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[1202] YF-16とV-1600 投稿者：いーの 投稿日：2012/10/29(Mon) 23:32  

始めまして。
E-M理論については、昔々に「航空機の設計−航空学再入門」だ時は、さっぱり理解できていませんでしたが、こちらのページでようやく蒙を開いた次第です。ありがとうございます。

ところで、米海軍のVFXにおいて、YF-17が勝者となった事について不満をお持ちと見受けられます。
人によっては「お情け」とまで書かれており、政治的なものが先に立ったというのがコンセンサスなのでしょうか。

最近、ボートV-1600の提案用図面を入手しましたが、これによれば1974年11月の図面では、F-16Aの全長1ft、全幅2ft程度拡大し、主翼の折りたたみもなしと、こちらの記事では名前の出ていないF-16関係者の一人、エド・ハイネマンの旧作A-4を思わせる構成でしたが、1975年2月付の図面では一変、全長で5ft、全幅で7ftも拡大されており、主翼には折りたたみ機構と翼内燃料タンクがが導入されています。
この数値は、F-2を凌ぐ拡大っぷりで、F100（の海軍型F401）の初期型では、まともな性能が出せたとは思えない状態です。

VFXにおける海軍の要求性能がかなり厳しかったのだろうと推測されます。

その要求数値の是非は別とすれば、YF-17のような小直径エンジン双発の方が、発展させやすい事は確かなわけで、海軍としてもこっちしかないかなという選択だったのではないでしょうか。
低バイパスターボファンエンジン双発で、A-7と同じような戦闘行動半径を要求するという無茶をして、性能未達に悩んでいたりするので、要求性能自体がかなり無茶なのかもしれませんが。

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[1201] 大ポカ 投稿者：アナーキャ 投稿日：2012/10/27(Sat) 21:31  

えー、今回のドイツジェットの記事でポカをやってしまい、
急遽修正しております。
既に読んでしまった皆さん、すみません、以下のページから再度読んでおいてください。
Me-262の加速性は、意外によかった、という事に変わっております…。

http://majo44.sakura.ne.jp/planes/germanjet/1.7.html

読者の方からの指摘で気が付いたのですが、以下の2つでミスをやってます。

大ミスその1
機体ごとの馬力計算で、He162とMe262＆Ar234の単発、双発の計算が逆になってる。
すなわち、He162を双発、Me262＆Ar234を単発として、機体あたりの馬力を計算しておりました…。
大変初歩的なミスでして、申し訳ありませぬ。
この結果、両者とも数字がやたらと小さくなってしまっておりました。
ここまで小さいとは…と書いておきながら、このミスに気が付きませなんだ…。
なので、ドイツジェットの加速、それなりに優秀です、という結論に変更となります。

小さいミス
空気抵抗の見積もりが小さすぎるだろう、という指摘を、いくつかのデータとともに頂きました。
確かにその通りで、この数字も2倍から4倍に変更してます。
実際はもっと大きいと思うのですが、とりあえず最低ラインで統一しました。

とういうわけで、混乱を招く記事をアップしてしまい、すみませんでした。
以後、注意いたします。

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[1200] ボイド 投稿者：アナーキャ 投稿日：2012/10/24(Wed) 21:34  

あるもんですね、動画（笑）。
ボイドの声は初めて聞きました。攻撃的な話し方は彼らしいです。
これはいわゆる彼のブリーフィングではなく、
おそらく何らかの講演での質疑応答だと思われます。
とりあえず、オレとベトナムとF-15みたいな話をしてますね。
つーか、えらく若いので、退役直後でしょう。
他の動画を見る限りではAuでの講演の質疑応答、とされてますが、Auってどこだ（笑）。空軍大学かな。

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[1199] 無題 投稿者：へまむし入道 投稿日：2012/10/23(Tue) 21:42  

ささきさんありがとうございます。その部分は訂正しました。よかったらページ作成にご協力いただければ幸いです。勉強になりますので。

あとアナーキャさんに教えていただいた参考文献を検索して軍のサイトでPDFファイルを見つけたのでリンクを貼り付けました。

今後は歴史というか経緯もアナーキャさんの文章を使わせていただきながら作っていきたいなと思います。(いつになるかはちょっとわかりません・・・）

あと資料探してる過程でYouTubeで検索かけてみたら
ボイドの講演会をいくつも見つけました。あるもんですねぇ・・・。
英語分からないから内容は残念ながらわからないですけど

そのうちの一つ
貴重な

http://www.youtube.com/watch?v=oC6bF4f2iiU

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[1198] フォロー 投稿者：アナーキャ 投稿日：2012/10/23(Tue) 20:06  

エネルギー機動理論に関して、いくつかの質問のメールを頂きました。

連載記事中では、あくまでダイアグラムが主だ、ということで
数式関連の説明はほとんど省いてしまったんですが、結果的には
これが大分わかりにくかったようなので、反省し（笑）、
その辺りを大幅加筆修正したので、気になる人は見ておいてくださいませ。

http://majo44.sakura.ne.jp/planes/F22/boyd5/10.html

で、こちらでも最低限のフォローをしておきます。
エネルギー機動理論の数式で出てくる数字だけを見るなら、
あれは単順に瞬間（極小時間）ごとの出力重量比
（Power-to-weight ratio/パワーウェイトレシオ）
を求めているだけで、それだけに過ぎません。
（ただし推力を重量で割るアメリカ式）
その数式については記事中では見易さ優先で

