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趣味のブログ

思いつきを綴ります

I Beam 構造について

 

通常、Uコン機を作る順序は胴体を作り、主翼も単体で別に作り、

胴体に開けられた翼型穴に主翼を接着して合体するスタイル。

 

それと異なり、I Beam (アイビーム)は半完成の胴体をジグとして、

胴体に開けられた3つの穴に前縁・スパー・後縁をそれぞれ串刺しして、

そこに細いリブを上下面に接着して組み上げる工法。

 

組む前にフラップホーンをΦ1/8"(3.2mm)のピアノ線と2mmの鉄板を銀ロウ付けして製作。

これが懸念事項③。

前進角付きフラップをこのホーンで左右結合してしまう。

フラップとコの字金具は後に接着。

どう考えても無理があるよ。

’80年代初めに沢口孝一氏(札幌在住)がフォーム翼でのJunoを製作して日本選に出ていたので、

後年になり氏に直接お会いした際に訊ねたところ、問題なく動いていたと仰っていた。

その言葉も信じるしかない。

そういえば昔のリングマスターインペリアルも同じだったな。

 

ボールリンクは R/C大型機用のRocketcity 製。(現在は廃業みたい)

右のはエレベーターホーン。

 

胴体中心線を維持して任意の胴枠位置に左右同量に可変して挟む自作ジグ。

胴体側板の後縁穴には予め作ったフラップホーンを入れておいた。

 

姿見鏡を定盤代わりに懸念事項①に手を付けた。

翼端リブはジグ板だが最後は翼型に成形してリブとなる。

 

そこに切り出したリブを瞬着で接着していくスタイル。

さすがに翼根の20mmリブはエポキシで。

エポキシ系接着剤は必ずドライヤーで加熱する。

分厚いスパーの前後面は主脚台あたりまで1/16"(1.6mm)航空ベニアで補強。

しかも現設計の中央部は二重貼り(計4枚!)だが、そこまでは不要かと一枚ずつに変更。

それでも上下の曲げに対する剛性はかなりのもの。

何かの機体で I Beam スパーの上下面に薄い航空ベニアを貼ったり、

溝を付けてカーボンロービングを埋めて固めたり等もあったような。

とにかく、曲技飛行中のUコンスタント機の主翼中央には途轍もない荷重がかかることは確か。

 

主翼を作るにしても突き出た胴体がもの凄く邪魔で、

日本の狭い住宅事情など全く無視したアメリカならではの造りだと途中で気づきました。。。

原設計は予めスパーに主脚のピアノ線を固定していたが、

主脚台を付けて後付け式にカスタマイズ。

 

最近になり、こんな動画を見つけました。

 

 あらゆる面で流石に師匠の仕事は違います、絶句!

 

続く。

今回はレシプロエンジンの要であるシリンダーとピストン、コンロッドの製作について。

シリンダースリーブは内面磨き済の肉厚鉄パイプ。

外形は図面通りに削って仕上げた。

芯押し台側は真鍮の仮蓋を付け、ライブセンターで押さえて切削。

 

このシリンダーボアに対応するピストンは鋳鉄の丸棒から削り出し。

鉄は硬いイメージがあるが、鋳鉄は案外サクサクと削れる。

但し、ラップピストンなので削り過ぎると圧縮が漏れるし、嵌めあいがきつ過ぎると回らない。

この丁度良い頃合いが難しい。

細く削り過ぎると寸法回復は不可能。

そうなると最初から作り直しになるがキットの材料もそれを見越してか2個分の長さであった。

奇跡的にも1個目でジャストなクリアランスで製作完了。

 

 尚、シリンダースリーブはクルマのブレーキ整備で使うホーニングツール(砥石)でごく僅かのテーパー状に。

ボール盤のベルトを再低速に掛け変え、注油しながらスリーブのスカート内面を研いだ。

このエンジンはストロークも長く上死点と下死点のボアの差は5/1000mmほどに。

これで上死点では圧縮が強くなっても漏れないベストなクリアランス、

下死点に行くにつれてクリアランスが大きくなりフリクションも低くなる。

模型グローエンジンでもAACやABCで上死点で「キュッ」と嵌め合いが固いエンジンもあるように、

若干のテーパーが理想。

模型エンジンのシリンダー精度は真似できないレベルになっているのだろう。

 

