NAZCA-TR-24-007A
カタパルト発進垂直上昇デルタ翼グライダーの製作と飛行調整
滝敏美

2024/4/2
A 改訂：2024/4/8
1.

目的
カタパルト発進垂直上昇デルタ翼グライダーの製作法と飛行調整方法を説明する．
目次
1.

目的........................................................................................................................................... 12.

参考資料................................................................................................................................... 2

3.

成果........................................................................................................................................... 2

4.

カタパルト発進垂直上昇グライダー ................................................................................... 3

4.1

カタパルト発進とは............................................................................................................... 3

4.2

垂直上昇とは........................................................................................................................... 35.

カタパルト発進垂直上昇デルタ翼グライダー ................................................................... 45.1

図面と機体諸元....................................................................................................................... 45.2

部品図....................................................................................................................................... 66.

機体の製作............................................................................................................................... 86.1

材料........................................................................................................................................... 86.2

使用する工具........................................................................................................................... 86.3

主翼，垂直尾翼，上反角治具の切り出し ........................................................................... 86.4

主翼の折り曲げ....................................................................................................................... 86.5

胴体の切り出しとフック....................................................................................................... 96.6

主翼と垂直尾翼の胴体への取り付け ................................................................................. 106.7

おもりと緩衝材の取り付け................................................................................................. 107.

ゴムと持ち手の製作............................................................................................................. 108.

飛行調整手順......................................................................................................................... 118.1

室内に置ける調整................................................................................................................. 11
室内における滑空調整 ......................................... 11
背面飛行からのロールの確認 ............................. 128.2

屋外における飛行調整......................................................................................................... 14
垂直上昇の調整 ..................................................... 15
滑空の調整 ............................................................. 17
滑空への移行の調整 ............................................. 17

1/17

2.

参考資料

[1] NAZCA-TR-24-006「カタパルト発進垂直上昇デルタ翼グライダーの設計と飛行調整」
3.

成果
カタパルト発進垂直上昇デルタ翼グライダー（図 3-1）の製作と飛行調整の方法を詳細に説明した．
本グライダーの特徴は以下のとおりである．
形状：簡単に製作できるように，部品点数を少なくした．

材料：安価で入手しやすい材料を使用する．加工しやすい材料を使用する．


翼は 2 mm 厚のスチレンペーパー．ダイソーで購入できる．
または，建築模型用 1mm または 2mm 厚のスチレンペーパー．



胴体は 2×5 mm のヒノキ棒．ホームセンターで購入できる．

製作方法：特別な工具を使わない．塗装が不要．治具を使用して正確に作る．難しい加工は不要．



飛行調整方法：経験に頼らず，だれでもできる方法を開発．

図 3-1 カタパルト発進垂直上昇デルタ翼グライダー

2/17

4.

カタパルト発進垂直上昇グライダー

4.1 カタパルト発進とは小型の模型グライダー（紙飛行機，バルサ製グライダー等）の発進方法のひとつである．図4-1 に示すように，ゴムひもの先にグライダーのフックを引っかけて，ゴムの引張力を使ってグライダーを高速で飛ばす．手投げに比べて発進条件が安定するので，初心者に向いている．
重量の重い機体を飛ばすのには不向きである．

図 4-1 カタパルト発進グライダーの発進方法

4.2 垂直上昇とはカタパルト発進グライダーの上昇パターンには，旋回上昇（コルクスクリュー）と垂直上昇の２種類がある（図 4-2）．
普通の機体は，高速で発進すると宙返りするので，それを抑えるために機体を傾けて発進し，図に示したように旋回しながら上昇させる．これを旋回上昇（コルクスクリュー）という．
旋回するときに揚力と抗力を発生し，エネルギーを消費するので最高高度をかせげず，滞空時間が小さい．
垂直上昇型の機体は，高速発進時に機体の揚力が発生しない抗力最小の姿勢をとることができるように設計してあるので，旋回せず真っ直ぐ上昇し，最高高度をかせぐことができる．
そのため，滞空時間が長くなる．しかし，上昇から滑空に移行するための調整が難しいと言われている．

3/17

図 4-2 垂直上昇飛行パターン

5.

カタパルト発進垂直上昇デルタ翼グライダー
本書で紹介するデルタ翼グライダーは参考資料[1]で開発したものである．

5.1 図面と機体諸元
三面図を図 5-1 に示す．重心位置は参考位置である．
機体諸元を表 5-1 に示す．

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単位：mm
図 5-1 三面図
表 5-1 機体諸元
テーパー翼機のパラメータの計算
機体名

デルタ翼CLG

31 %MAC

重心位置
主翼
翼幅b135 mm

半翼幅b/267.5 mm

翼弦長，翼根c_r

180 mm

翼弦長，翼端c_t

45 mm

翼端の後退長e_t

135 mm--上反角

degreeテーパー比

lambda

翼面積

S

アスペクト比AR1.2

平均空力翼弦c_bar

126 mm平均空力翼弦の位置

y_bar

27 mm

e_bar
後退角
重心位置

5/170.25
15187.5 mm^254 mm

LAMBDA

0.982794 radian

LAMBDA

56.3 degree

x_LE93.1 mm

5.2 部品図
部品図を図 5-2 に示す．胴体の寸法は図 5-1 による．

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材料：1mm 厚または 2mm 厚スチレンペーパー
図 5-2 部品図
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単位：mm

6.

