Pageからソースコードが配布されているのでこれをWindowsかLinuxでビルドすると使えます。Linux、特にUbuntuで使うためには過去の記事を参考にしてください。XROTORのUbuntuへの簡単インストール方法XROTORがフリーソフトになってたのでUbuntu上で動かしてみた実行Windows環境で.exeを作った場合は別だが、LinuxのターミナルやCygwinなどから起動する方法。case_fileで起動する。ここでsave_fileは以前に作ったプロペラの形状のファイル。case_fileは解析ファイル。これらの引数を書くと現在のディレクトリ(フォルダ)と同じ場所に保存されてたファイルの中身が読み込まれる。save_fileを書くとLOADコマンドをしたのと同じ。case_fileはOPERメニューでCGETコマンドしたのと同じ。XROTORの全体の構成としてはトップレベルメニューがあって、そこからサブメニューにわかれている。c&#62;とするとサブメニューに飛んでからトップレベルメニューに戻ってくる。?コマンドを入れるとそのメニュー中で使用できるコマンドの一覧が表示される。起動するとトップレベルメニューに入れるのでそこから各サブメニューに移動して設計・解析を行う。DESIサブメニューで設計してOPERサブメニューで解析を行なってPLOTコマンドで解析結果を見るのが基本的な流れになる。最後に各サブメニューのコマンド内容の日本語訳を載せておきます。AEROサブメニューLarrabeeの設計法の弱点をなくすためにRe数と翼型の性能を指定する必要がある。それがAEROサブメニュー。sectionしか存在しないと全てがその条件ということになる。複数あれば線形補間されることになる。100K低Re領域においてはfが強く影響している。失速前と失速後の2つのモデルを簡単に合わせたものを翼型特性のモデルとしている。この扱いは地上の2次元翼ではそこそこ正しいが、実際のローターは強い遠心力とコリオリ力によって境界層流れを剥がそうとするのでかなり異なる。Mcritは圧縮性の効果に効いてくるファクター。圧縮性が効いてくるときは試験されたデータをもってモデルを確認する必要がある。技術的なこと解析における手法の違いFORMコマンドによって以下に述べる誘導速度と誘導損失の計算手法を選択できる。両手法はローターのブレードを揚力線として扱う。共に円盤荷重が比較的小さく、したがって後流の収縮や自己変形が小さいと仮定している。Larabeeが復興さえたもの。Betz-Prandtの先端損失誤差に頼っている。これはローターが低進行率もしくは多くのブレードがある場合を仮定している。結果としてこの手法は進行率0.5以上では適応できないとある。主なアドバンテージは極めて計算量が少ないこと。Formulationこれは少し現代的なアプローチである。リジッドならせん状の後流について螺旋対称のポテンシャル流を解くものであり、これはブレードの数や進行率が任意で適応できる。これはGoldsteinの2つと4つのブレードの計算をすべてのブレード数と任意の円盤荷重に拡張したものである。Momentumより計算量が多くなる。現在の計算機では気にするほどではない。この手法は微小な半径のローターハブと取り付けられたナセルも取り扱うことができる。これはBetz-Prandtlの誤差では適切に取り扱えないものである。この手法はまたローターの先端の境界条件(ダクトの有無)を変えることが出来る。LEVELでDUCTコマンドで有効無効にできる。Formulation渦法。これは誘導速度計算による離散化された渦後流を使うもの。離散化された直線渦(無限遠の下流側の揚力線から得られたリジッドな螺旋状の後流)によってプロペラ揚力線上の速度が計算される。このオプションは傾斜や後退角の付いたブレードのプロペラのためのもの。この渦法はポテンシャル流の手法より少し計算時間がかかるより色々なプロペラ形状を扱うことが出来る。後流が自己変形しないことに注意。渦法はOPERかDESIメニューのVRTXコマンドで有効になる。理論的には非平面のプロペラも解析可能だが、XROTORではそのような幾何形状の入力をサポートしていない。Jの等ブレード角と等効率の等高線としての2次元プロットである。Standardなどによって使われている。このコマンドはポテンシャル流の手法を使っているときならいつでも実行することができる。