蛇足だが、実車のエンジン加工で内燃機屋さんがオーバーサイズのピストンに合わせてボーリングする作業でも、

ボーリングマシンで拡大した後にホーニングを施し指定寸法(ピストン径プラス4/100mmとか)に仕上げている。

ホーニング後はクロスハッチと呼ばれる綾目状の細かな条痕が残り、

それがオイル溝となり油膜保持の働きをしている。

(亀有のアパートでクルマいじりに明け暮れていた独身時代の一コマ)

 

閑話休題 

快削真鍮棒からコンロッドを製作。

コンロッドは図面でテーパー状になっている。

説明ではストレートでも構わないとある。

でもやはり見た目のスタイルでテーパーにしたいところ。

そこで使うのがこのツール

芯押し台側のセンターを任意にずらして削ることにより、なだらかなテーパーが再現できる。

 

回転中は主軸に対して絶えず角度が付くのでチャッキングできず、簡易的な自作ケレで対応。

振動が出るので対角側にボルトナットのカウンターウェイトを付けて回した。

トップスライドの可動範囲以上のテーパー削りに便利。

 

コンロッドのビッグエンド側は独特な形状。

二分割なので2本のボルトで留めて一体化して旋盤で製作し、

次に薄くフライスで削り最後に穴をあけてリーマー仕上げ。

ピストンピン等の関節部はピストン内側に組み込まれる。

これらは旋盤とフライスのカッター等で図面を元に製作。

ロッドとビッグエンド/スモールエンドはねじ込んでハンダ付け。

これでピストン・シリンダースリーブ・コンロッドAssyが無事完成。

めでたしめでたし!

 

続く。

Sさんからキットを見せてもらい、Junoのキットだったと知りビックリ。

暫くして「欲しいのなら譲ってもいいよ♪」とのことで譲っていただいた。

Uコン技術誌より。 どの機体も美しい!

 

しかし、譲っていただいたものの、今までキットを忠実に作ったことはなく、

いつも材料や詳細を自分流にアレンジしてしまっている。

譲っていただきながら何だが、

今回も図面を元にキットパーツを参考にイチから作ることに。

同時にFlying Modelsに掲載されたJuno製作記事も参考に。

 

 
 
 
 
 
 
 

事前に気になっていたJunoを作るうえで幾つか懸念事項があった。

① 多数のリブで主翼を組む機体の製作経験はあるが、I Beam なる構造は初めて

② 脚柱一体スパッツは上手く作ることができるのか疑問

③ 後縁が前進角付きながら通常のフラップホーンで強引に左右結合する設計、果たしてこれで動くのか?

の3点。

 

あまり考えても始まらないので試しにリブを切り出すことに。

図面の RIB TEMPLATE をコピーして会社から持って来たジュラルミン板2024T3・0.040"(1mm)に

両面テープで貼り付けてカットしてツルツルに仕上げ、リブの切り出しテンプレートを作った。

このテンプレートを当てて3㎜バルサを切っては1/4"(6.4mm)づつずらして、

ゴム動力のライトプレーンみたいなリブを100本近く切り出した。

 

 

 
長めに切り出した半リブ
 
中央プランクに相当する極厚20mmリブ!

 

続く。

ブロンズの軸受けの次はフライホイール、弾み車である。

このエンジンのフライホイールは3個。

キットは鋳鉄のままなので、ピックテスターで凡そのセンターを決めて浮かせて面板に固定した。

旋盤作業はマシンの性能もさることながら、どのように固定しどのように使いこなすか、

経験とアイデアがカギとなる。

 

外周と外周手前の面、中心のハブ周りの成形、シャフト穴はドリルで穴あけ。

 