(（推力）-（抵抗）)/機体重量×速度

と書いてありますが、これは

（（推力）-（抵抗力））×速度/機体重量

と同じことです。
となると最初の掛け算は単純に

力×速度

ですから、これは仕事率（馬力、ワット）を求める式に他なりません。
それを重量で割り算し、単位重量あたりの仕事率（馬力、ワット）を出してるだけなんですね。

ただし、エネルギー機動理論の場合、自動車のように、この車の出力重量比は1.5、
といった単純な話にはなりません。
各瞬間（極小時間）ごとの数値を求め、それをダイアグラムにまとめているのです。
つまり、機体の運動状態によって、出力重量比というのは常に変動するのだ、
というのがボイドの主張となります。

その各瞬間で、数字を変動させる要素が抵抗力と速度です。
（性能比較の場合、エンジン出力は常に最大で固定になる）

で、速度はいいとして、抵抗力とは何？というのがもう一つの問題となります。
これも当然、加速度によって生じる力（F=ma）ですが、
エンジンの推力（加速）が生む直進しようとする力、つまり各瞬間（極小時間）の慣性の力を妨げる力、
すなわち、これを押し戻そうとする、あるいは捻じ曲げようとする力が抵抗力となります。
エンジンの推力の全てが機体を前進させる力とならなくなるためです。

わかりやすいのは、空気抵抗でしょう。
これは機体を推し戻すマイナスの加速力で、これが抵抗の力となる、
というのは、なんとなくわかるでしょう。
が、飛行中の機体にかかる外部の力（加速度）はそれだけではありません。

まずは重力加速度。
重力は水平飛行中は揚力とつりあっているので無視できますが、
上昇中は機体を下に引く力、抵抗力として働き、下降中はマイナスの抵抗力、
つまり推力となって機体を推す力になります。

もう一つ重要なのが旋回などで生じる加速度（G）です。

旋回中に働く加速度の方向は機体の進行方向（円周上）とは異なり
外向き（円の接線）方向に働きます。
これも移動しようとする力（エンジン推力の慣性力）を捻じ曲げる力ですから、
本来のエンジンの推力を全て進行方向に向わせない力、抵抗力として働くことになるわけです。
（実際はエンジンの直進方向の力を主翼の揚力で捻じ曲げてるのだが）

で、ボイドが当初、エネルギー機動理論を導いたときは、膨大なデータと計算が必要になる
空気抵抗の値を省いて、比較的簡単な計算で済む、それ以外の加速度を抵抗とした、という話なのです。

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[1197] 空気抵抗 投稿者：アナーキャ 投稿日：2012/10/21(Sun) 09:33  

ささきさん、情報どうもです。
ご指摘の内容は、確かに空気抵抗の値を含みますね。

で、おそらくへまむし入道 さんが“ボイドの”と書かれたのは
連載記事中にあった、ボイドは当初、空気抵抗を省いた、という記述によると思われます。

ボイドは、当初は空気抵抗の力を基本的にデータとして取り込まず、
加速度がかかる事で推力から奪われる力、という形で計算して理論を作り出した、という話なのです。
ボイドによるこの部分の計算は私も見た事がなく、残念ながらあの記事中であくまで参考値としてやった計算とは異なるのは確かです。
これが空気抵抗が必要ないからと考えたからなのか、当時のコンピュータの演算能力では追いつかないからあきらめたのか、
あるいは単に機体の各旋回、上昇状態、さらに高度ごとの空気抵抗値のデータが手に入らなかったからなのかはわかりません。
連載中に掲載したボイドによるF-86とMig15のダイヤグラムがシンプルなラインで構成されているのはこのためらしく、
空気抵抗まで考慮した場合、後から掲載した、F-16やF-4のような、蛇が盆踊り踊ってるようなラインとなるようです。

ただし、ボイドもYF-16とYF-17の辺りからは空気抵抗をデータに取り入れています。
F-15の段階では未だにデータが見つからないので、ちょっとわかりませんが…

なので、あえて述べるなら、ボイドは理論を作成するに当たり、当初は空気抵抗を基本的に計算から省いていた、というとこになるのではないでしょうか。

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[1196] E-M 理論の参考書籍 投稿者：ささき 投稿日：2012/10/21(Sun) 05:32  

米海軍テストパイロットスクールの教科書がWEB化されており参照可能です。

http://www.usntpsalumni.org/html/usntps-ftm-no_108.html

Chapter.5 Excess Power Characteristics がいわゆる E-M 理論です。
単位系が SI ではなくフィート・ポンドで記述されていることに注意して
ください。特に機体重量が質量ではなく重量ポンド、力の単位もニュートンで
なく重量ポンドで記されているので、方程式は SI 単位系で考えると？となる
箇所があります。

