電動ラジコン飛行機 モーターについて

電動ラジコン飛行機は、一般的に、ブラシレスモーターはブラシモーターよりも 10%程度効率が良いとされていますので、両者を同じ負荷設定、同じ電流設定にした場合という意味で、同じプロペラ、ギヤ比で使用するということではありませんが、飛行させた場合、飛びは良くなります。

但し、劇的に向上するという印象ではありません。それでは、なぜブラシレスモーターでよりパワフルなフライトを実現することができるのでしょうか。それは、ブラシレスモーターとブラシモーターの限界と使い方の違いによるものです。両者はプロペラやギヤ比の選択等、基本的な使い方は全く変わらないのですが、一つ異なる点はブラシがあるかないかということです。

当たり前の話しなのですが、ここが重要です。個々のモーターには使用可能な限界電圧、限界電流　というものがあるわけですが、ブラシモーターはブラシの耐えられる限界という要素があります。ブラシモーターは連続運転可能な一定の電流を越えますとブラシが痛んで劣化し、即座に性能低下を引き起こします。

一方ブラシレスモーターはブラシが痛むことはありませんから、その使用限界は磁石の劣化が始まる発熱温度に依存していると言えます。いずれのモーターでも、パワーアップを図るには、負荷を大きく、大きいプロペラを付けたり、ギヤ比を小さくしたりして消費電流を大きくしなければなりません。この際、ブラシモーターの場合はブラシの使用限界を超えるわけにはいきません。

ブラシレスモーターの場合は使用可能な温度範囲でいろいろな設定ができるわけです。その範囲というのは飛ばし方によって差がでてくるのですが、例えば「通常はスロットルを絞って飛行させ、垂直上昇させるときのみフルパワーで」というような飛ばし方や、モーターグライダーのように「上昇時の短時間のみのモーターラン」という場合は、その時間内に限界温度に達しなければOKです。

ラジコン ブラシレスモーターで飛行させよう

近年急激にブラシレスモーターの普及がラジコンに進んできている理由には、ブラシモーターに比べ出力が同じサイズでも高くすることができる、また、消費電力が同じ出力の場合低く、効率が良いことなどにより、搭載する電池やモーターが軽量になるため、とても飛行するラジコンに関してはたいへん有利になります。

ブラシレスモーターの種類としては、現在市販されている物ではモーター内部のコア部分が回転する一般的なブラシモーターと同様な「インナータイプ」と呼ばれている物、及び、モーターの中心部のステーターと呼ばれている部分に巻き線が巻かれ、それは回転せずに外側の管に磁石が取り付けられ、その部分を回転させる「アウタータイプ」という物が有ります。

使用するためにはブラシレスモーター専用のコントローラーが必要です。ブラシモーター用のコントローラーでは、ブラシレスモーターを回すことはできません。エンジンなども使用法を間違えて、許容範囲以上の回転を出してしまうと壊れてしまいますが、ブラシレスモーターも同様に破損してしまうケースが有ります。

ブラシレスモーターの場合は、特にパワーを上げることができ、許容範囲以上の出力を出すことが容易にできてしまいますが、取り扱い説明書などに記載されている「回転数」、「電流」、「電圧」等の最大値を考慮して使用する必要があります。これらの範囲を超えて使用してしまうと、モーターが破損してしまう場合も有りますので注意してください。

回転数に関しては、概ね小さなサイズのモーターは比較的許容回転数が高く、大きなサイズのモーターは許容範囲が低回転になる傾向に有ります。また、「インナータイプ」と「アウタータイプ」では、インナータイプは高回転まで許容が高く、アウタータイプは比較的低回転の許容となっている様です。これらから、大きなサイズのアウタータイプは許容の回転数は低い傾向で、小さなインナータイプは許容の回転数が高いと言うことが一般的です。

許容の回転数は、高い物では４万回転程度の物が有りますが、低い物では８０００回転程度までと言う物があり、これを超えて使用すると破損するおそれが有りますので、使用時には回転数の制御が必要で、回転が上がりすぎている場合はプロペラのサイズを大きくするなど、対策が必要です。「電流」及び「電圧」には、一定の法則が有ります。

簡単に言うと、モーターは「ワットで回る」と言うことがいえると思います。傾向的には高い電圧であるプロペラを回すと電流は低くなり、低い電圧でモーターを回すと電流は高くなる様です。

電動ラジコン ブラシレスモーター

現在ラジコン模型で使用されている電動モーターには、大きく分けて２つの種類が有ります。一つは長年使用されてきた「マブチモーター」などに代表される「ブラシモーター」。もう一つが、近年急激に普及が進んできた「ブラシレスモーター」です。通常ブラシモーターでは機械的にプラスマイナスを反転させ、流す電力で出力をコントロールします。

当然ブラシとコミュニテータと言われる部品には接点があり、摩擦が生じておりますので有る程度の寿命が有ります。モーターの構造は部品点数が多く複雑ですが、コントローラは比較的簡単な構造です。ブラシレスモーターは、その名の通りブラシが有りません。構造的には３相の交流モーターによく似ております。

そのため構造的には比較的簡単で部品点数も少なく、摩擦点は軸受けのみでブラシモーターに比べ寿命が格段に長いのが特徴です。また、摩擦も特に少ないので、効率が良いことも上げられます。コントローラーはその逆で、ブラシモーターの機械式に対し電気的にプラスマイナスを反転させておりますので、構造が複雑です。簡単に言うとコンピューターで制御しています。

近年急激にブラシレスモーターの普及がラジコンに進んできている理由には、ブラシモーターに比べ出力が同じサイズでも高くすることができる、また、消費電力が同じ出力の場合低く、効率が良いことなどにより、搭載する電池やモーターが軽量になるため、とても飛行するラジコンに関してはたいへん有利になります。

