GRESP F-16 Series Release!

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マニュアルに一日遅れましたが、ようやくF-16シリーズのリリースにこぎつけました。


CEPのオリジナルモデルをリファインし、シリーズ展開すること早6ヶ月弱。
モデルもさることながらDATや、そのパフォーマンスデータまで用意しましたので遅れに遅れてしまいましたが、お陰さまで本日リリースです。

すでにご存知の方も多いと思いますが、今回製作するにあたってはWhiteWolf氏の多大な広報支援を頂きました。
機体の魅力を何倍も引き上げてくださったWhiteWolf氏にはこの場を借りてお礼申し上げます。

やはり私は一製作者にすぎませんので、こういった画像・映像編集は全く無知なので、編集次第でこうも変わるのかと毎度毎度驚かされています。
ニコニコ動画に「Sand storm and Gray falcon」という、拙作のF-16やトーネードが登場する動画がありますので、そちらも是非ご覧になってください。

さて、今回はフライトマニュアルを付属したわけですが、実際これを読んでその通りに飛んで頂けるとはあまり思っていません。
しかし、とかく「とにかく飛ぶ」だけになってしまいがちなYS Flight。こうしてデートシートを打ち出して、一番おいしいところを使って計画的に飛んでみる、というのもまた新たな楽しみになるのではないかと思い、用意させていただきました。

一応離着陸など基本的な操縦方法も解説させて頂きましたが、そのあたりは個人個人で違うでしょうし、慣れてきたら各々のやりかたが出てくると思いますので、この通り飛べ、などとは申しません。
しかしデータシートと同様に、手順をしっかり守って飛ぶことの大事さも取り込んでみたかったので、そういうことが苦にならない方は楽しんで頂けるかな、と思います。
これは前作のトーネードから少しずつ取り入れていたことですが、今回のF-16でより本格的になった、ということですね。

いろいろと面倒な機体でありますが、長く飛ばしてやってあげると幸いです。



さて、以降は後日談になります。

まずF-16をリメイクしようと思ったきっかけですが、これはあんまりよく覚えていません。
おそらく、現在の水準で作られたF-16ってないなぁ、と思ったのがきっかけなのでしょうが、どうしてF-16に白羽の矢が立ったのかは覚えていません;

今回もディティールアップを進めていった結果、一機あたり1.0~1.5MBになってしまいました。
アンテナやフェアリングなどのディテールもさることながら、今回はマーキングなどによる増加が甚だしいですね。
迷彩のないシンプルな塗装のUSAF仕様ですが、部隊マーキングのせいで、実はこの機体が一番サイズが重いです。
なるべく省略は心がけたつもりですが、それでもやはりこれぐらいはいってしまいますね...。
まあ、現在のPCのスペックならば問題ないと思いますが、皆が皆、現水準ではありませんから、これはちょっと要反省点です。

今回は、特殊な機体で、ありそうでなかったVISTA/MATVも用意しました。
F22愛好会氏たっての希望だったのですが、氏には普段からスクリプト類で多大な支援を頂いているので、そのお礼も兼ねて、ですね。
ノズルの設定は関数電卓片手にちまちまとベーン1枚ずつにDNMに打ち込んでいくもので、地味で大変でしたが、なんとか形になってよかったです。


さて今回は、こだわりどころといいますか、誰得というところまで結構ギミックかけてます。
一番わかりやすいところでは、脚の伸縮、ホイールの回転停止でしょうか。
F-15などでは分かりづらいですが、F-16やF/A-18といった機体ですと、アプローチ中のあの脚がだらりと下がった姿はやはり再現したいものですからね。

あとはノズルの開閉、といいますか表示切替ですね。
該当する動作クラスがないので、Hi speed propellorを応用して、ノズルが開いた状態と閉じた状態が切り替わるようにしています。
連続的な動作ではないので、どうしても違和感は残りますが、スロットル操作に連動する操作としては現時点ではこれが精一杯かなぁ、と思います。
他に良いアイデアがあればそちらを採用しますが、いまのところ思いつきません。
もしピンと来た方がいらっしゃいましたら、ご一報くださると助かります。

他にはスピードブレーキやラダーの動作角変更などですが、この辺りはマニュアルにも書いてありますので、お暇な方は一度確かめてみるのもいいかもしれません。


さて、長々と口上を述べてしまいましたが、何よりもみなさんに楽しんでいただければそれが一番です。本当にお待たせしました。
右側のサイドバーにある「GRESP F-16 Series」からダウンロードして、同封のマニュアルの指示に従いインストールしてください。

では、生まれ変わったF-16を、お楽しみください。

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早速飛ばせていただきました。
細かいところまで良く作り込んであって非常に美しい機体だと感じました。


ただ一点、フラップ角度を手動で操作した場合(25%ごとの操作)、50%の時に前衛フラップが消滅&キャノピー後部付近に謎の物体が出現します。(操縦桿の操作で動きます)一応ご報告までに…。


