夜景空撮［技術解説］　－　夜景空撮テスト３回目

夜景撮影テスト４回目では、最大風速１０ｍの達する中で非常に優秀な基本性能を開発中のバルーンは示しました。
風の止み間を狙った撮影でも、状況を考えれば十分な撮影内容です。

しかし、細かな改善点も見つかっています。
現在の姿勢の乱れは、バルーンの「ヨー」「ローリング」の二つの細かい動きです。
動画でも、わずかですが動きは出ています。
昼間の撮影では全く問題になりませんが、スローシャッターを必要とする夜景撮影では非常に重要な差です。
この細かな動きの理由は、前回の諏訪湖での夜景空撮でわかっています。
それは、垂直尾翼が動くことに連動しています。

現在の尾翼は、何回もの「建て増し」により運用性が悪くなってきました。
当初は、現場入りから５分で離陸出来ていたのですが、この頃は最低でも１０分。
現場の風が強いと１５分の時間を必要としています。
今回の設計変更では、強度を主眼に置いていますが、同時に運用時間の短縮も同時に行います。
目標は、風の強い現場で８分。通常の現場では５分です。
この様な細かい開発が始まったと言うことは・・・
夜景空撮バルーンの完成は近い事を意味しています。

再設計と材料の手配に１週間

今回の尾翼開発のコンセプトは強度です。
バルーンのローリングの原因が、尾翼の強度にあることを確かめる為に、多少の重量増は覚悟して尾翼の強度を上げることになりました。
強度は、尾翼を支えているカーボン材の太さで決まります。
従来は最大で８ｍｍ。
今回は、一気に１４ｍｍまでサイズアップを行います。
この太さのカーボン材を使うことにより、しなり量は１／５以下。
重量は１５０ｇ増と試算されています。

カーボン材は、軽量・高強度とバルーン空撮には欠かせない材料です。
非常に優れた材料なのですが問題もあります。
それは、入手性と価格です。
今回の尾翼の試作では、ブルーのフィルムで巻かれた、右側の束をネットにて購入しています。
これだけの量で、２万円です。
写真内に、尾翼カーボンの太さを決めるために検討していた在庫がありますが・・・
これだけで、数万円の材料です。
開発中は、この位のロットで複数回の購入となります。
今回の夜景撮影では、既に３ロット（約８万円）のカーボン材を購入しています。

仮に、今回の設計変更でＯＫとなった場合もスペアを制作するために、最低でも２万円のカーボン材購入が必要です。

カーボン材の太さによる重量増

８ｍｍ＝従来のカーボンパイプ

昼間の撮影では、この太さがベストです。
風速１０ｍに余裕で耐えて、バルーンの動きも最小限。
過去のテストでは、６ｍｍ～１２ｍｍのカーボンパイプを用いています。
太さもと軽さも大切なのですが、長さと取付方法にも注意が必要です。
このバランスが崩れると、車載式バルーンの様なギリギリの設計では、まともに空を飛びません。

重量も２ｍで６７ｇと軽量に収まっています。
現在のバルーンでは、垂直尾翼の支えとして、このカーボンパイプを２本用いています。

１４ｍｍ＋１２ｍｍ＝新型尾翼のカーボンパイプ

比較として、下側に８ｍｍのカーボンパイプを置いています。
圧倒的な太さの違いです。
ここまですると、カーボン棒の曲がりに起因する尾翼の動きは完全に止められますが・・・
１本に５６ｇ。２本で１１２ｇの重量増となります。
この部分の強度が上がることから、他の場所では「より細い材料」を選択し軽量化することが可能です。
トータルで、１００ｇの重量増と設計段階では見積もっています。

なお、今回の改良により予想以上に良好な結果が得られた場合は、カーボンパイプを相対的にワンサイズ下げて尾翼を試作することになります。
数十グラムでも軽くしたいのが・・・小型バルーンによる空撮の辛いところです。

カーボン独特のノウハウ

カーボンパイプは、アルミや木材などと違う制作技術が必要となります。
結合部は、瞬間接着剤・エポキシ接着剤により面結合されます。
接着剤と触れる表面積を増やすために事前にサンディングされた結合部分です。
新型の尾翼では、１４ｍｍと１２ｍｍのカーボンパイプを繋げて強度と軽量化を狙う為、接着ヶ所が多くなります。

瞬間接着剤ひとつとっても「粘度」毎に４種類の在庫があります。接着素材と接着用途により、この４種類を使い分けることになります。（エポキシは硬化時間毎に３種類）
「促進剤」と「低粘度瞬間接着剤」を併用し軽く強度のある接着部を制作しています。

信頼性と軽量化の両立

この部分は尾翼とバルーンの結合部分になるパーツです。
尾翼に受けた力を最も受ける場所です。
これが、このバルーンで最も太いカーボン材となる１６ｍｍです。

注目して頂きたいのは、エンド部分の処理です。
針金を何回か回して、エポキシ樹脂で固めています。
この部分は、実務ではカーボンインナー材を抜き差しするために、応力が集中します。
つまり・・・カーボンパイプが割れやすいところです。
この割れを防ぐための補強です。過去のテストから、最も軽く信頼性のあるカーボンパイプのエンド処理です。
莫大な数の開発とテストをくり返していることから生まれる軽量化技術の例です。

自社開発の強み

0[Zero]は自社にて空撮バルーンや撮影システムの「開発」「製造」を行う空撮会社です。
事務所には作業場が併設され、精度の高い、切断・穴空加工が可能になっています。
アルミ削りだしなどは、外注のＮＣ旋盤などを用いますが、尾翼に用いるカーボン骨材の加工などは１００％自社制作となります。

設計通りの空力特性を得るためには精度の高い加工が必要になります。
確かな基本設計と、精度の高い作成技術により0[Zero]のバルーンは生まれています。
従来のバルーン空撮業界には無かった車載式バルーンなどは、0[Zero]の徹底的に技術を極めるという姿勢から生まれました。

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