そこまでできたら裏返してスクロールチャックで把握し、

裏面の仕上げと10.0mmのストレートリーマーでシャフト穴の仕上げ。

金属加工ではドリルは穴を開ける物、穴の内面を仕上げるのはリーマーの出番となる。

各寸法は図面指定どおり。

小さいフライホイールも同様。

 

このように切削して仕上げる場合は旋盤の自動送りが便利で仕上がりもキレイ。

以下の動画は前回作ったエンジンのフライホイール製作模様。

まだこの旋盤を入手する前なので、現在はサブになっている小型旋盤での作業。

この緑の旋盤は30年以上使っている。

 

続く。

Hit &Miss エンジンの製作記だけでは冗長な内容になりそうなので

気晴らしも兼ねてUコンネタも並行して書こうと思う。

但し、交互に書くか連続するかは気分次第になりそうだ。

いや、並行して書くとなおさら冗長になる可能性大な様な気もするが。

 

倅が生まれたのを機に20年近く休止してしまい、中々ブランクから抜け出せないでいる。

なので直近の新作機と言うのか最後の製作機体はBill Werwage設計のJuno。

 

手元の Juno の幾つかの製作写真も時系列的に細かなものではなく記憶も曖昧なので、

ざっくりと紹介することとする。

 

 

事の発端はアメリカの模型店からセールの小冊子が届いたことから始まった。

その模型店はPenn Valley Hobby Center か America's Hobby Center から届いた在庫処分市の案内みたいなものだった。

そのどちらの模型店かは失念してしまったが、その中のControl Line Kit に Juno Stunter .49 という一文が目に入った。

因みに調べてみると、残念ながらその2店舗ともに現在は廃業のよう。

Juno と言えば Bill Werwage の美しい機体と言うのは分かってはいたものの、.49 の意味がよく分からない。

Juno のオリジナルエンジンは Super Tigre G21/46 で通称、ST46である。

 

御承知のとおり模型エンジンの例えば46という表記は0.46cu.in(立方インチ)のことで

0.61cu.in(いわゆる60エンジン)で約10ccの排気量ということになる。

なので46エンジンも海外では.46と書かれることもよく見かける。

 

話を戻して、.49の意味はエンジンサイズと推測できるが、49エンジンとして思い当たるのは、

大昔のOS MAX 49 かヨーロッパでSTと共に多く使われた Merco 49 、

またはエンヤの49Xくらいしか思い浮かばない。

価格も30ドル位だったので結局よく分からず、

「どうせ049 エンジンのプロフィール機か何かだろう」

と勝手に解釈し、当時所属していたクラブ員のSさんに冊子を譲り渡した。

 

冊子を見たSさんが、そのよく分からない Juno Stunter .49 を注文したところ、

意外にも46クラスのBill Werwage の Juno そのもののキットであった。

 

続く。

エンジン関係に興味があり機械工作ができるなら、やはり動く物を作ってみたくなるものだ。

残念ながら今の日本人はものづくりに興味が無くなり、子供たちもまた然り。

自分の子供の頃はプラモデルが好きで、ゼンマイやモーターで走るクルマや戦車、戦艦など各種売られていた。

ゼンマイを巻く四角穴にプレスされた蝶ネジみたいなツマミが手元に幾つも溜まった憶えがある。

 

今のプラモデルはどうだろう。

ガンプラはさておき、殆どディスプレイモデルのみになり、それも一部のマニア向けだろう。

そんな状況なので模型店そのものが無くなり気軽にプラモデルに接することも少なくなっている。

 

国外でも似たようなものだろうが、やはりドイツあたりはまだ日本よりはマシなようで

アマチュア向けエンジンの製作キットが売られていたりする。

先の大戦でドイツ軍と言えば、恐れられた重戦車やジェット戦闘機まで実用化させる程の、ものづくり大国。

まだその気質は受け継がれているようである。

 

前書きはそのくらいで、製作を開始。

部品数が多いので何から手を付けるか迷うところだが、

先ずはベースとなる鋳鉄の面だしをやり、次にクランクシャフトの軸受けを削り出した。

材質はブロンズ。

銅と錫の合金なので見た目は真鍮みたいだが切削しづらく、全くの別物。

グローエンジンのプレーンベアリングなどで真鍮色の軸受けをよく見かけるが、

これも多分ブロンズ系の材質だろう。

 