マニュアルの方はゆっくり読みながら徐々に理解出来るよう努力してみます。
今までいじった事のないCtrl?I?何が変わった?っと一人で混乱しながらにらめっこをしています。

早速のダウンロードありがとうございます。楽しんでいただいているようで何よりです。

さて、ご指摘の件ですが、この機体ではフラップをハーフにして運用することを想定していません。フルアップかフルダウンのみとなっております。
50%付近で不自然な表示をされてしまうのはYS Flightの仕様上、どうしようもないところですので、そこはどうかご勘弁して頂きたく思います。

CtrlとIは速度表示の切り替えですね。高高度に行くほど差がはっきりしますので、3万フィートぐらいで切り替えてみるとよく分かると思います。
具体的に申しますとIASとTASの切り替えなのですが、マニュアルの冒頭にも記載してありますように、そのあたりの違いは当ブログでも取り上げたことがありますので、そちらも一読されるとよろしいかもしれません。

素早い返信ありがとうございます。

低空でしか飛ばしていなかった為に全く気付いていなかった事がわかりました。

今まで感覚のみで飛ばしていたのでデータを見ながら飛ばすと言うのは新鮮です。


速度に関して言えば、高高度に行けば行くほど空気が薄くなるから抵抗が減って早くなるんだよね?と捉えていました。

ブログも参照しながら整理しきれていない頭で考えると…

今までの感覚がTAS(空気圧が半分になれば同じだけ空気を取り込めば速度は倍)
飛行機の操縦席で確認出来るのがIAS(取り込んでいる空気の量が同じなら表示速度は同じ)

完全に理解は出来ていないものの、今まで読み流していた不思議単語を理解しようと努力する良い機会になりました。物事を考える時に大切な“何を基準に何を見ているのか”を思い返す事が出来たと思っています。


そして、フラップ表示の件了解いたしました。
地上でウネウネ動かしてはアレがこう動いてコレが止まって…一人で変な顔をしながら楽しんでいます。この素敵な機体、まだ私の気づいていない動きが隠れていそうでそれを探す事も楽しませていただきたいと思います。

IAS、TASに関しては概ねそのような感じで捉えていただければ大丈夫かと思います。
本当はもう少し突っ込んで、詳しく説明していきたいのですが、それは時間が許すときにまた…ということで^^;

非常に素晴らしい仕事。私はあなたのスキルのうらやましいなあ!

(Google翻訳を使用)

Thanks.
If you have patience and powers of observation, it can be.
And if possible, Could you spread the English-speaking people of this aircraft?(Because I don't have enough English skill^^;

フォーラムのメンバーの多くは、すでにリリースを発見された。私にできることはこのブログとYSFHQのダウンロードページからダウンロードリンクするためのリンクです。それはあなたと大丈夫ですか?

Google翻訳を使用する

私はYSFHQ上のパックへのリンクを掲載している。あなたがコメントを読んでご希望の場合は、このコメントのURLをクリック。私達はすべてあなたのF- 16をたくさん楽しんでいる!おかげで再び!

Google翻訳

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F-16 Manual Pre Release.

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こんにちは、ぐれぴょんです。お久しぶりです。

今日は近日公開予定のF-16のマニュアルが出来上がったので、とりあえずそちらだけでも読んで楽しんでもらえたらと思い、マニュアルの公開を致します。
読んでいて分からないところ、疑問に思うところ、指摘などありましたら、ご気軽にコメントもしくはメールしてください。(コメントの方が多数の人の目に触れて、情報流通の都合上、助かります)

下のリンクを右クリックで対象を保存でどうぞ。

F16_FlightManual.pdf

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現在進行形(F-16)

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たまにはYSFS関連の記事でも。

twitpicにも画像を貼っているように現在F-16の製作中です。
昔CEPに投稿したF-16C(FG)を元にリモデルしたものなのですが、実はこのFGの"F"はF22愛好会様が原型を作り、"G"は私ぐれぴょんがファイル化したという意味だったりしますが、そんなことはどうでもいいので置いておきます。

ともかくオリジナルモデルがかなり綺麗なポリゴン配置になっていたのでいじりづらいところはありましたが、ままよと思い形状変更や合理的省略をしました。
結果、基本となる機体本体のポリゴン数などはオリジナルよりも減り、形状を見直すことでよりF-16らしいシルエットを得ることが出来たと思います。

しかしながら昨今のYSアドオンは精密なディティールアップが当たり前となりつつあるので、あれもこれもとやっているうちにファイルサイズとしては1.0MBとなってしまいました。複座のD型については更に0.2MBプラス。
前作トーネードもそれぐらいでしたから、今の私の製作スタイルで作ると大体その辺に落ち着くようです。