E-M 理論における Specific Excess Power (SEP)…アナーキャ氏の言う
ところの「エネルギー比率」とは、機体の持つ全エネルギー(運動エネルギー
＋位置エネルギー)を時間で微分したものです。

PS = VT(Tnx - D) / W (Eq 5.17)

という式から見ると「エンジン推力と抵抗の差を機体重量で割り速度を掛けた数値」
になっていますが、Eq 5.17 は Section 5.3.3 冒頭にあるにある微分方程式

d/dt Eh = d/dt (h + V^2T/2g) (Eq 5.8)

を解いたものであり、その骨子は「エネルギーの微分＝仕事率の算出」です。

エネルギー(仕事)を時間で微分したものは仕事率(ワット)になりますが、
米軍式の SEP の計算式では機体の全エネルギー算出時に共通係数の
質量 M を消した「エネルギー高度(Eh)」という単位で計算していること、
また力の単位がニュートンではなく重量ポンドなので重力加速度 L*T^-2 が
暗黙のうちに掛けられているため、

エネルギーの次元 ML^2T^-2 (ジュール)
仕事率の次元 ML^2T^-3 (ワット)
質量 M を抜いた仕事率の次元 L^2T^-3
↑を加速度で割った次元 L*T^-1

となり、SEP の単位は速度と同じ次元として算出されています。


また Wiki のほうに「なおボイドのE-M理論には基本的には空気抵抗は考慮されない」
という一文がありますが、Eq 5.17 の D 項は機体の全機抗力を示していますから
(前述の「エンジン推力と抵抗の差を…」でも抵抗について言及されていますね)
この一文は明らかに不適切ではないでしょうか。

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[1195] Re:[1194] 参照 投稿者：へまむし入道 投稿日：2012/10/20(Sat) 22:15  

ありがとうございます。
更新ペースは遅くなるとは思いますが、徐々にでも行っていきたいと思いますのでたまにでも見てやってください。

ウィキペディアは参考文献が必要でして、教えていただき助かります。
ボイドの日本語の資料はOODAループはなんとか見つかるんですけど（２冊買いました）、E-M理論は探してもまったく無いので困ってました。（見かけたのだと雑誌「航空情報」と「Ｊウィング」のイーグル特集（共に2012年11月号）にちょっとだけ）

あと趣味が自動車（特に空力）でして、LERXやE-M理論が応用できないかなぁと考えているのでアナーキャさんのHPにはとても助けられています。

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[1194] 参照 投稿者：アナーキャ 投稿日：2012/10/20(Sat) 21:50  

へまむし入道さん、初めまして。
キチンと引用の連絡をいただいたのは初めてですね（笑）。
従来も放っておいたままですから、全くかまいません。

ダイヤグラムに関してはF-86＆MIG15に関するものは引用してかまいませんが、
それ以外のF-16やF-4のものは現状、データ提供者と連絡が取れなくなってしまってるので、
転載の可否が判断できず、ご遠慮させてください。
また、何らかの形で作り直すなら問題ありませんが、
グラフの画像をそのまま使用する場合は引用元として当ホームページを示していただけますでしょうか。
たまに、ウチが無断転載してる、みたいなメールをもらう事があって、その度に説明が大変なので…。

参考文献は、市販の書籍ではほとんど手に入らないと思ってください。
一応、ボイドの伝記である
Robert coram による　BOYD（ISBN978-0-316-7688-0）がありますが、
あくまで伝記であり、理論部分の解説にはやや？が伴います。

参考になるのはボイド自身の解説で、理論完成前に彼が書いた空中戦の教科書、
Aerial Attack Study

さらに空軍引退後に始めた講演用の資料、
New conception for air to air combat

が一番、参考になると思われます。
両者とも、一般に配布はされてませんが、21世紀最高、という感じで、
いくつか国の空軍の教材として、ネット上で手に入れることができますから、
検索で探してみてください。


追伸
記事を拝見しました。
内容に私がとやかくいう必要はないわけですが、以下、参考までに。
とりあえずアメリカ空軍内でミサイル万能論なるものが幅を利かせた事はないんじゃないでしょうか。
F-111とF-15の開発段階で機関砲を降ろそう、という話が出たことはありますが、
両者ともそれほど強力な根拠は無く、あっさりとやっぱり搭載、という話になってますし。

ミサイル万能論、というとむしろイギリス空軍で、しかもこちらは戦闘機の機関砲うんぬん、
というよりは、飛行機はもう要らない、これからは地対空ミサイルだぜ、
という話だったりします。

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[1193] エネルギー機動理論について 投稿者：へまむし入道 投稿日：2012/10/20(Sat) 20:14  

初めまして。
エネルギー機動性理論についてウィキペディアでページを作成したのですが、失礼ながら参考にさせて頂きました。
文章も使わせていただいたのですが、かまわないでしょうか？
できましたらエネルギー機動ダイアグラムといった画像も使わせていただきたいのですがよろしいでしょうか？

またあつかましいですが、参考文献等を教えていただければ幸いです。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E6%A9%9F%E5%8B%95%E6%80%A7%E7%90%86%E8%AB%96

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