機体の製作

6.1 材料

コピー用紙または方眼紙：部品の実寸図を描く．



主翼，垂直尾翼，上反角治具：ダイソーのスチレンペーパー（「カラーボード」という商品名で，2mm 厚×450mm×300mm のもの，100 円で５枚入り）．１枚で４機分になる．
建築模型用の 1mm 厚または 2mm 厚スチレンペーパーでもよい．表面に紙を貼ってないものを選ぶこと．



胴体：2mm×5mm ヒノキ棒，長さ 900mm のものがホームセンターで購入できる．１
本で３機分．

スポンジシート：厚さ 2.5mm のもの．ダイソーにある．緩衝材として使う．



マスキングテープ：ホームセンターにある．



発泡スチロール用接着剤：ダイソー，ホームセンターにある．

#210 輪ゴム：ダイソーにある．

板鉛：釣り道具屋にある．

接着剤





発泡スチロール用接着剤：ダイソー，ホームセンターにある．

ボンド GP クリヤー：ホームセンターにある．

木工用接着剤：ホームセンター等にある．

マスキングテープ：ホームセンターにある．

6.2 使用する工具
ボールペン

カッター

定規：片側が金属で保護されているものがよい．

カッターマット：机を傷つけないために必要．厚紙で代用できる．

6.3 主翼，垂直尾翼，上反角治具の切り出し
部品図を基にして実寸図を描く．この実寸図をスチレンペーパーの上において，針のようなもので突いて部品の形状をスチレンペーパーに写す．このとき，スチレンペーパーの曲がりにくい方向を考慮すること．重心位置，折り曲げ線を写すことを忘れないようにすること．
スチレンペーパーについた針の穴をたよりに，ボールペンを使って部品図をスチレンペーパー上に描く．
スチレンペーパーに描いた部品をカッターで切り出す．
6.4 主翼の折り曲げ
主翼下面の折り曲げ線（３か所）に厚みの半分くらいまでカッターで切り込みを入れる．
この折り曲げ線を上に折り曲げ，上反角をつける．大き目の角度に折り曲げ，折り曲げてで8/17

きた溝に発泡スチロール用接着剤を塗り込んだあとに，角度を戻し，上反角治具で角度を固定する（図 6-1）．

図 6-1 主翼の折り曲げ

6.5 胴体の切り出しとフック
2mm×5mm 角ヒノキ棒から長さ 245mm と長さ 20mm のものを切り出す．長いほうが胴体本体になるので，後端を図面の寸法にテーパーにする．短いほうの片端を 45 度に切る．これがフックになる．
フックを胴体本体の前端に木工用接着剤で接着する．接着剤が固まるまでマスキングテープを貼って固定しておく．
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6.6 主翼と垂直尾翼の胴体への取り付け
発泡スチロール用接着剤を使って主翼と垂直尾翼を胴体に接着し，マスキングテープで固定し，完全に固まるまで放置する．
6.7 おもりと緩衝材の取り付け
図面の重心位置に重心が来るように，機首に板なまりをマスキングテープで取り付ける（図8-2）．これは仮の重心調整である．
機体が人やものに当たった場合の衝撃を和らげるために，機首に厚さ 2～3mm のスポンジシートをボンド GP クリヤーで貼り付ける．
7.

ゴムと持ち手の製作
図 7-1 にゴムと持ち手の製作例を示す．強度のある棒にゴムひもを取り付ければよい．#210

輪ゴムはダイソーで入手できる．FAI TAN Super Sport はゴム動力飛行機専用ゴムで高性能であるが，高価でインターネットでしか購入できない．持ち手は手近にあるものを利用すればよい．例えば，使い古しの歯ブラシの柄でもよい．
滞空競技では，ゴムの太さ，長さは決められているが，競技出ない場合は機体や飛ばす場所の広さに合わせて自由に変更すればよい．
タイマーをつけたのは，滞空時間を測定するためである．

図 7-1 ゴムと持ち手の例（２種類）

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8.