F-16には様々な派生型やマイナーコードがありますが、今回はBlock50/52を製作しています。
とりあえずは輸出型に多いBlock52から進め、そこからインテーク形状などの細部を変更してBlock50にフィットする予定です。
Block50とか52って何?という方は検索するとすぐに分かりますので詳細はそこで確認して下さい。
簡単にいうとBlock50はGE製のF110エンジンを、Block52はPW製のF100エンジンを搭載したタイプです。Block50は吸気量の拡大のためにモジュラーコモンインレットダクト(MCID)という幅広なインテークをもち、ビッグマウスなどと呼ばれているそうです。

現在Block52の1段階目としてポーランド空軍のBlock52+が大体終わったところです。
Block52+はBlock52の機体構造を強化してCFTや600galタンク携行能力をもたせたものです。Block52アドバンスドとも言われています。
イスラエルのF-16Iも52+がベースとなっていますのでF-16Iも製作予定です。

他には三沢のWWなんかもいいなと思っていますが、いかんせんロービジの小さな部隊ロゴが多いのでどこで妥協するか考え中です。


機体のDATについてですが、所蔵の資料、デモフライトのHUD動画などから高翼面荷重機らしいものにしてあります。
ですからクリーン状態でならそれなりに軽快ですが、逆立ちしてもF-15のように比較的高速をサステインしたマックスターンというのは出来ません。
低空・低速での小回りは利くので、F-15の苦手とする低空に引きずり込めば勝てますが、高空で正面切るとかなわないのは現実と同じです。
加えて装備(重量)が増えていくと、機動性が著しく制限されていくのもそれなりに再現しているつもりですので、F-16=軽快、というイメージをお持ちの方にはちょっと息苦しく感じるかもしれません。

詳しくはトーネード同様、YSFS専用のマニュアルを作成しますので、そちらをご一読していただければと思います。
なお、今回はディテールもさることながら各部の動作に気を配りました。芸が細かすぎて誰も気づかない、得をしない箇所もあるのですが、マニュアルには書いておきますのでリリース後、気が向いたら確認してみてください。

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I looked at the screenshots of your F-16, and am very impressed. Its by far my favorite aircraft ever and I've spent a fair amount of time painting them for YS flight and Microsoft Flight Simulator. I look forward to its release! (see my paints/releases on yspilots.com) take care.

Thank you for visiting. I'll do my best.

I love how I've spent a year preparing a huge pack of F-16s, and you crap on me with this.

Very, very nice work, Gre. Imagine what would happen if we collaborated... =]

Looking forward to the release of these Vipers!

-Ice

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耐G限界

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耐G限界というと、強大なG影響下でどこまで根性比べが出来るかと、というイメージが強いですが、具体的にはどこまでのGに人間のシステムが耐えられるか、ということになります。
もちろん根性も必要になってきますし、その他様々な要素からそれぞれの限界を定めることが出来ますが、ここでいう人体システムの限界というのは人間の生命維持に支障をきたさない最低限のライン、つまり脳への酸素量が欠乏する時点、すなわちそれを運搬する血液中の酸素量と、血圧が耐G限界を決めると言えるでしょう。
なお、筆者は航空医学専門家(学生も含む)ではないので信頼性のあるデータは提供できません。
これ以降はあくまで参考としてお読みください。

ではまず、航空医学研究センター様のサイトの一文を引用すると、


>通常心臓と脳は30cm離れており、1Gz環境では22mmHgの差があるが、6Gzでは、180cm, 132mmHgの差となる。つまり、血圧が120mmHgとすると、脳のレベルではマイナスになってしまう。


人間は本来1Gz上の生き物ですから、その環境下で身体メカニズムも構築されています。
ですから、なるべくそれに近い環境を保ってやらないとあっという間に機能不全を起こします。
つまり、どんなに強いGがかかろうとも、22mmHgの血圧を保たなければ、脳が正常活動出来ません。

頭部に分配される血液量は安静時、運動時に関わらず1分間で、体全体に対し15%ほど。だいたい750mL~1000mLとなります。
また正確に申し上げることはできませんが、ヘモグロビンの酸素結合率から750mLの血液は大体150mLの酸素を含める、かもしれません。
これらの酸素はもちろん脳以外の頭部の各器官、眼、鼻、皮膚などにも分配されます。

また、脳の消費する酸素量については安静時で脳容量100gあたり3.5mL/minとされています。
一般的な成人男性の脳容量は最大で1500g程度と言われていますから、脳全体の酸素消費量は52.5mL/minとなります。
また脳の消費する酸素は全身の約20%とも言われており、安静時の全身の酸素消費は約250mL/minですので、そのうちの20%というと50mL/minですのでほぼ合致すると思います。

この数字は安静時のものですから、極限の集中力と高度な判断力が求められ、強い緊張状態下でのACM中での数値は上昇する、かもしれません。
脳の機能としては、いわゆる「頭を使っている」時はブトウ糖をより消費し、それに対応して酸素消費も増えますが、それがどの程度なのか私には分かりません。