ギザギザの等高線の生データはかなり早く生成できるがより高品質なプロットを求めるために実行時間が必要である。JMAPコマンドで生成されるデータはテキストエディタなどで読むことができない。Ubuntuなどにはデフォルトで入っている”JPlot”というソフトでグラフにすることが出来る。(dumpファイル名)gogoyのコマンドでグラフ化できる。単位と無次元化XROTORではSI単位系が使われている。内部の計算は全て無次元化してから計算しているので全てを別の単位系でインプットすればその単位系で出力される。mm単位でインプットして計算すると出力はm単位のように出力されるが、実際はmm単位の結果になっている。nは回転数/秒[rps]、Gammaは循環、Lwは後流進行率。eta_iは非粘性の効率、V\WRは幾何的な進行率。Gは理論的なペラ効率の上限にどれだけ近づいているかの指標で1.000に近いほど良い。風車の場合XROTORの入力と出力はプロペラがデフォルトになっているが、風車設計と解析も可能である。風車で覚えておく必要のあることは負の(CL、推力、トルク、パワー、レシプロ効率)になることである。CLの値が負になるプロペラに対して、風車のブレードの翼型は常にプロペラと上下反対になる。揚力曲線などは原点に対して対称である。AEROメニューのREFLコマンドはこの反対にするのを自動でやってくれる。別の方法としてXROTOR.DEFファイルを変えても出来る。風車を設計するときは負のCLによって推力かパワーが負になる。&#60;変換後のファイル(例えばplot.jpg)&#62;を端末上でコマンドを打つと変換できる。<変換後のファイル.jpg>にすると良い。横長のpsファイルはうまく変換出来無いことが多いのでその場合はInkscapeやIllustratorなどで変化すると良い。現在の設計点の表示ARBIコマンドで任意の幾何形状のローターを入力できる。angle.を書いたファイルを読み込む。プロットの大きさの変更INPUコマンドで設計を行う。以下の2つはどちらかしか選択できない。プロットの大きさの変更MODCとMODBコマンドはコードとβの分布をマウスからいじれるとあるが、うまくいかない。OPTIコマンドは設計と変更の両方を行えるコマンド。ねじり角(βの分布)をMIL循環でコード分布は一定のまま再配置してくれる。ねじり角の”optimizes”の意味である。このOPTIコマンドは注意しないといけない。MIL循環は失速について考慮していない。最適な(optimum)MIL分布は全体においての最適とは限らなく、他の動作点ではわるくなるかもしれない。factor)による。緩和係数は1.000より小さいほうがオフデザイン時の性能がよくなる傾向がある。accumulator”に貯められる。ina1113XROTORというプロペラと風車の設計・解析ソフトがあって非常に有用です。以前に↓にUbuntu上でのビルド方法を書いたのですが、更にインストールが簡単になりました。xrotorの3つのコマンドを打つだけです。Akabeさんが個人でインストールしやすい形で置いてくれている状態なので、今のところUbuntuの11.10、11.04、10.10、10.04だけでしかインストールできません。それ以外のバージョンでは上のリンクのようにビルドしてください。コマンドの内容としては、1行目でリポジトリを追加し、2行目でリポジトリの更新してから3行目でxrotorでインストールです。リポジトリへのリンクは↓になります。AkabeXROTORはすごく使えるソフトなのに解説みたいなものが海外含めてあまりないので、そのうち簡単な解説を書きたいと思っています。Meeting(MTM07)という素人?の電子工作やなんだか面白いものを作ってる人の展示会に『はかるひと』という団体名で『加速度ジャイロ』の展示をします。さん両氏がすごいもの展示するのに混ざる形です。設計したもの今自分たちが作っているようなロケットやモデルロケットは瞬間的な加速度や勢い良くスピンしたりすることがあってそういうところを計測できると機体の特性がよくわかったり、エンジンの特性がわかったり色々なことがわかります。精度も上がればロケットの姿勢がわかるので制御みたいなことの礎になります。現在sparkfunなどで安く売られている慣性計測装置(IMU)と呼ばれるものはデータ取得間隔が広すぎて瞬間的な値がわからなかったり、高加速度は得られなかったりします。