったりもします。
が、そういった性格だからこそ、あそこまでやれたのだ、という気もします(笑)…


[1784] エアロドロームのエンジン 投稿者:ささき 投稿日:2013/11/17(Sun) 10:14  

チャールズ・マンリー(Charles M. Manly)のあのエンジンの開発者であるばかりでなく、
エアロドローム号のパイロットとして2度の飛行試験に挑んだ人物でもあります。

ttp://en.wikipedia.org/wiki/Charles_M._Manly

エアロドロームのエンジンは当初ステファン・バルツァー(Stephen Balzer)に
発注されたものの額面どおりの出力が出ず、マンリーがほぼ別物のレベルに
改設計したようです。この星型エンジンは技術的に非常に先進的で、
排気量/重量あたり出力は現代のレース自動車用エンジンに匹敵すると鈴木考氏の著書に
記されています。
ttp://en.wikipedia.org/wiki/Manly-Balzer_engine

ただしこの高性能は金と時間に糸目をつけずに達成されたもので、例えば
シリンダライナーは1.6mm厚の円筒を鋳鉄で作るという現代でも難しい
製法で作られ、おそらくエンジン一基を造るのに大量の廃棄品が出たで
あろうとされています。これに対しライトのエンジンは重くて無骨で
原始的ともいえますが、コストはマンリーエンジンの 5% くらいで済んだで
あろう、とビル・ガンストン氏(先日訃報を聞きました…合掌)の著書に
記されています。

ライトエンジンは燃料気化を自然蒸発に任せてキャブレターがなく、また
吸気バルブはピストンの吸引力で開くのでプッシュロッドもロッカアームもなく
バネで支えられているだけ、排気バルブはそのまま排気口になっていて
排気管取り付け部すらないなど、よく言えば不要なものを徹底的に排除して
簡略化と軽量化を追及した設計ですが、初飛行に成功して飛行機ビジネスに
転じたあともずーっと原始的な設計を引っ張り続け、フランスでライト機を
購入した客が見かねて改設計を施したところ契約違反として提訴された
という話が伝わっていますから、ライトの商売下手ぶりが伺えます。

マンリーはその後カーチスの下でエンジン開発に関わり、ベストセラーとなった
OX-5を手がけたそうです。カーチスコーナーの右下に写っているV型エンジンが
OX-5だと思います。カーチスJN練習機、「ジェニー」のエンジンとして
一次大戦中に大量生産され、戦後も長く使われ続けました。
マンリーにとっては、江戸のかたきを長崎で果たした気分だったでしょうかね・・・。


[1783] でわ 投稿者:アナーキャ 投稿日:2013/11/15(Fri) 21:05  

COSさん、ではそちらをお待ちしますね。

ただ、私もスペースの関係でブレードに対する慣性質量とトルクの問題を省いてしまってますが、
こちらの計算でもかなり厳しい、という結果が出てたりします(笑)。

実際、例のジェットジープは圧縮空気で最初にローターを回してエンジン始動を行なってますが、
こちらはパルスジェットですから、V-1の発射速度からして
最大でも時速250〜350qまでの加速が前提のはずです。
ジェットジープも離陸重量で320kgですから、おそらくブレード重量はほぼ一緒でしょう。
ヒラーのラムジェットヘリでは、小型エンジンのようなものを積み込んでるようですが、詳細は不明です。
ただし、極めて低速から着火してますので、あれはロケットじゃないのか、と私が疑ってる理由の一つがこれです。

できれば、ここら辺りも留意の上で、お願いします(笑)。


[1782] ここに記すには余白が狭すぎる 投稿者:COS 投稿日:2013/11/15(Fri) 20:45  

アナーキャ様

本業が忙しく返答するタイミングを逸しました。

例のラムジェットの件について私の考えをまとめるにはこの掲示板では狭いので見送らせてください。(数式を書いても読めなくなりそう)
ローター各所の抵抗(抗力係数は青い翼型データ集を参照した)と回転中心からの距離の積を中央部から端部まで積分して必要トルクを出すと回転だけはできそうな値になりました。


ローター質量の問題ですが地上にいる間は外部からの動力供給が可能なのでローターの初期加速の問題はクリアできると考えています。
圧縮空気をエンジンに送り込むのが適当な手段でしょう。(自分ならそういう設計をする)
逆にローターに十分な慣性力(質量)がないと外乱に弱くなり、例えばオートローテーションでの着陸ができなくなるでしょう。

そのうちパワーポイントを送ります。(正月休みにでも)


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