ここまでの話を簡潔に結論付けると、「頭部へ供給される血液750mLは酸素150mLを含み、頭部までの道中何%かの酸素が使われかもしれず、頭部に到着した酸素のうち約50mLは脳に使われ、残りは脳以外の器官で使われ、余った分があれば酸素を必要としている他の内臓へ供給されるか、排出される」ということです。

問題が出てくるのは血中酸素量が脳が必要とするの酸素量より少なくなる場合です。この場合否応なく酸素欠乏に陥ります。
血中酸素量が低下する要因としては、純粋に血中酸素濃度の低下か、酸素濃度は十分でも血流量の低下による酸素不足が考えられます。
操縦士は加圧酸素(調圧次第ですが大体20psiぐらい)を吸っていますから、機内高度が上がっても通常の運用範囲ならば酸素分圧は地上にいるときほぼ同じに保たれ、血中酸素濃度は正常値を保っています。
ですので前者の血中酸素濃度の低下の可能性はほとんどなく、G-LOCする要因としては後者の低血圧、低血流量による酸素不足となります。
酸素欠乏により脳がシャットダウンされる=G-LOCに陥る時期については、1Gzでは血流ゼロ(酸素供給ゼロ)で5~10秒と言われています。高いGz下ではもっと早いでしょう。

本当はG-LOCするよりも少し前に目がやられてグレイアウトなりブラックアウトになります。
ブラックアウト=G-LOCと思われがちですが、正確にはブラックアウトは視野がなくなっただけですので、まだ意識はあります。
しかし急激なGの立ち上がりの場合、ブラックアウトとG-LOCの時期はほとんど同時に起きます。

体験談を述べれば(G-LOCについてはなったことがないので分かりませんが)グレイアウトは、カラー写真が気づかないレベルで徐々にモノクロ写真へなっていくような感じで「今なった」というのはありませんでした。
グレイアウトになったら宣言するように言われるのですが、その時期の判断がなかなか難しかった記憶があります。
「あー、なったかも?」みたいな感じでしょうか。中には急になった、という人もいるので個人差がかなり大きいようです。
更にGを強めていくと視野が狭まっていく、いわゆるトンネル視野になっていき、ついには視野が失われるブラックアウトになります。

さて、そんなこんなで、これ以下になると脳が正常に機能しなくなる脳内血中酸素量というのが決まってきます。
脳の酸素消費量はおよそ50mL、頭部の全酸素量が150mLと仮定しましたので、それの三分の一です。
1Gz下での頭部と心臓の血圧差が22mmHgとなっていたので、その三分の一である約8mmHgを下回ると脳が正常に機能しなくなり始める可能性があります。

また航空医学研究センターの条件では、身長180cm、血圧120mmHgとなっていました。
5Gzをかけると頭部と心臓の血圧差が110mmHgとなりますので、頭部血圧は10mmHgとなり、8mmHgに若干のマージンを取って、この辺りが何の対処もしていない人間の限界となります。
一般人の限界が5Gzと言われているのはこのことを言っている、のかもしれません。
実際のところ血圧はもう少し高くなるでしょうから、6Gzぐらいまでは大丈夫だと思われます。


では次に何かしらの対処をしていた場合の話になります。
前述したように頭部血圧の低下で脳が酸素欠乏に陥るならば、耐G能力を向上させるためには血圧をなるべく高く保ち続けることが大切になってきます。

簡単かつ効果的に血圧を高くするには力む(いきむ)ことが考えられます。
しかし、重いものを持ち上げるために踏ん張ったり、大きいほうをするときのことを思い浮かべれば容易に想像できるように、いきむと同時に呼吸も止まりがちになってしまいます。
呼吸を止めると血中酸素量がどんどん減っていきます。加えて、いきむことで筋肉を使いますので酸素消費量も上がりますので、更に拍車がかかります。
重いものを持ち運びした後は息が切れていることがあると思いますが、あれと同じことです。

従って大G時に呼吸を止めていきむとあっという間に酸素欠乏に陥ります。
最初の2、3秒こそ耐G性が上がりますが、その後ぷっつりG-LOCに入ります。
ですからいきみつつ適切なタイミングで呼吸を継続する必要があります。つまりそれが耐G呼吸法です。

具体的には下肢と腹筋に力を入れつつ、3秒に1回のタイミングで鋭く息を吐いて吸います。
実際やってみると分かるのですが、Gがかかってなくてもこの呼吸法は結構苦しいです。
でもこの耐G動作をするとしないのでは耐G性がだいぶ変わってきますので、大Gがかかって苦しい中、更に苦しい呼吸をしなければならないので結構キツイです。
ちなみに下肢と腹筋だけでなく、首周りの筋肉もあったほうが何かと良いです。太い血管が通っていますし、大G下で後ろを振り向いたり、首には大変な負担がかかりますので。


