電動RCヘリコプターの制作・設定・上空飛行

■電動ヘリコプター購入（2006年）
ラジコンの知識がまったくないのに、一番最初に買ったヘリは２ＣＨの３,９８０円の電動ヘリでした。落ちても壊れずそれなりに楽しめました。機体の上下とラーダーを左右に振るだけの操作でなにか”おかしい”と気づきました。次ぎに購入したのはE_SkyのCP-2という私にしたら６CHで”本格的”な電動ヘリです。完成品ですので組立も必要ありませんでした。ホバリングに近いような飛行はできますが、これもどうも”おかしい”と思いまして、右の写真のように台湾製Align社のT-REX450XLというこれぞ”本格的"と思われる電動ヘリを購入しました。インターネットで調べた結果、破損した時のパーツもすぐ入手できそうなのでこれに決定しました。この選択は間違いなく、ようやくラジコンヘリの世界へと踏み出す一歩となりました。「墜落しないで上達することはない。」と上級者のサイトでも書いてあるとおりよく壊しました。機体は１万５千くらいですが、修理交換部品の費用合計は軽く３機ぐらい購入できるほどです。結論からいえば、同じT-REXでも初めからアルミ金属パーツを多用した機種を買うべきでした。プラスティックパーツのヘリとの違いは飛行も安定し墜落した時の部品代が極端に安くなります。

ローターヘッドやテールアセンブリーにメタルを使用しますと、墜落状況にもよりますがメインシャフトやスピンドルシャフトなど数百円で交換できる安い部品の損害ですみますが、プラスティックパーツのヘリの場合、私の場合は必ずメインローター、テールパイプ、ヘッドアセンブリー、テールアセンブリー、ランディングスキッドなど一転び５,０００円から８,０００円ぐらい費用がかかりました。始めたばかりの頃ですから低い高度からの墜落です。それでもこれぐらい費用がかかります。
壊しては、再度組立の連続です。それで自己流ですが何度も修理したり組み立てているうちに構造を理解し、上空を飛ばせるようになってきました。
最初から１人でRCヘリコプターを飛ばそうとすると、相当な時間と修理費用がかかります。多少高くてもメタル部品を多用した４００クラスの電動ヘリを選択することをお奨めいたします。

■製作工具
①六角ドライバー、②精密ドライバー、③ペンチ、④ピッチゲージ、⑤ボールリンクプライヤー、⑥ネジロック剤
その他にもノギス、潤滑油、ニッパー、ハンダ付け工具などが必要な工具です。ネジロックは必ず使用しましょう。

■電動充電器＆バッテリー
①充電器、②ACアダプター、③リチウムポリマー３セル２１００ｍAH
セットで購入した充電器ですが、その後家庭でも充電できるようにACアダプターを買いたしました。リポバッテリーはハイペリオンです。大きさもちょうどで品質のよいバッテリーだと感じています。充電器は車のバッテリーからも充電可能です。一度使用したバッテリーは再充電に１時間ぐらい休ませるほうが良いようです。現在、３個のバッテリーを飛行場に持って行って練習しています。

■ヘリ用送信機（フタバ　６ＥＸＨＰ）
この送信機はヘリコプター用でも、もっとも安価な部類です。６種類までの機体データを記憶します。飛行モードの切り替えはノーマル飛行とアイドルアップだけで２種類です。上級モデルの送信機は液晶モニターの面積が広く、スロットルカーブやピッチカーブがグラフで表示されます。飛行モードも３つ以上の設定が可能なようです。私のプロポは単体での市場価格は６千円～ら８千円ぐらいです。この送信機は電動ラジコンヘリの入門用と思いますが、ロール、ループ、背面飛行も可能です。ピッチカーブやスロットルカーブなどは、紙に書いて比較しています。
受信機はPCMで私はFutaba　R146iPを使用しています。Fm受信機も試してみましたが、ジャイロを接続すると各サーボが不安定でした。ジャイロはFutaba　GY-240　を使用しています。

