おいらの挑戦　ラジコン一本槍

最近やっと分かってきました。
コントラ用の機体として最低限必要なのは垂直尾翼面積（バランスを取るため上下に必要）。恐らくプロペラ後流は普通の機体では写真１枚目のようになっていて全く風見効果なし。コントラは大径のプロペラ後流の直径が大きくてその後流の中に垂直尾翼が隠れてしまうと垂直尾翼効果が少なくなってまるで筒状の機体が飛んでいる様なものではないかと。従って外乱や横風で直進安定性や風見効果が少なくコース取りが難しい。垂直尾翼面積を増やすと写真２枚目のようになり直進安定性と風見効果が出てくる。僕のSPFは垂直尾翼面積を増やし、これでかなり飛ばしやすくなった。でもね、ちょっとだけ問題が。垂直尾翼面積を増やした結果、パワーをかけている時は適度な風見ですが、パワーを抜いた時の風見効果が大きくなり過ぎ、ギャップが大きい。なので垂直尾翼面積を減らすと元の木阿弥。ではどうすれば、と考えると、つまり垂直尾翼面積に負けないだけの前部分面積が必要になってくると思いませんか。概略のイメージは写真３枚目。なんとなく世界戦に出ていたパンドラ（写真４枚目）のとてつもないタッパのでかさ、アレが正解なのかも知れませんね、格好悪いけど。

垂直ロール時（特に上昇時）の癖取りについて、自論ですが調整方法を説明します。
１．先ずは垂直上昇の調整
基本は何も打たないで真っ直ぐ上昇するまで調整することです。そのためには、サイド＆ダウンスラスト、主翼迎角、尾翼迎角、重心等の基本特性調整を優先すべきです。
例えば、上昇時にアップ癖がある場合、大概はダウン側に修正舵をあてて、癖を抑えます。そこでロール演技が入った場合、上手なフライヤーは修正舵を当てたままロールをします。しかし、僕のような並み（以下？）のフライヤーは、きっとロールの瞬間は修正舵を抜きます。つまりその瞬間、アップ癖が混ざったロール挙動になるはずです。アップ癖の場合、ロール方向に軸がずれる、半ロールではロール方向に頭が倒れることになります。この場合は幾らエルロンを調整しても調整しきれずとても悩むことになりますので、基本に戻りましょう。⇒　その１をご参照ください。
２．微調整はエルロンの差動で
経験上からの自論です。
ロール方向に軸ズレもしくは傾く場合、左右のエルロンの下げ舵側を大きくする。
この理屈は難しいです。通常で考えれば下げ舵を大きくすると、揚力差の内、下げ舵方向が増えますから、更にロール方向にずれると考えられますが、経験上全くの逆でした。アドバンスドヨー（翼抗力の左右差）でも説明がつきません。多分揚力差と同じ方向に働くはず、と思います。
ではなぜか？
左右翼の頭下げモーメントの差ではないかと考えます。
フラッペロンを使われた方はご存知と思いますが、例えば両翼のエルロンをあげた場合、頭上げ状態になるので、エレベータダウンのミキシングを加えます。
逆の場合エレベータアップのミキシングになります。
これを左右エルロンが逆になるロール時に当てはめて見ましょう。仮に右ロールの場合、主翼は対気方向に全く迎角がついていない（つまりアップにもダウンにも行かないで真っ直ぐ上昇している）状態からエルロンが操作され右翼は跳ね上げ側、左翼は下げ側に動きます。ここで右翼は頭上げモーメント、左翼は頭下げモーメントが発生します。左右反対に全く同じ角度であれば、右翼の頭上げモーメントと左翼の頭下げモーメントはバランスされ、アップ側にもダウン側にも軸ズレは発生しません。今度は左翼の下げ舵を増やした場合はどうなるか。下げ舵の影響で頭下げモーメントが増加します。そうなると、機体はダウン方向、つまり、揚力差やアドバンスドヨー方向とは逆の作用をします。垂直上昇のように主翼に揚力が発生していない状況では、揚力差や抵抗差よりも、頭上げ下げのモーメント差の方が影響が大きいのではないかと考えられます（図を参照願います）。
またまた経験上ですが、垂直上昇中の軸ズレ癖は、大概の機体はロール側（頭上げ側）にずれることが多く、先ずは基本的な調整で程ほどになり、最後の微調整でエルロンの下げ舵方向を増やすことで仕上げ、といったパターンが多いです。