ここから導きだされるファイターパイロットの理想の体型というのは、

心臓と頭部の距離が短い=身長が小さい
脳の酸素消費が少ない=脳容積が少ない
頭部血圧が高め=血が下がらないように下肢を中心に筋肉質

の条件を満たした人間になります。
しかし、レスラーのように全身が筋肉質ですと酸素消費が増えてよろしくないので、適所に適切な量だけ筋肉がある人間が好まれます。
脳の酸素消費が少ない、というのは脳容積が少ないということですから、身長が低ければ自ずと達成されるでしょうか。
また同じ身長でも医学的には女性のほうが脳容積が少ないらしいので、小柄な女性の方がよりGに強いと言われているのは周知のとおりです。
筋肉はトレーニング次第で女性でも男性と同等以上に鍛えられますから大丈夫でしょう。


話が逸れました。
耐G動作で耐G性は約1.5~2.0Gzほど向上しますので、何もしないで5.0Gzに耐えられる人は6.5~7.0Gzまで耐えられることになります。6.0Gzに耐えられる人なら7.5~8.0Gzまで耐えられます。
もちろんこの数字はG-LOC寸前のものですから、実用的にはこれにマージンを取った数字になるでしょう。

耐G訓練では耐Gスーツなしで7.0Gzまでかけます。
前述した数値よりは若干余裕があるように見えますが、常にG-LOCする寸前では高度な判断、操縦は出来ませんから、その辺りが実用的な限度と言えます。
G-LOCに陥った場合、飛行機はアンコントロールになって自由飛行になりGが抜けますが、意識がもどるまで数秒かかります。
FOX2されるにせよ地表に突っ込むにせよ、その数秒が命取りになるのは言わずもがなです。
ですから、G-LOC寸前を保ち続けるというのはなかなか有り得ないことです。
しかし、ふとしたことで力が緩んだりするとすぐにG-LOCに陥ってしまうギリギリの領域であることには変わりありません。

私の知っている話では、ACMでスプリットS中に「コホン」と咳を1つしただけでG-LOCに陥り、アンコントロール、海面に突っ込みそうなところで意識が戻り、慌てて操縦桿を引いてオーバーG、そしてG-LOC。
意識が戻り海面が迫り・・・を2、3回繰り返して何とか生還出来た、というのがあります。
最大で12Gがかかったそうで、非破壊検査の後、しわの寄った主翼は全交換したそうですが、その機体がその後どうなったかは寡黙にして知りません。


さて次はGスーツを装着した場合です。
Gスーツはスーツとは言いつつも、ジッパーで脚に装着するモモヒキ状のものです。内部には空気袋が、ふくらはぎ、太もも、下腹部に渡って入っています。
Gをかけるとそれに比例してGバルブというバルブが開き、そこから調圧されたエンジン抽気が空気袋に入ってきます。
Gバルブは通常2.0Gzまでは動作せず、それ以上のGがかかると開くようになっています。Gバルブが開くと高圧空気が空気袋を満たし、下肢を圧迫し、血液が下がるのを防ぎます。

なお、空気が入っていない状態でコルセットのようにギュウギュウにします。少なくともお腹を凹ませないと穿けないぐらいにはします。胴回りだけでなく、太もも、ふくらはぎも縛り上げます。
なので一度穿いたら屈んだりすることは困難になります。

ここに高圧空気が容赦なく入ってきますので、大G時にはまるで下半身を引き絞られるような痛みになります。
巨人に下半身を掴まれて握りつぶされているかのようです。別の言い方をすれば脚の肉を雑巾絞りされているような感じです。
でもこれのおかげで耐G性が1.5~2.0G向上すると言われています。

ということは耐Gスーツを装着して、耐G動作をすれば8.5~9.0Gz付近まで耐えられることになります。
自力では7.0Gzが限界なのを、外的補助を使って何とか限界を引き上げているわけです。
この辺りが人間の限界、すなわち飛行機の限界でもあります。まあ9.0Gzかけれる人は少ないですが・・・。

8.5~9.0Gzがかかってくるとこれはもう単純に血圧だけの問題ではなくなってきます。
単純に筋骨格系が破壊されそうだからです。というか破壊されています。主に腰や首の軟骨が磨り減り、30代にしてヘルニアなんてのも珍しくありません。空中戦やちょっとしたアクロバットの後は身長が1センチ以上縮んでいます。

F-16は大きく傾いた座席を採用しましたが、空中戦では主に後ろを振り返りながら飛んでいて、悠長に座席に体を預けているわけではありません。
腰や首を捻った状態で大Gをかけるなら、多少座席が傾いていてもあまり意味が無い、という意見もあります。
機種ごとのパイロット故障率の統計があれば興味深いですが、残念ながらそんなデータは持っていません。

それでもファイターパイロットは腰に腰痛用コルセットを巻き、飛んでいきます。
体を壊してでも空が好きなのか、脳みそまでやられているのか、両方なのかはわかりません。
でも1つだけ言えることはACMが好きな人ほど、どこかおかしいです。多分脳細胞がやられています。もしそんな人と出会っても職業病だと思って気にしてはいけません。