ここらへんを上手く取れるように使いやすいセンサボードを設計してみました。Featherの拡張モジュールとして設計しました。Featherをロケット用にも使えるようにするというプロジェクトです。Featherに載っかることによってスーパーなことができるようになるはずです。専用の拡張モジュールとしてだけではなく、レギュレータで電圧を落としているので3.3Vから5Vまで入力電圧が使えるし、SPIで出力しているので汎用性は高くなっています。適当なマイコンに繋げてやってデータを取ることができます。PCBに基板を発注、Digikeyに部品発注で共に到着待ちの段階です。平地から高度14kmぐらいまで(よくわかんない)アナログ出力の外付けセンサ6chこれらを高分解能な16bit精度で1秒間に1000回以上測れる予定です。大きさも長辺5cm、短辺3.5cm程度なのでかなり小さいです。PCB基板のミスがあって早速Rev.Bを頼まないといけないと思っているところです。複数枚作る予定なので、サポートも何も出来ないけど必要な人買ってくれないかなぁ。ina111返信11月12日。人力飛行機ディスカッションと称する会があった。Daedalusという人力飛行機の世界最長飛行記録を持つ機体の設計者であるマークドレラ先生が東北大で行われた流体系の学会の特別招待講演のついでに、日本の人力飛行機業界の人が集まってマークドレラ先生を囲もうという会だった。WASAやうち(Meister)の英語で30分程度の発表・質問などの後、懇親会を行った。Meisterからは現役が英語発表するのは荷が重いということで、OBになって久しい自分が発表を行った。人力飛行機の設計方法やMeisterではこうやって作っていますよということの紹介をした。自分の中では神と崇めている設計者の前で設計方法のプレゼンをするなんて恥ずかしいと思いながら、現実は英語ができなさ過ぎて会話にならなかった笑ドレラ先生に聞いた話フェアリングの空気の入出流の考え方や主翼と胴体のつなげ方の話なんかを聞いて面白かった。フェアリングの話はここに追記しておいた。聞きたいことはたくさんあったけどあんまり聞けなかった。自分はもう人力飛行機作ることもなく、ファンとして見るぐらいだからまぁいいかとか思って見ていた。発表内容(英語が変なことは置いておいて)大したこと発表してないんだけど、人力飛行機の設計では全体の要求があって空力設計の柱と強度設計の柱があって、それを両方で最適化しなければならないという話がメインだった。空力設計は揚力線理論とか色々あって、それで計算してやる。強度設計は破壊強度を調べるのが肝心で、そこから運用方法を考えて安全率とか決めてやるとあとは複合材料の材料力学みたいな話があって計算できる。その空力・強度の設計時に、使用を広めているXFLR5などの翼型解析ソフト(元はドレラ先生開発のXFOIL!!)を使ってもろもろの値だったり、桁を通すための太さがあるのかの確認をする。両方の柱の最適化(どちらかだけでは意味が無い!)を行なってフィードバックを繰り返しつつ、要求を見直しつつ最適化をかけてやる。人力飛行機はパイロットの低出力側への要求は強いので、軽量で抗力の低いものが必要になってくる。最適化みたいなことが必要になってくる。そんななか、強度設計の方にも翼型は関係してくるし、空力最適と構造最適の単独ではなく、両方合わせた最適値に設計しましょう。みたいなわかってる人には十二分にわかっている話だった。具体的に書くと、揚力分布を空力最適な楕円分布に近づけるよりは曲げモーメントの減少を狙って中央部分に多めの揚力、翼端側では少なめの揚力にすると良い。慣性モーメントとか揚力分布が変わってきて運動性が変わってきて、それの影響は別で評価する必要がある。あとフライングワイヤーを付けている機体だと強度(安全率)より剛性部分がボトルネックになりがちなので剛性部分の剛性確保の工夫で最適化する必要がある。あとはMeisterの人力飛行機の作り方だけどそれはサークルホームページの方が詳しいからここではパス。まとめドレラ先生と会えて話せるだなんて嬉しすぎて舞い上がって会話にならなかった。ドレラ先生は日本の鳥人間コンテストを興味を持ってちゃんとチェックしているようで嬉しかった。話は(英語だから全部は聞き取れていないけど)理路整然としていて話の組み立て方だけで頭の良さがわかるほどだった。