■メインローターのピッチはマイナス１１度の状態です。サーボホーンがスワッシュプレートを最下段まで下げています。ピッチはスタビライザーに対しての角度です。このままローターを回転させば、ヘリは急激に下向きに降下します。背面なら上昇。エルロンとエレベーターの動作を確認します。

■ローターのピッチはマイナス約６度。サーボホーンがやや上がりスワッシュを押し上げています。ローター回転数を合わせれば背面でゆっくり上昇する角度です。

■ピッチ角度ゼロ、サーボホーンも水平になり、スワッシュプレートも可動するメインシャフトの中間点にきます。

■ピッチ角度ゼロ。電動ヘリコプターを正面から撮影した写真です。この位置でサーボホーンやスワッシュやコントロールパーツが水平になるように組み立て調整します。

■ピッチ角度、約プラス６度です。ホバリング時にはプラス５度から６度を基準にし、スロットル位置を合わせていきます。私はプロポのステイックが真中に来た時にホバリングできるようにピッチとスロットルカーブをつけています。

■ピッチ角度、プラス１１度です。サーボホーンは最上に上がり、スワッシュプレートを最上段に押し上げています。この時、エルロンやエレベーターがスムーズに動作するか確認します。

■上の写真のピッチ角度につきまして。
スタビライザーバーは上の写真では少し傾いていますが、シーソーのように軽く動きます。本来は水平です。メインローターの角度とは、スタビライザーに対しての角度です。写真の機体は、中国のSONIXというメーカーの3DX４５０ FSF V3というバージョンです。ほとんどT-REXと同じですが、個人的な感想ではT-REXの弱点が改良されていて、なおかつ低下価格です。インターネットで購入しましたが、組立説明図はなく質問もしないで下さいというショップで購入しました。私は組立図をネットで探しました。
■電動ヘリ用送信機と電動飛行機用送信機の違い。
電動飛行機でもプロペラのピッチを変える飛行機もあるようですが、ここでは電動飛行機＝固定ピッチ、電動ヘリ＝可変ピッチとしてその違いを説明します。
飛行機用送信機では、スロットルを一番下から上に上げる操作でモーターの回転は、一定して上がっていきます。電動ヘリのスロットルは１，２，３，４，５段階を自分で設定します。メインローターのピッチ角度も１，２，３，４，５段階で設定します。スロットルとピッチはスロットルレバー操作で同時に変化します。固定ピッチの電動ヘリも販売されていますが、ここでは電動可変ピッチのヘリで送信機はフタバの（6EXHP)を使用した場合です。送信機側でスロットルとピッチ角度を自由に変更し飛行できます。間違った機体のピッチ設定でも送信機側の設定でホバリングや上空を飛行できますが、ループやロール、背面飛行するには機体側の設定は上記の写真のように最大ピッチ角度＝最小ピッチ角度、ニュートラルでピッチ角度０が標準であると私は考えています。ヘリの部品交換する時も自分の標準の機体設定を基準にすれば修理後も同じように飛行できるはずです。送信機側の設定の詳細は後述しますが、ヘリの離陸では初心者の場合、送信機のスロットルステイック位置が最下段でピッチ角度－１度、スロットル０％からステイック中央でピッチ角度５度～６度、スロットルはヘリの重量、ローターの素材、形状やモーターの出力によりますが私の3DX４５０SEの場合は約４５％です。私はピッチ角度を基準にスロットルの出力を決めています。メインローターはピッチ角度０の時、モーターに負荷が一番少なく回転が上がりやすいことも意識しておきます。初心者の時にスタートのマイナスピッチを多くとると、慌ててモーター回転をゼロにしようとスロットルスティックを最下段にした時、ローターは惰性で回転していますのでヘリは地面に急降下しランディングスキッドなどを破損しますので、ホバリングを練習す時はスタートピッチは０度でも良いと思います。