とまあ冗談はこれぐらいにしておきまして、ここでGの体感についてお話ししましょう。
多分、他所様のサイトでも同じようなことが書いてあるかもしれませんが、それは感覚がマッチしているだけですので予めご了承ください。

1G:普通の状態。
2G:60度バンク。頭の血が下がってスーっとする。Gスーツも働かない。結構気持ちいい。
3G:全身にちょっと重さを感じる。腕を持ち上げるのに抵抗を感じる。おーっ、これがGか、という感じ。
4G:更に重さが加わる。腕を持ち上げ続けることが辛くなってくる。油断している時にかかると頭を垂れるハメになる。まだ余裕。風切り音が「サーッ」と流れる。
5G:ループなどのエントリーではこれぐらいかかる。Gスーツの締め付けを感じる。これぞ戦闘機、という気分になれる。風切り音が「コオオォォ」に変わる。
6G:スプリットSや急降下からの引き起こしではこれぐらいかる。頬や瞼が垂れ下がるのを感じる。Gスーツの締め付けが痛い。これ以上のGは掛けたくないと体が拒否し始める。風切り音が「コオオォォォー!」に変わる。
7G:一気に苦しくなる。辛い、歯を食いしばる。出来れば早くGを抜きたい。Gスーツがいよいよ痛い。飛行機も限界なんじゃないの?と思うような「ゴオオォォォ!」という風切り音がしているがまだまだ大丈夫だったりする。
8G:息をするので精一杯。実はブラックアウトしかけていたりする。
9G:根性の世界。10秒保てば凄い人。


こんな感じですが、7G以上は私も機械でしか体験していないので実際は分かりません。
実機の方が自分のタイミングでGをかけられるので体感的には楽なのですが、搭載物や燃料重量によってG制限が上下するため、そもそも実機で9Gをかけれる条件が整うことが稀です。
ちなみに他人のかけるGは良く分からないうちに目の前が真っ暗になって、早くGを抜いてくれないかなー・・・とひたすら願っています。


そんなわけで昨今の戦闘機の限界は人間の限界で定まっている、と言われているのはこういうことです。
米空軍の次世代Gスーツは10Gだか11Gまで耐G性を引き上げると言われていますが、Gに強い人間を死ぬ気で耐えさせてようやく、といった具合らしいです。
そもそも短時間にせよ10Gもかけたらパイロットの寿命はますます縮まります。そういうことからもGをあまり掛けないでくるりと回れるストールマニューバやスーパーマニューバが研究されているわけです。

ストールマニューバにせよスーパーマニューバにせよ、基本は大迎角をとって大減速し、高い旋回率で旋回した後、失った速度エネルギーは莫大な推力で補う、という具合です。
これを推し進めれば、いずれは進行方向、速度はそのままで180度反転、FOX2、元の進行方向に戻ることが可能になるかもしれません。ほとんど雪風の世界です。

そこまでは出来なくとも、高速度から旋回率据え置きで旋回=今までの限界を超えたGで旋回できるなら、反転後の加速時間が短縮できるので敵機のミサイルキルコーンに収まる時間が減ります。
微々たるものかもしれませんが、その数秒が命運を分けるのが空中戦というものです。

問題はどのように今までの限界を超えるのか、ということですが、パイロットを横臥姿勢(仰向け)にしたり、水中に浮かべるといった手段が考えられますが、いずれの方法も現段階では現実的ではありません。
機体のG限界を引き上げると構造重量が重くなりますから、これでは機動性が犠牲になってしまい元の木阿弥です。

そんなことをするよりは今後のトレンドである、超音速巡航からのスーパーマニューバと、UCAVを利用したネットワーク戦闘に移行したほうが何倍も楽でコストパフォーマンスに優れているというものですから、上記2つの方法は実現しないでしょう。
実現するとすれば宇宙戦闘機ぐらいなものですが、それはまだSFの世界です。

えらく長く書きましたが、結論としては「人間の限界は9G辺りなので戦闘機もその辺りを限度に設計されている」という当たり前のものです。
まぁ、そこに至るプロセスが大切だ、ということでここはひとつ勘弁していただければと思います。

では、また次回。

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DATについての考察

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短期間に続けて記事を書くのは珍しいのですが、先日リリースしたトーネードの時からdatの解析、とまではいきませんがYS Flightのフライトモデルについて考えていました。
某掲示板で同じような試みが行われ、そのほとんどが解明されていたようですが、理解して実際に反映させているのはごく一部の方ではないでしょうか。
もちろん私も100%理解しているわけでも反映させているわけでもないので偉そうなことは言えませんが、誰にでも分かりやすく説明することは出来ると思いますので今回はDAT周りについてのお話をしたいと思います。