続く。

ブログ更新が暫く滞っていたので、

ドイツから取り寄せたガソリンエンジン製作キットも2021年9月の「製作開始!」も尻切れでそのままだった。

 
結論から言うと完成し、好調に連続運転することができました。
 
運転の様子はコチラ。

やっぱりダメ、一度気になるとダメダメだ。

削り出したマニフォールドに相当する部分の外形が四角いので愚鈍な感じもあり、

何より無駄な贅肉が目立ってしまう。

作っている自分自身が贅肉の持ち主なので、贅肉には敏感になってしまうのは仕方がない(笑)。

 

まあ、趣味なので満足できる仕上がりまで時間をかけて作り直せば良いだけの話。

これが仕事であれば一定の品質基準さえ満たせば良く、それ以上突き詰める必要はない。

あとは数をこなさなければならないだろう。

 

そこで一から作り直し。

マニフォールドは10mm厚の5052を9mm厚にミーリング。

どうせならと、4度ほど外側に振る様にサイドスラスト(?)を付けた。

再製作前の様にエンジンのシャフトとマフラーの膨張室が平行だと、

エンジンを正立にした場合に違和感が出てしまう。

 

四角くかった外形はコーナーラウンジングカッターで楕円にスリム化。

 

ロウ付けし、

削って、M3ヘリサートを組み込み、

磨けば出来上がり。

 

新旧の重量は23.5gと24.5g。

 

㊗祝完成㊗ 

やっと最終形態として落ち着きました!

 

エンジンにマフラー取付のフランジが追加できたのでマフラーの再製作。

これは前蓋。

アルミロウ付けで。

リューターで内部を成形して。

ABCのPCも組み込んで。

クラシカルな雰囲気に合う様にスピンナーナットも製作した。

まあまあの出来。

ちょっとゴツく見えなくもない。

やっぱり作り直しか?


雨が降る前の午前中の庭で、ずっと気になりながら使っていたフライス盤のオイルパン(切粉受け)を加工した。

 

オイルパンはバーベキュー用鉄板の持ち運びハンドルをカットして使っているが、

縁の立ち上がりと送りハンドルが近いのが難点だった。

重いフライス盤を下さなければならず、ガマンしていたがやっと半円型にカットした。

しかし、フライス盤は50Kgほどで持ち上げた時に腰を痛めたかも。

一度腰痛になると数日間下半身が怠く痛くなるので注意はしていたのだが。。。

残る排気系は以前にも少し手を加えていた。

マフラー製作 その2 | 趣味のブログ (ameblo.jp)

 

以前アルミロウ付けまで終わっていたものの、やはりバンド留めでは芸がないので

途中で頓挫していた。

ここはやっぱりビス留めにしたいところ。

そのためには取付フランジを新規に追加する必要がある。

何とか出来そうな目途がついたので作業開始。

 

フランジとなるアダプターは比強度を考慮して2017材をチョイス。

5000番台のアルミに比べ、耐食性は劣るが切削性と強度は格段に上げられる。

もっとも、排気口は常に排油に曝されるので

腐食の心配はないだろう。

 

マフラー取付面の位置はオリジナルを維持したい。

ミーリングの深さを深く削りフランジ厚を厚くすればマフラー取付の剛性は高くなるが、

半面、クランクケースの剛性は低下するだろう。

妥協点は4mmだと判断し、4.0mm削り取ることにした。

7x7mmのS45C角棒にM3のタップをたて、掃気ポート側のマウントを固定。

ピックテスターで水平を出しクランプで固定。

クランクケース全体を、補助的な振れ止めとしてマシンバイスで軽く固定した。

 

執刀中の図。

 

術後はこんな感じ。

 

そこに3か所にM2.6のネジ穴を開けて、4mmの2017で作ったアダプターを皿ビスで取り付けた。

M3ではネジ径も皿径も厳しく、M2.6が限界。

 

続く。