人力飛行機の勉強をしています。よくわからない問題がでてきたので、ご指導

質問

人力飛行機の勉強をしています。よくわからない問題がでてきたので、ご指導お願いします。。

機体が定常水平等速直線飛行をしている場合を考える。

このとき、機速Ｕとピッチ角の関係式を求めよ。ただし、機速Ｕ＝7.7[m/s]のときにθ＝０[deg]である。

さらに重視位置Ｌw=0、エレベータの散りつけ核をエレベータのゼロ揚力角に一致させるとする。

という問題があります。

Ｌ＝1/2ｑＵ^2ＣLＳ

ＣL = 2πα＋ｋ

の二つだけを使ってとけますか？

回答No.1

funflier

誤記・誤植を抜きにしてもこの問題、多少不思議なので、そこから。
＞機速Ｕとピッチ角の関係式を求めよ。
θ＝０　で水平飛行ですから、このピッチ角とは機軸の角度でしょうか。主翼取り付け角と
最も重要な主翼迎え角は出てこないんでしょうか。
＞さらに重視位置Ｌw=0、エレベータの散りつけ核をエレベータのゼロ揚力角に一致させるとする。
「重心位置」「取り付け角」と読み替えても、機体ステーションゼロ位置及び重心位置、主翼風圧
中心位置、水平尾翼風圧中心位置の各モーメントアームすら不明なのでこの文は意味がありません。
（通常ステーションゼロは機体最前方、または、さらに前方の仮想点に設けます。）
またエレベーターは動翼なので取り付け角は普通ありません。水平尾翼は一般的には下方に
頭上げモーメントを発生する様につけられ、この問題の場合エレベーターが水平尾翼をゼロ揚力に
するようノーズダウン側になってると解釈できますが、一般の水平飛行状態では無いと思います。
いずれにしても問題とは関係付けられないのですが。
＞Ｌ＝1/2ｑＵ^2ＣLＳ
飛行機の勉強をされているのであれば、空気密度「ρ（ロー）」は正しく書きましょう。「ｑ（キュー）」は
普通動圧を表すとき使います。
＞ＣL = 2πα＋ｋ
揚力係数に近似式を使うらしいのですが、２παが揚力傾斜を、ｋは主翼迎え角ゼロの時の揚力
係数であれば、迎え角-揚力係数曲線図のほぼ直線部分のみ使う限定で合ってると思いますが、
にしても、初めて見ました。この式は何処から与えられたものでしょうか。

問題を、与えられてない変数も加えて解いてみます。このとき機軸ピッチ角をαac、主翼迎え角
をαwing、主翼取り付け角をαfix　とします。
L＝１／２ρV＾２CLS　、簡単にはこの内決まっている数値を定数K０と置くと　V＾２＝KO／CLなので
CLをαwingの関数として表せるのであれば、αwing　＝　αfix　+　αac　から　ピッチ角と速度
の関係は式に出来ます。但し書きとして、αwingに対しCL変化が直線比例する角度範囲のみ、
という限定が付きます。ただ「ＣL = 2πα＋ｋ」については、αに何を入れるのか不明なので本当に
合っているのかどうかは解りません。