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このペ－ジでは簡単な2次元CADを使用して機体の胴枠形状を描画する方法をご紹介いたします。
* 飛行機の胴体は複雑な形状が多く実機図面には側面図を数箇所断面として胴枠の形状が描かれています。しかし実機の胴体の胴枠の数は非常に多くその全てが描画されている図面は少ないと思います。
スケ－ル機を製作する場合本格スケ－ル機になるほど描画されていない未知の胴体断面図が知りたくなります。
この場合3D CADをお持ちであれば既知の胴体断面図から未知の胴体断面図を計算描画してくれます。しかし3D CADは非常に高価でパソコンも3D CADに対応したものが必要になります。
そこで管理人は簡単な2次元CADを使用してコマンドの中の曲線機能を使い近似的に未知の胴体断面形状を推定描画する方法を使っています。
使用している2次元CADは「PC定規5」です。一般的に建築や機械で使われているCADはJw CADやAutoCADですが極めて専門的で覚えるだけで数ヶ月かかってしまいます。
しかしこのCADはこれ以上ない初心者向きで1週間で習得できます。しかもフリ－ウエアなので無料です。
ではこのCADを使って未知の胴体断面図を描画してみましょう。
上図は実機紫電、紫電改の図面を｢PC定規5｣に取り込み紫電の胴体下面を曲線コマンドでなぞった図です。このようにまず手持ちの実機図面をCADに取り込むことからはじめます。
図面をCADに取り込んだら機体外形ラインとたぶん数箇所しかない胴体断面図を曲線コマンドを使ってなぞります。
実機の図面には上図のように上面図と側面図が描かれていると思います。この図は理解を助けるために誇張して描いていますが飛行機の胴体形状はたいていの場合空気抵抗減少のため緩やかな曲線の紡錘形状だと思います。
そして上図のようにある箇所だけ胴体断面形状を描画しています。(図が見にくい場合は画面を拡大してください）目的は既知であるA-A断面とB-B断面から未知であるC-C断面を推定することです。
分かっている条件はA-A断面とB-B断面の形状と実機の外形ラインからC-C断面の横幅と縦幅です。この条件からC-C断面の形状を推定してみます。
C-C断面の位置はA-A断面とB-B断面の正確に中間とします。
① 既知であるA-A断面とB-B断面に胴体中心線を基準に9° ずつ放射線を引き胴体断面形状を極座標で表しrの値を求めることで形状を推定します。
② 実機胴体外形ラインは上面図と側面図にある黄色の線のようにたいていは緩やかな曲線ですがA-A断面とB-B断面の間が緑色の線のような直線であるとするなら（a図）のrの値はA-A断面とB-B断面のrに対応する線の長さの和の1/2であるはずです。
つまりr=（15.8+8.0）×1/2=11.9 【数値の測定はCADのコマンドから簡単にできます。】
このような計算から180°÷9°で合計20本の放射線上にポイントしていきます。20箇所をポイントした図が(a図）です。
そしてCADの曲線コマンドで結んだ線が（b図）です。CADはちょうどコンピュ－タ－プロポのカ－ブEXPのように滑らかな線で結んでくれます。
③ 次に実機胴体ラインは黄色の線のように緩やかな曲線で緑色の線のような直線ではないので（b)図の補正作業に入ります。
（b図）におけるe点の座標は（c図）のようにCADの測定コマンドを使って（11.8,1.9）だとすぐに分かります。そして上面図のC-C断面の実機外形ライン（黄色の線）の幅と実機外形ラインが直線と仮定した場合のラインの幅の比から実機外形ラインのx座標は全て13.0÷12.0＝1.13倍にします。
④ 次に側面図のC-C断面の実機上部胴体外形ライン（黄色の線）の胴体中心線からの高さと実機外形ラインが直線と仮定した場合のラインの高さの比から実機外形ラインのy座標は全て9.0÷8.3＝1.08倍にします。
つまり求める推定胴体胴枠のf点の座標は（11.8×1.13＝13.3、1.9×1.08＝2.1）で整理すると（13.3、2.1）になります。
飛行機の胴体はたいていの場合中心線に対して対称ですのでx座標は左右で同じ値となります。中心線に対して上部胴体ラインと下部胴体ラインはたいていの場合違いますからy座標は分けて考えて倍率を変更します。
このようにして（c図）でf点の座標を求めた方法で他の180°÷9°=20ポイントを求めCADの曲線コマンドで結んだラインが（d図）でこれが最終的に求めるC-C断面の実機胴体胴枠外形ラインです。
なおこの方法を使えば主翼のプログレッシブ翼（翼端と翼根で翼型が違う）も描写できるように感じますが主翼翼型には高い精度が必要なのでやはり3D CADを使用すべきです。
⑤ 上図のような翼型特性表には座標が掲載されていますからCADの曲線コマンドを使えば滑らかな曲線を描くことができます。雲型定規等は必要ありません。
ところでこのような方法（3D CADも含めて）で胴枠を描写しても手にカッタ－を持った瞬間に職人技のアナログになってしまいます。本当に正確に胴枠や翼型を切り出すにはレ－ザ－カットのようなCAMシステムが必要です。