■ノーマル飛行モード
ピッチはグリーン、スロットルはレッド、スロットルスティックの位置はブルーで表現してみました。スロットル位置が中段でホバリングできるようにピッチ角度を５度～６度に設定し、スロットルのパワーを５段階で設定します。黄色で囲った範囲がホバリングの位置です。私はこれで上空旋回の練習をしましたが、アイドルアップモードで上空飛行し始めることに慣れるとノーマルモードよりアイドルアップモードのほうがはるかに安定して飛行できます。アイドルアップモードとはノーマルモードと違って上空でモードを切り替えます。スロットルカーブもピッチカーブもまったく違ったカーブを描きます。私の送信機では２つのモードしか切り替えできません。また液晶モニターにグラフも表示されませんので数値データを紙に書いて設定を見直したりします。
ノーマル飛行モードでは離着陸がゆっくりできることと、ホバリング位置で上下動が少なくなることを意識しています。

■アイドルアップモード
初めてのアイドルアップは緊張します。左のグラフのようにスロットルカーブとピッチカーブを設定します。黄色のスロットル位置がホバリングで水色の枠は背面ホバリングのスロットル位置になります。アイドルアップモードではモーター回転ゼロはありません。私はノーマルモードで離陸し、やや高度をとってホバリング中にスイッチONでアイドルモードに切り替えます。左の図でしたら、アイドルアップ入れたら機体は下降します。逆にアイドルアップからノーマルに切り替えますと機体は上昇します。私はほとんどアイドルアップで飛行しますので、アイドルアップ切り替え時に機体が上下しないようにノーマルモードのホバリング位置を右に移動させます。左図の設定で飛行しますと機体の動きが鈍く感じました。スロットル中央を７０％に上げ、中段上下を８５％ぐらいにすればよさそうです。アイドルアップ設定は試行錯誤中です。

■ヘリの組立てにつきまして。
ラジコンの仕組みも解ってない私はいきなり、T-REX　XLを組み立てて飛ばそうと試みたわけですから、今になって考えれば無謀でした。
フタバの送信機の場合、スロットルはいきなり全開です。アンプの安全装置が作動していましたが、送信機をいじっているうちにフルパワーでローターが回転をはじめました。まず飛ばす前に家の中で壊れました。ヘリの回転テストはメインブレードを外しておきましょう。フタバの送信機の場合、リバースでスロットルを逆にします。組み立てにおきましては、当たり前ですが組立て説明図どおり組立てます。ノギスでリンケージの長さや、左右に回転するスタビライザーバーやパドルなどは特に左右の長さを精密に測ります。各ネジ類はネジロックを必ず使用します。ネジロックは空気が遮断されると固まります。サーボホーンの長さも重要です。適当にするとサーボのギア欠けや飛行中サーボがロックし墜落の原因にもなります。リンケージや各部が手で動かしてみて軽く動くようにします。必要ならば、ボールリンクを削ったりします。抜けると墜落ですので慎重に調整します。
ピッチ角度調整する場合は、モーターの接続配線をはずして調整しています。
■使用メカ。
左の”T-REXそっくり”の3DX450SE FSF V3の場合、受信機はフタバのR146iPでPCM受信機です。FM受信機にするとラダーサーボが安定しませんでした。ジャイロはフタバのGY240です。設定も簡単で単なる上空飛行程度の私は満足しています。サーボはフタバのS3103です。ラダーサーボはもっと高速でトルクの高い専用サーボがありますのでゆくゆくは変更するつもりです。アンプはJSMの40AでU-BECを別に付けています。
■位相ズレ。
最初のうち墜落は避けられません。いつの間にかスタビラーザーバーとメインローターが位相ズレを起こす場合があります。上から見て直角になっていないとエルロン、エレベーターの舵が正確に効きません。3DX450SEの場合はイモネジ２個で位相ズレを調整が可能です。

■ピッチ角度
スロットル調整をする前に、正確なピッチ角度を調整することはたいへん重要です。その前に基準にするメインブレードとブレードフォルダーに上の写真のように印を付けておきます。トラッキング調整するときに便利です。右の写真のようにピッチゲージはメインシャフトに近づけてブレードを挟みスタビライザーバーとピッチゲージの上部が平行になった時に、ピッチ角度を見ます。右の写真の場合は－１度です。これは私のノーマル飛行のスタートピッチです。送信機側では４５％です。０％で－１１度、５０％で０度、１００％で＋１１度ということです。したがってノーマル飛行では－１度から＋１１度しか使用しないことになります。
■配線処理
飛行中に機体とこすれることを前提に配線をします。必要な場合は配線をカバーします。

