【第2回】RC機をJSBSimでモデル化する - Excel入力とXML生成

【RC機をJSBSimでモデル化する】シリーズ#

← 第1回: 機体諸元の準備
第2回（本記事）: Excel入力とXML生成

前回（第1回）で機体諸元を準備しました。今回は、JSBSim XML Generatorを使って、Excelに入力し、XMLを生成します。

200g級RC機の具体例を使った実践的な手順を解説します。

この記事で学べること#

JSBSim XML GeneratorのExcel入力方法
200g級RC機の諸元入力（実例）
XML生成とファイル確認
生成したXMLのトリム探索

対象読者#

第1回（機体諸元の準備）を完了した方
JSBSim XML Generatorを使いたい方
実践的な手順を知りたい方

Excel入力テンプレートを開く#

JSBSim XML Generatorをインストール済みの前提（未インストールの場合はA-2記事参照）。

Excelファイルの場所:

jsbsim-xml-generator/
  └── templates/
      └── aircraft_config.xlsx

Excelで aircraft_config.xlsx を開きます。

機体諸元の入力#

前回（第1回）で準備した諸元を、Excelに入力していきます。

基本情報#

シート: “BasicInfo”:

パラメータ	値	備考
Aircraft Name	MyRC200g	機体名（任意）
Author	Your Name	作成者名（任意）

機体諸元#

シート: “Geometry”:

パラメータ	値	単位
Wingspan	1.2	m
Wing Area	0.4	m²
Chord	0.33	m

ポイント: Chordは自動計算される場合もありますが、手動で入力してOKです。

質量・重心#

シート: “Mass”:

パラメータ	値	単位
Empty Weight	0.25	kg
CG X	0.09	m
CG Y	0.0	m
CG Z	0.0	m

ポイント: CG Xは翼前縁からの距離。0.09mは翼弦長0.33mの約27%に相当します。

推進系#

シート: “Propulsion”:

パラメータ	値	単位
Engine Type	electric	-
Max Thrust	2.5	N
Propeller Diameter	0.23	m (9インチ)
Propeller Pitch	0.15	m (6インチピッチ)

ポイント: 推力は機体重量（2.45N）の約10倍に設定。

空力パラメータ#

シート: “Aerodynamics”:

パラメータ	値	備考
CL0	0.4	ゼロ揚力係数
CLalpha	5.0	揚力傾斜（1/rad）
CD0	0.03	ゼロ抗力係数
CDalpha	0.5	抗力傾斜
Cm0	0.0	ピッチングモーメント

ポイント: 空力パラメータは典型値を使用。後でトリム探索で調整可能です。

XML生成#

Pythonスクリプト実行#

JSBSim XML GeneratorのPythonスクリプトを実行します。

cd jsbsim-xml-generator
python src/generate_aircraft.py templates/aircraft_config.xlsx output/

出力例:

Reading Excel file: templates/aircraft_config.xlsx
Generating JSBSim XML...
  Writing: output/MyRC200g/MyRC200g.xml
  Writing: output/MyRC200g/MyRC200g-set.xml
  Writing: output/MyRC200g/Engines/...
Done! Aircraft files generated in: output/MyRC200g/

生成ファイルの確認#

output/
  └── MyRC200g/
      ├── MyRC200g.xml           ← JSBSim FDMファイル
      ├── MyRC200g-set.xml       ← FlightGear設定ファイル
      ├── Engines/
      │   └── Electric_2.5N.xml
      └── Systems/
          └── FCS.xml

ポイント: すべてのファイルが生成されていることを確認しましょう。

生成XMLの確認#

生成したXMLファイルを確認します。詳細はC-2記事参照。

簡易確認:

MyRC200g.xml をテキストエディタで開く
<metrics> セクションで翼幅・翼面積を確認
<mass_balance> セクションで重量・重心位置を確認

例:

<metrics>
  <wingarea unit="M2"> 0.4 </wingarea>
  <wingspan unit="M"> 1.2 </wingspan>
</metrics>

<mass_balance>
  <emptywt unit="KG"> 0.25 </emptywt>
  <location name="CG" unit="M">
    <x> 0.09 </x>
  </location>
</mass_balance>

ポイント: 入力した値が正しくXMLに反映されているか確認。

トリム探索#

生成したXMLが正しく動作するか、トリム探索でテストします。詳細はA-4記事参照。

python tests/test_trim_manual.py output/MyRC200g/MyRC200g.xml 15

期待される出力:

Trim converged!
  Elevator: -0.02 deg
  Throttle: 0.35
  Alpha: 5.2 deg
  Pitch: 5.2 deg

収束しない場合:

推力不足: Max Thrustを増やす
重心位置不適切: CG Xを調整（翼弦長の25-30%）
空力係数不適切: CL0, CLalphaを調整

まとめ#

200g級RC機の諸元をExcelに入力し、JSBSim XML Generatorで XMLを生成しました。トリム探索で動作確認も完了。

これで、FlightGearで飛ばす準備が整いました！

次のステップ#

XMLが生成できたら、次はFlightGearで実際に飛ばしてみましょう。

その他の関連記事:

FlightGearでJSBSim機体を飛ばす - FlightGearでの飛行試験
トリム探索機能の使い方 - トリムの詳細
JSBSim XML出力の確認方法 - XML検証の詳細

参照資料#

本記事の執筆にあたり、以下の資料を参照しました：

オープンソースプロジェクト#

JSBSim XML Generator - CC BY-NC-SA 4.0
- Excel入力テンプレート、XMLビルドスクリプト

公式ドキュメント#

JSBSim Reference Manual - Public Domain
- XML File Format

その他#

筆者の過去調査データ（jsbsim_investigation, private repository）
- 200g級RC機の諸元データ、トリム探索経験

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