まず結論から言うと某掲示板でも説明されているように、その機体の性能を決める重要な要素は推力や自重などは当たり前として、次に重要なのはDAT内一番下の行、巡航、着陸の項目だということです。

巡航セクションはREFVCRUS、REFACRUS、REFTCRUSからなっています。
それぞれ巡航速度、巡航高度、スロットル開度と思われがちですが、そうではありません。

ここでの設定はREFVCRUSで指定された速度とREFACRUSで指定された高度で水平飛行した場合に迎え角が0になる、というもので、つまりここで迎え角0での揚力係数が決まります。

小難しい計算は省きますが、原理を簡単に説明すると、水平飛行しているということは揚力=機体重量です。
高度も速度も翼面積も既にDAT内で設定されていますから揚力の式、L=1/2*ρ*v^2*S*Clを式変形して数字を当てはめると迎え角0での揚力係数Clが出ることになります。
(余談ですがYS Flight上の計算は常に燃料100%として計算されています)

REFTCRUSはその高度における抗力に対するスロットル比を示しています。要はスロットル開度になるのですが、実機のエンジンのように回転数に対応するものではありません。

つまりREFVCRUSの値が同じ場合、高度0フィートでREFTCRUS1.0と、30000フィートで1.0は意味が違うということになります。

0フィートでREFTCRUS1.0なら、地上付近でミリタリー出力の場合、REFVCRUSの速度で頭打ちになりますが、高度を上げるにつれて空気密度が下がり抵抗も減るので同じミリタリー出力でも速度は早くなっていきます。
当然エンジン効率も高度が上がると落ちて行くのですがそれ以上に密度低下による抵抗低下の影響のほうが大きいです。
実際に3万フィートでのミリタリー出力による速度は0ftの時の1.4倍になります。

次に30000フィートでREFTCRUS1.0の場合ですが、この場合は30000フィートでミリタリー出力の場合にREFVCRUSで設定された速度が出ますので、高度を下げると空気抵抗が増えるのでミリタリー出力での速度が下がっていきます。
この場合は先ほどとは逆に0ftでの速度は30000フィートでの0.71倍しか出ないことになります。
つまりこれはどういう事かというと、抵抗の少ない30000フィートでのミリタリー出力でようやくREFVCRUSの速度しか出ない、ということは機体の抵抗が大きいのだ、ということです。

逆にもしREFACRUSが0フィートで設定されている機体の巡航速度をREFACRUS30000フィートの機体と同じにしたければ、REFTCRUSの数字を大きくすればよいことになります。
計算式は省きますが、REFACRUSが0フィートでは、REFTCRUSは1.96にすれば理論上は一致します。

さて、0フィートにしろ30000フィートにしろここでの抵抗は迎え角0の状態のものですから、抗力の式、D=1/2*ρ*V^2*S*Cdを式変形し、判明しているパラメータを入力すれば抗力係数が計算できます。
つまりREFTCRUSは機体の抗力係数を決める項目である、ということです。

DAT上ではMACHで速度が指定されていることが多いのですが、ここでのMACHは実際に飛行しているときの高度による音速変化を考慮していない固定値なので、DAT内では1.0MACH=340m/sで計算されているようです。
同様に国際単位系以外の単位は全て国際単位系に直されて内部計算されているようですね。

次に着陸セクションは、REFVLAND、REFAOALD、REFTHRLDの3つで決められます。
ブレーキ性能もありますが、まあこれは飛行性能には関係ありません。
全て高度0フィート、ギアフラップダウン、可変翼がある場合はそれを広げた状態で水平飛行している状態が前提となっています。

ここで何が決まるのかというとREFVLANDの速度でREFAOALDのAOAを取ったときの揚力係数が決まります。

着陸セクションと言いつつもここでは水平飛行を前提にしているので、巡航セクションと同じく式変形した揚力の式に判明しているパラメータを入力すると、REFAOALDのAOAをとっているときの揚力係数が分かります。

例えばREFAOALDが10degで得られた揚力係数が1.0だった場合、揚力係数1.0を10degAOAで割ると1degAOA辺りの揚力係数が分かりますので、揚力勾配が得られます。
ここで得られる揚力勾配は直線状の1次関数的なものですから、実機のようにあるAOAを越えたら突然揚力係数が急減するということがありません。AOAが増え続ける限り、揚力も増えていくことになります。
実際にはCRTIAOAPで設定したAOAを超えるとYS Flightの設定上失速することになっていますのでそんなことはありませんが。

そして揚力勾配が分かればCRTIAOAPで設定したAOAで水平飛行できる速度、すなわち失速速度が求まります。
ここではフラップダウンの時の計算しかしていないように見えますが、フラップの揚力係数を設定する箇所がDAT内にはありますのでフラップアップの状態の計算も出来ます。
実際内部ではそうしているでしょう。でないとフラップを使わないときの揚力勾配がわかりませんから。