ブラシレスモーターの種類としては、現在市販されている物ではモーター内部のコア部分が回転する一般的なブラシモーターと同様な「インナータイプ」と呼ばれている物、及び、モーターの中心部のステーターと呼ばれている部分に巻き線が巻かれ、それは回転せずに外側の管に磁石が取り付けられ、その部分を回転させる「アウタータイプ」という物が有ります。使用するためにはブラシレスモーター専用のコントローラーが必要です。

ラジコン用グローエンジン スローの調整

ラジコン用グローエンジンの調整目安としては、スローニードルはメーカー出荷時のままでメインニードルは2回で良いでしょう。こうすることによりアイドリングが濃くなり過ぎないので、エンジンの始動性も良くアイドリングの安定もよくなります。最近、ローコストな６０入門機が人気が高いようですが、本当に長く付き合える入門機が多いかというと少々疑問に感じます。フレームやエンジン周り、スワッシュやリンケージなどのコントロール系、ボディーなどにまったく問題が無いのが長い目で見ると付き合いやすいです。

初めからお金に余裕があるなら、メンテナンス性の良さでキャリバーをお勧めしますが、コストパフォーマンスを考えるならお勧めなのがＥｒｇｏ60FAICCPMです。さて、まず始めにメインニードルをあわすために、上空飛行をします。純正のＳＦメインブレードの場合、ハイピッチを８度（実際に使うと思われるピッチよりもやや低め）に設定します。

上空を追い風で水平飛行をさせてニードルを合わせます。一番機速の乗る位置より３コマ開きます（使用する燃料により異なります）一応メインニードルはこの位置のままにしておきます。良くある失敗パターンに、アイドリングを良くするためにアイドルねじを締めすぎて中速まで薄くしてしまっている機体が有ります。アイドルねじは締めすぎると中速にまで影響し、ホバリングが安定しなくなると言うことは覚えていて下さい。

ＯＳ３２ＳＸの場合、アイドリングでほっておいたら、１分ぐらいで止まるぐらいが正常な状態です。チューンド系のマフラーは一般的に上空がよくてもホバリングが薄くなって落ち着きが無くなり、調整が微妙になります。３Ｄなどを目指す方は、上空でのパワーが出るので試してみる価値は有ります。従って、調整の仕方は、まず、大まかなピッチカーブを設定しておき、スロットルカーブはホバリング位置付近でエンジン回転が変わらないように寝かせておきます。

飛ばしてみてスティック動作と機体の上下動作が自分のフィーリングに合うようにピッチカーブを調整し、最終的にエンジン回転が変わらないようにスロットルカーブを調整し直します。こうしておけば、送信機側から、ガバナのオン・オフ、回転数制御、ノーマルモードではスティックがある程度上がったところで自動的にガバナが入るように設定できます。また、スティックを下げきったり、ホールド時は自動的にガバナが切れます。最後に、回転数のモニター画面にして、各モードの設定回転数を確認します。

電動ラジコン飛行機＆ラジコンヘリ用の充電器

電動ラジコン飛行機・電動ラジコンヘリ用の充電器は、フル・オートマチック・タイプや電流可変型のものが理想ですが、放電電流が1A固定のものでも、とりあえずOKです。まちがっても、飛行後にモーターを回しきって放電するということは、してはいけません。バッテリーを壊しているようなものです。7cellsだと50-55Aくらい流れそうです。 Schulze Future45beとかKontronik Smile40 などのスピードコントローラーは短時間(10sec)60AくらいまでOKなので、飛行機みたいに水平飛行させない限りコントローラーは燃えないと思います。

なお、これらはマウント部が540モーターより狭いので、機体側に改造が必要です。プロペラ軸は4mm径です。似たようなモーターを似たような用途で使うときには似たような負荷係数になる。KV値と負荷係数を用いればモーター、プロペラ選定の目安になります。 KV値と負荷係数を用いる選定方法は正道ではありません。つまり、上記で見たようにハズレもあり得ます。これは負荷係数というものが経験値なので仕方ないです。効率が違うモーターだと負荷係数が違うこともあります。

ですから、ESCの電流制限を考えると、ここでした様に電流計で計測するのが安全確実ではあります。または、Aeronaut14*7の場合、回転数を調べると、ここに示したデータを参考にして電流値が予想できます。本来は、「用途に合ったモーター」を選ぶべきです。そのためには、Rm,Ioモーター理論的に性能表を計算して、最大効率点に近いところで運転するように、モーター選定すべきです。このとき、厳密に最大効率点を狙う必要はありませんが、ある程度意識するとハズレが少なくなります。

なお、かつてのニッカド2000RCと比べて時間と容量は単純に二割増しとはいかないみたいですが、これは以前の1700SCRCと2000RCの比較でもそういう傾向が見られました。Yokomo Zapped plus-4 6cellsとの比較でも、かなり健闘しています。電圧の差はわずかに2%です。という事は有負荷時の実回転数にして1%程度しか差がでないはずです。また、時間、容量も顕著な差はありませんが、数秒を争うRCカーレースではこういう僅かな差が限られた上級ドライバーにとっては大きなアドバンテージになるのでしょう。

むしろ、空物ユーザーとして注目すべきは、内部抵抗の大きな違いです。この辺はさずかに高価なZappedにはかないません。つまり、30Aとか50Aとか流れると大きな電圧差が現れるはずです。最初は、高翼のトレーナー機や、のんびりフライトができるハンドランチグライダーなどがいいと思います。サーマルは地上付近では小さく、上空に行くに従って大きくなる傾向がありますが、その特性を知るとサーマルハンティングにはとても役に立ちます。