飛行調整手順8.1 室内に置ける調整
室内における滑空調整室内で滑空させて，飛行経路を観察する．初期速度・角度をいろいろ変えてみる．わずかに左旋回するように設計されているので，正確に作られていれば真っ直ぐ飛ばずに左旋回するはずである．

図 8-1 滑空試験

図面の重心位置より前に重心位置がある場合は，図 8-1 の上の図のように飛ぶはずである．
この場合には，図 8-2 に示すように，主翼の裏側に 5×5 mm 程度の調整用のおもりを重心より後ろにマスキングテープで貼って重心を後ろに移動させる．もし，図 8-1 の下の図のような飛び方をするなら，調整用のおもりを少し前に移動する．最終的に図 8-1 の中段の図のように飛ぶように調整する．

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図 8-2 重心調整用のおもりの付け方

背面飛行からのロールの確認
この機体は背面飛行させると，ロールして正常な飛行に入るように設計されている．これを室内で確認しておく．図 8-3 に示すように，機体を裏返して持って，約 10 度上に向けて投げる．手から離れてすぐに時計回りにロール回転して正常の滑空に入る．ただし，図中に示したように，発進時の姿勢によっては，背面飛行姿勢からの回復が遅くなる．
この背面飛行からロールして正常な滑空姿勢に迅速に移行する性質を，垂直上昇から定常滑空への移行に利用する．

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図 8-3 背面飛行からのロールの確認

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8.2 屋外における飛行調整
本レポートでは無風であると想定し，風がある場合の飛ばし方については別途検討する．
模型飛行機は作ったままでは思うようには飛ばないので，飛行調整が必要である．本機の飛行調整は図 8-4 に示す飛行パターンを目標として行う．真上に発進したあと，最高到達高度に近づくにしたがって宙返りし，背面飛行に入るとすばやくロールして正常の姿勢になって左旋回定常滑空に入るという飛行パターンである．適切な速度の背面飛行になれば，自然にロールする．
発進時の機体の姿勢は調整には使わず，単に真上に打ちあげるとし，機体の舵角だけを調整に使用する．滑空旋回は左翼の追加上反角で設定しておくので，これも調整不要である．
以下に飛行調整の手順を順番に示す．

背面飛行

すばやく右ロール

左旋回滑空へ真上に発進

図 8-4 目標とする飛行パターン

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垂直上昇の調整
最初に垂直上昇の調整を行う．垂直上昇の調整に使う調整箇所を図 8-5 に示す．翼の後縁を曲げることの影響は非常に大きいので，一度に曲げる量はほんの少しにすること．
まず，真っ直ぐ垂直に上昇し，その後，機首を下に向けて落ちてくるように調整する．

一度に曲げる量はごく少量である．

図 8-5 垂直上昇の調整箇所（１）発射方法
真上に向けて発射する．最初はゴムの引きを弱く，徐々に強くしていく．
上昇の飛行パターンを観察し，真っ直ぐ上に上昇していくように以下に示すように調整する．真っ直ぐ上に上昇させるので，最高到達点で機首が真上に向いているのがよい．そのため，失速して急降下してくる．
（２）ロール回転飛行の修正
図 8-6 に示すようにロール回転しながら上昇する場合は，機体のどこかが変形しているので，まず胴体，主翼，垂直尾翼の反り・曲がりがないか確認し，あれば修正する．反りと曲がりを修正した後もロール回転するようなら，垂直尾翼後縁上端（図 8-5 の①）をロール回転15/17と反対方向に少し曲げる．曲げる量はわずかである．
ロール回転しないようになるまで，次のステップには進まないこと．

図 8-6 ロール回転（３）左右への曲がりの修正
飛行経路が横に曲がることはほとんどないはずである．しかし，曲がるようなら，主翼翼端後縁（図 8-5 の②③）を曲げて修正する．曲げる量はわずかである．


左に曲がる場合：左舷②を上に曲げる，または右舷③を下に曲げる．



右に曲がる場合：右舷③を上に曲げる，または左舷②を下に曲げる．

（４）機首の上げ，下げの修正
図 8-7 に示すように，機首上げ／機首下げをする場合，主翼後縁内舷④を上，または下に曲げて修正する．
機首上げする場合：内舷④を下に曲げる．



機首下げする場合：内舷④を上に曲げる．

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図 8-7 上昇の状態

滑空の調整
垂直上昇の調整をしているときに，滑空状態に入ることがあるので，滑空状態を観察して，失速しないで，なるべく沈下速度が小さくなるように調整を行う．
沈下速度の調整は重心位置を変えることによって行う．重心位置の変更は，室内における滑空調整で使った方法と同じである．重心位置を変更すると，上昇パターンが少し変化するので，垂直上昇をするように再調整する．
旋回の調整は主翼左舷外側の上反角を変えることによって行うことができる．上反角を増すと旋回半径が小さくなり，減らすと旋回半径が大きくなる．適切な旋回半径は 10 m 程度がよい．
滑空への移行の調整
垂直上昇するようになったら，滑空への移行の調整が調整の最後のステップである．
主翼後縁内舷（図 8-5 の④）をわずかに上に曲げて機首上げにし，上昇の最後に宙返りをして最高到達点で背面飛行に入るようにする．背面飛行になってから，すばやくロールして滑空に入るようになれば調整は完了である（図 8-4）．
背面飛行からのロールが遅れる感じがあれば，左翼の後端②を上に曲げる．

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