自分の中の英雄は会ってみても英雄のままだった。ina11118月のことを11月の今更書くのはちょっと恥ずかしいけど、今年の活動をまとめる時期かなぁと思って書いてみる。能代宇宙イベントの中でUNISEC(大学で宇宙系のことをやってる団体の集まり)のプロジェクトとしてUNISTAR(ユニスター)というものがあった。途中からだけど参加して良い経験を得られた。缶サットとロケットの交流テクノロジートランスファーの3本柱。大学生でロケット作っている団体って両手に収まるぐらいはある。各地の学生ロケット団体が方針が違う・日数が少ない・自分たちのプロジェクトと同時並行・技術力()が違う、ということを乗り越えて1つのロケットを作り上げる!っていう熱いプロジェクトだった。自分は当初は関わる予定はなく、サークルの後輩に参加させて他のところの技術なりプロジェクト運営方法なりを盗んできて欲しいなぁと緩く考えていた。当初の予定では2機製作し、4発打ち上げる予定だった。ペイロードにはΦ150の缶サットが入るように設計されていた。能代で打ち上がるものしてはちょっと大きめのサイズ。これはARLISSというアメリカの砂漠でロケットを打ち上げてそのペイロードで各種競技をすることが「日本で」できるようにみたいな意図があった。比較的大きなペイロードを積む割に、能代宇宙イベントでは限界の400mまで上げて、かつエンジンをロケット団体でよく使われているHyperTEK社のものを使うということとなった。これによってかなり厳しい軽量化要求があった。そんな中、経験値の高い設計者の力や東海大の技術によって、すごく良い物が作れていた。1発目の失敗8月22日UNISTAR1機目打ち上げ。この機体のペイロードはダミーのものだった。この打ち上げに成功すれば次の打ち上げで東工大松永研の缶サットを搭載する予定だった。綺麗に打ち上げるものの、上昇途中で分離機構によって分離されるはずの部分(フェアリング)が外れるトラブルが起こった。ロケットのパラシュートと缶サットのパラシュートが絡まってしまった。パラシュートは開いているものの落下ですぐには修復できない程度まで壊れてしまった。原因究明されて、分離機構の不具合と軽量化しすぎのためにフィンの剛性不足だとわかった。2機目の改造その日夜の代表者会議でUNISTARプロジェクトをこれで手打ちにするか、どうかが議論された。自分たちのチームは前日までに打ち上げが終わっていたが、他のところはこの後自分たちの打ち上げがあって人手が出せないこと、すぐに改修するのは大変だろうということで2機目の打ち上げを中止するかっ!という話しになった。ここまで自分は参加もせずにぼんやり聞いていただけだったが中止にするにはあまりにも勿体無いものだと思っていたので、改修は任せてもらって2機目を打ち上げようと提案した。みんな打ち上げたいという思いはあったので2機目も打ち上げることになった。次の打ち上げまでは丸2日しかなく動ける人も少なかったので自分も本格的に動いた。2機目打ち上げを決めた次の瞬間には改造案を元に、近くのホームセンターが閉まるギリギリで駆け込んだぐらいだった。2日間の真夜中まで続く作業でなんとか改良ができた。具体的にはフィンの部分をホームセンターのスチール棚のから切り出して作った。それに金属部品修理用のエポキシパテをつかってフィンの剛性を上げた。2機目打ち上げ小雨の中、各大学の担当が気合をいれて準備が進められ2機目の打ち上げの準備がされた。打ち上げ前がみんなの緊張感と盛り上がりが最高に達していた。これ以上ないってぐらいの美しい打ち上げだった。キレイに飛んでいった。頂点でパラシュートがひらいて缶サットもまっすぐ降りてきた。高くまで上がったのにランチャーのすぐ脇に降りてきた。まとめ打ち上げは完璧に成功だった。技術交流もかなり達成されて、すごく良いプロジェクトだった。目的の1つである缶サットとの交流はこの場所では出来なかったが、このあと缶サットを載せつつもりだった東工大松永研のプロジェクトチームがうちのチームに合流することになったことを考えると、もう1つ目的は果たせたのかと思う。途中参加で美味しいところを持って行ってしまった感じになったが、みんなで1つのものを作って成功させる。それもかなり困難がある中、次に繋がる可能性のあるプロジェクトに参加できたことはとても良かった。»プロフィール趣味が高じて空飛ぶモノの開発する仕事はじめました。