・水平ロール時（正面から背面への移行）の癖取りについて
水平から背面へ移行した直後に、ダウンのカウンターをあてると思いますが、このカウンター量を減らすために、主翼の迎角を調整します（尾翼の調整でもその１で述べたように同様の効果があります）。なぜ効果があるのか、あくまでも自論です。本当の理屈がわかる方がいらしたら是非御教授を。
１．主翼取り付け角を増やす。
推定：尾翼モーメントによる効果
仮に背面移行時に頭下げが大きく、ダウンのカウンター量が多く必要なときは、　主翼迎角を増します。この場合の理屈としては、自論その１に述べた内容がそのまま当てはまります。迎角を増やした場合、揚力増加分を押さえ込むために、尾翼による頭下げモーンメントを増やすことになります。単純に背面飛行になった場合、迎角を増やした場合の正面での尾翼の頭下げモーメントは、背面になれば尾翼の頭上げモーメントになりますので、背面時のダウン量（つまり頭上げさせるためのモーメント）がその分少なくてすむことになります。
２．エルロンの差動（下げ舵側の舵角を増やす）
推定：アドバンストヨーによる効果
右ロールをする場合、右翼はエルロンを上げ、左翼はエルロンを下げ、その揚力差で機体はロール方向に動きます。今、翼の特性で考えると、翼の抗力係数ＣＤは、迎角の大きいほうが大きくなることはご存知の通り。ある迎角を持って水平に飛行しているとき、エルロンで右ロールする場合を考えますと、右翼は上面側にエルロンが作動し揚力が減る方向、つまり迎角が減ることと同様と考えます。左翼は下面側にエルロンが作動しますので揚力が増える方向、つまり迎角が増える方向になります。左右翼とも全く同じ角度でエルロンが作動されるとすると、迎角の増える側に作動した左翼の方がＣＤが大きく、抗力が大となり（図を参照願います）、左翼が後ろに引っ張られることになります。その場合、機体のヨー方向左に向くことになり、右ロールにて正面から背面への移行する過程において、ナイフエッジ状態を通過する際、機体が左ヨー方向、対地では頭上げ状態になり、そのまま背面へ移行して行く過程で頭下げ量が減るということになります（水平ロール時にラダーで頭下げを防ぐのと同じ効果）。水平ロール時（正面から背面への移行）に、この効果を利用して、背面時の頭下げを減らすための調整として、エルロンの差動をつける（下げ側を増やす）といった方法があります。但し、背面から正面へのロールでは逆効果になりますので、適度なところを探すしかありませんが。エネルギー保存の法則で、ロールで上がる側の翼は位置エネルギーが増える分、進行方向の運動エネルギーが減り後ろに引っ張られるという説もあります。

経験上、迎角を増やして、背面時の頭下げが減る（ダウンカウンター量が減る）ことは事実です。また、実機ではアドバンストヨーが旋回性能に大きく影響することが理論上証明されていますし、これまた経験上、下げ側を増やすというエルロンの差動調整で明らかにロール後背面時の瞬時のカウンター量に差が出ますので、僕は自論を信じています。

TDNさんからのコメントに基づき、
迎角の設定でナイフエッジ時に寝癖、起き癖のでる理由を考えてみました。
ナイフエッジ飛行中の機体を横から見て考えると、
ナイフエッジで高度を保つためにはラダーを打ち、揚力を発生させますが、この場合、通常の水平飛行と異なり、揚力は胴体の側面で発生し、無尾翼機と同じように、ラダーで下方向の力を発生させて全体の頭下げのモーメントを打ち消している状態と考えられます（図１枚目参照）。
機体の重心は翼弦で３０％位に設定していると思いますが、ナイフエッジ状態では胴体そのものが翼と考えられますので、重心は胴体全長を翼弦と仮定すると、大体２５％位の位置と考えます。（この場合力のバランスを考慮するための仮定ですので、厳密な寸法、重量精度は不要です。）
今、空力中心と重心位置がほぼ同位置にあると仮定すると、垂直尾翼及びラダーは、胴体の頭下げモーメントに打ち勝つ頭上げモーメントを発生させなけれななりません。
Ｍ＝ｒｒ×ＬＲ
つまり下側にマイナス揚力ＬＲを発生させることになります。
この状態をナイフエッジ姿勢の上から見てみます（図２枚目参照）。垂直尾翼とラダーで発生するマイナス揚力の作用ポイントをＡ点としたとき、同じ機体の主翼迎角をプラスにしてナイフエッジ飛行をさせると、主翼を基準に決まる進行ラインに対し、Ａ点は主翼と離れる側に移動する（図２の実線姿勢）ことになり、このマイナス揚力の作用点の移動によって、ロール方向のモーメントが増加したことになり、この場合、俗に言う寝癖になると考えられます。
迎角を減らした場合は逆に起き癖になるということです。