■トラッキング調整
左図はヘリを正面から見た図です。(~_~;)トラッキングのズレはメインローターを回転させた時、左右のメインブレードがブレている状態です。ピッチゲージで左右のピッチを合わるとあまりおきない現象です。ローターヘッド部分がプラスティックの場合はよくありました。メタル部品に変えてからは左右のブレードのピッチ調整だけで解決します。始めて飛ばす場合にはヘリを固定して少し離れてトラッキングを確認します。飛行に慣れてきますと目の高さでホバリングして確認します。マークしておいたブレードを基準に反対側のブレードのピッチを調整します。ブレードの先をマーキングして確認する方法がよく出ていますが、私はブレードのピッチを変更してズレが大きくなったか小さくなったかで片方のブレードを再度ピッチを調整しています。トラッキングのズレはメイシャフトやスピンドルシャフトが曲がっている時にも発生します。

■ジャイロ＆ラダーサーボ
このジャイロはフタバのGY240です。私の現在の飛行技術、ヨレヨレのループやロールではまったく不便さは感じません。ジャイロ感度は75です。機体後部に木でマウントをエポキシで接着し、その上にジャイロに付いていたスポンジの両面テープで貼り付けています。木とスポンジの間はエポキシで接着しています。頑丈にしているのは以前、飛行中にジャイロが取れて機体制御ができなくなった経験からです。ジャイロは機体に直接つけますと誤動作します。スポンジの両面テープを使用しましょう。
テールサーボのサーボホーンの長さは、テールリンケージの動作する範囲でリンクボールの位置を決めます。ラダーサーボも１００％動く範囲です。意外にもサーボホーンの中心に近い位置でした。トルクも十分な位置です。テールのハンティングの原因はテールロータードライブベルトのギアを噛みこむ部分の欠落でも発生しますし、テールサーボのリンクがしぶかったりでも発生しますので注意が必要でうす。テールがピタっと止まらないとホバリングもできません。

■電動ヘリコプター製作・調整の後述
１人でちょっと始めてみようかと思ったラジコン電動ヘリですが、はっきり言ってたいへんでした。今もたいへんですけど。。費用も時間もかけず飛行を楽しめる近道は上手な人に教わるのが一番です。インターネットで情報収集も重要です。また小型電動ヘリでも危険であることを十分認識しておきましょう。
飛行場で知り合った上級者の話ではエンジン、電動も含めてと思いますが、ラジコンヘリコプターに入門して上空飛行まで出来る人は１割～２割ぐらいしかいないようです。それは複雑な設定や操縦で落ちると壊れ方もひどいからではないでしょうか。初めの頃は私自身ヘリコプターを飛ばしている時間より、修理している時間がはるかに多く、不調の原因が解らない時は、しばらく飛行機ばかり飛ばしていました。
ホバリング調整済みという電動ヘリコプターも販売されていますが、墜落して部品交換する時には、また一から出直しですので、組立てキットから購入し時間をかけて製作したほうが良いでしょう。ヘリを上空で飛ばせるようになるには、分解、パーツ交換、組立てを何度も繰り返すぐらいの覚悟が必要です。その為に便利な工具も必要になります。
また、電動ヘリの飛行編で述べますが、墜落はつきものです。けれども被害を少なくする飛行場所や方法もあります。
この電動ヘリコプターの機体制作、調整は私のラジコン仲間達が電動ヘリを始めるようになった時に参考にしてもらう目的が第一です。説明不足や表現違いはあると思いますし、、さらに良い方法もあると思います。電動ヘリコプターで可変ピッチであれば機種が違っても構造は同じはずです。このサイトはこれからヘリコプターを始める友人達の感想を元に継ぎ足していく予定です。
上空飛行ができるようになるとヘリの修理・調整・飛行（シュミレーター）練習と３つの時間は、電動飛行機を上回る楽しさがあるかも知れません。

電動RCヘリコプター、ホバリングから上空飛行へ。