REFTHRLDは、REFVLANDの速度、REFAOALDのAOAを取ったときに必要なスロットル開度です。
巡航セクションと違って着陸セクションは高度0フィートが絶対基準ですから、巡航セクションのREFTCRUSのようなややこしいことにはなりません。
ここでのスロットル開度が大きいと、REFAOALDのAOAで、REFVLANDの速度を保つためにたくさんパワーが要るということですから、抗力が大きいということになります。
繰り返しになりますが、水平飛行が前提なので抗力の式を変形してパラメタを入力すると、REFAOALDのAOAを取ったときの抗力係数が出てきます。
これをREFAOALDのAOAで割ると抗力勾配が出てきます。
抗力勾配が大きいと、AOAをとると大きな抗力がかかる、ということですから最大推力で旋回していても速度が天井知らずに加速してしまうような場合はここをいじるとよいでしょう。

ここまでで得られるデータでほぼ機体の性能が決まってきます。
というのも揚力・抗力係数とAOAに対応する勾配が決まるので、揚抗比が割り出せることになるためです。
その他の例えばMAXPAOAなどは機体特性を調整するためのものであって、基本的な性能は巡航セクションと着陸セクションで決まると言ってよいでしょう。
MANESPDも関係してきますが、これはMANESPD1と2の間にある範囲でピッチやロールなどの最大入力値を制限するといういわばリミッターのようなものですから、性能そのものを決めるわけではありません。

しかしながらYS Flightでは誘導抗力までは考慮されていないようです。
誘導抗力とは機体がAOAを取ったときに発生する後ろ向きのベクトルを持つ揚力成分のことです。
揚力(G)を増やすためにAOAを取れば取るほど誘導抗力は増えますので、戦闘機が急旋回するときなどはその影響はかなり大きいです。
F-15であっても最大Gで急旋回すると減速してしまうのはひとえにこの誘導抗力のせいだと言えます。余剰推力との兼ね合いもありますが・・・まあここでは置いておきます。

戦闘機は最大Gをかけて減速してしまうとそれ以上Gはかけられませんからそうなっては致命的です。
ですから余剰推力とGの関係から、同じGを継続して掛けられていつでも最大G旋回に移行できるようなちょうど良い速度で旋回することになります。そう、維持旋回速度です。

誘導抗力が考慮されない場合、Gをかけても実際よりエネルギーを消費しないわけですから減速しにくいということになります。
減速しやすくするためには前述したようにREFTHRLDの値を上げるか、CRTIAOAPの値を上げて最大ピッチ入力時の抵抗を増やせばよいのですが、前者の場合はYS Flight伝統の低速ぐるぐる格闘戦に入りやすくなり、後者の場合は失速AOAが上がるということでもありますから失速速度が低下します。リアルな機体挙動を目指す場合にはこれは不都合です。
そこでMANESPD2の値を比較的早い速度にすると、低速に入ると舵の最大入力値が制限されるため旋回性能が低下します。
そうなると格闘戦で致命的になりますので最大Gを抑えてでも速度を維持しようとするはずです。
そのあたりの調整をうまく行えば、自然と維持旋回と似たような速度で旋回しなければ負ける、ということになります。
あと少しで敵をガンサイトに捉えられるというときは、エネルギーを消費する=減速してしまうことを覚悟で最大舵を使えば瞬間旋回能力を発揮させるのと同じような仕組みが出来上がります。

まだDAT上で試したことはないですが、これならば少しは現実に近づいたエネルギー管理が全てを支配する格闘戦が行えるのではないでしょうか?ではまた次回。

コメント(2)

YSには誘導抗力が入っていないということですが
YSでは抗力はAOAの2乗に比例するとして計算されています。
抗力には誘導抗力の他にも有害抗力・造波抗力と色々あるそうですが
それらをすべて足し合わせてAOAの2乗と計算することに無理があるのでしょうか?

>AOAをとると大きな抗力がかかる
と自分で言っているにも関わらずアホなことを言ってしまいました、すみません。
YS Flightにおける抗力は「巡航セクションで求められた迎え角0での抗力(いわば有害抗力)+着陸セクションで得られた抗力係数×AOAの二乗(誘導抗力」ですので誘導抗力のようなものは考慮されています。訂正いたします。ご指摘ありがとうございました。

私が主張したかったのは、誘導速度や翼幅から導出した誘導抗力はない、ということです。
結果的にYSの抗力は前述したようにAOAの二乗で増えていきますので同じことなんですがプロセスは一般的な考え方とは違ってしまうので私も混乱してしまいました。

全て足しあわせてAOAの二乗とすることに無理があるかどうか、ですが、圧力抗力、摩擦抗力などの有害抗力は速度の二乗で増えていきますので難しいと思われます。
そちらについてはその高度の抵抗におけるスロットル比で決められているので、速度による有害抗力の変化は前述したYSFSにおける抗力式には反映されていないかもしれません。

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