垂直上昇、下降時のエレベータ方向の癖取りについて、僕の自論ですが調整方法を説明します。
仮に垂直上昇時、下降時にアップ癖があるとしましょう。上昇時はパワーをかけている状態のため、ある程度推力のダウンスラストで取れると思いますが、完全にはとりきれず、下りのエンコンスロー時のアップ癖にも効果はありません。
こういった場合の調整としては、主翼の迎角をプラスする、もしくは水平安定板（水平尾翼）の取り付け角をマイナスに（つまりダウントリム側に）セットする、といった方法があります。
なぜ効果があるのか、あくまでも自論ですので、もし更に明確なところがわかる方はご指導ください。
１．主翼迎角を増やす
水平飛行中に図１のように力がバランスされているとします。
便宜的に空力中心に翼の頭下げモーメントＭと揚力が、重心に機体荷重がかかっていると仮定すると力のバランスは
Ｗ＝ＬＳ＋ＬＢ・・・式１
また重心周りのモーメントの関連として
ＬＳ×ｒｆ＝Ｍ÷（ｒｆ＋ｒｒ）×ｒｒ＋ＬＢ×ｒｒ・・・式２　
式２から、Ｍは空力中心では、迎角に関係なくほぼ一定と考えれば、水平飛行時のモーメントバランスは、
ＬＳ×ｒｆ－ＬＢ×ｒｒ＝一定・・・式３
今、仮に主翼迎角をプラスした場合、ＬＳは迎角がプラス方向に変化すれば大きくなりますので、その場合にバランスするためには尾翼側の頭下げモーメントＬＢ×ｒｒも同様に大きくしないと水平飛行が出来ません。
式１で考えても実際の場合、主翼迎角がプラスになれば主翼の揚力ＬＳが増え、尾翼の揚力ＬＢが変化しないと想定すれば、同じ姿勢では揚力が増えた分、機体重量Ｗに打ち勝って機体は上昇してしまうはずです。実際にはその状態でも水平飛行するように、尾翼のマイナス取り付け角や、エレベータのダウントリムで調整します。つまり主翼の揚力が増えない様に、尾翼揚力を頭下げモーメント分だけあえて増やし、機体が上昇していかないように、主翼揚力を押さえ込む、すなわち迎角を下げる方向に水平時の機体姿勢を調整します。理屈は式1、式２の合成ですが、式２だけで考えても傾向は理解できると思います。
迎角を大きくした状態で水平飛行するように調整した場合、つまり尾翼側の頭下げモーメントＬＢ×ｒｒが大きくなった状態で、垂直上昇や垂直降下した場合を考えましょう。パイロットは自ずとまっすぐ上昇、もしくは下降するまでエレベータを操作します。この状態は上昇、下降時の空気の流れに対して主翼迎角は０度のはずです。従ってこの時は主翼は何の作用力も出していないはずで、水平飛行時にバランスさせるために調整した、尾翼の頭下げモーメントだけが増えていると考えれば、ダウン方向に機体は進んでいくと考えられます。
２．水平尾翼の安定板のマイナス取り付け角を増やす。
水平安定板を基準に考えると、主翼迎角をつけた場合と同様の作用と考えられ、水平飛行での揚力上場分を相殺するのに必要な頭下げモーメントを増やすためダウントリム状態に調整することになりますので、上昇、下降中は初期に比べダウン方向に機体は進みます。

ナイフエッジ時の考え方も同様で、ナイフエッジ時には空気の流れに対して、主翼の迎角が０度になるようにパイロットが操作しますので、上昇時と同様に尾翼の頭下げモーメントが多くなっている分、ダウン側に機体が進む、つまりダウン癖となるわけです。
但し、迎角での癖取りは上昇、下降時の癖取りにはかなり効果はあると思いますが、ナイフエッジでは、ラダーを深打ちしますので垂直尾翼やラダーの形状、ヒンジライン角度等の影響が大きく、また、垂直上昇、下降の癖と、ナイフエッジの癖のどちらを優先にするかが絡んできますので、ナイフエッジでの癖取りは大概ラダー＆エレベータミキシングで調整といったパターンが多いです。
以上まとめ
①垂直上昇、ナイフエッジでダウン側に行くようにしたい場合、
・主翼迎角を基準より（ここでの基準とは、現状を言います）プラス側に増やす。
・水平安定板取り付け角を基準よりマイナス側に増やす。
②垂直上昇、ナイフエッジでアップ側に行くようにしたい場合
・①と逆にする。