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3次元ロータリーエンジン

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3次元ロータリーエンジン
ロータリーエンジンの動きを3Dでリアルに再現するシミュレーションソフト
Windows XP/Me/2000/98/NT  フリーソフト(寄付歓迎)
3次元ロータリーエンジン
  • リアルな3Dグラフィックスでロータリーエンジンの動きを観察できる

  • ◎そのほかのスクリーンショット
  • 視点方向は自由に選べる。工程を非表示にすれば、よりローターの動きがよくわかる
  • 部品ごとに指定して表示・非表示を設定できる

  • 自動車などに使われる「ロータリーエンジン」の構造と動きを、3Dグラフィックでリアルに再現するシミュレーションソフト。図を見るだけではわかりづらいロータリーエンジンの動作を、アニメーションによってわかりやすく理解できる。

    「3次元ロータリーエンジン」で表示されるエンジンは、2組の燃焼室とローターを備える「2ローター」と呼ばれるタイプ。現在、市販されている乗用車用のロータリーエンジンとしては一般的な構成だ。

    • おむすびのような形をした「ローター」
    • ローターを収めるとともに燃焼室の役割を果たす「ハウジング」
    • 燃焼室に空気とガソリンの混合気を吸入する「インテークマニホールド」
    • 燃焼後の排気ガスが通る「エキゾーストマニホールド」
    • 最終的に出力を取り出す「エキセントリックシャフト」
    などのパーツからなる。いずれもポリゴンを用いた3Dグラフィックで、リアルに表現される。

    マウスドラッグにより、エンジンを上下左右、自由に回転させることが可能で、好きな方向から眺めることができる。半透明表示も可能で、陰に隠れた部分もよくわかる。邪魔な場合には、部品ごとに指定して非表示にすることも可能だ。

    さらに、実物のエンジンと同様、回転時の様子を表示させることが可能。回転数を0〜700rpmまでの範囲で固定できるほか、アクセルをふかすと回転が上がる「アクセルモード」での表示も行える。

    エンジンの動きと同時に、吸気/排気されるガスの状態を示す「行程表示」も行える。吸気−圧縮−膨張(燃焼)−排気の各行程がガスの色分けによって表示され、これら4工程がローターの周りで同時に発生するロータリーエンジンの特徴を、目で見て理解できる。

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    reviewer's EYE reviewer's EYE
    一般的なガソリンエンジンは、ピストンの上下運動をクランクによって回転運動に変換する。こうしたエンジンは「レシプロエンジン」と呼ばれるが、これに対して、おむすび型の三角形のローターを、繭のような形をしたハウジング内で回転させ、そのローターの周りにできた空間で吸気−圧縮−膨張(燃焼)−排気の行程を繰り返すエンジンのことを「ロータリーエンジン」と呼ぶ。

    クランクシャフトが2周してやっと一連の行程が繰り返される4ストロークのレシプロエンジンに対し、ローターが1周する間に3回の行程が行えるロータリーエンジンは、小型でかつ効率がよい「夢のエンジン」といわれていた。だが、このエンジンを実現するための技術的なハードルはきわめて高く、多くのメーカーが開発を諦めた中で、日本のマツダだけが実用化に成功して技術力を証明したという話は非常に有名だ(詳細は「HISTORY OF ROTARY」(http://www.mazda.co.jp/history/rotary/index.html)でどうぞ)。

    「3次元ロータリーエンジン」は、このロータリーエンジンの動きを、誰が見てもわかるようなリアルなグラフィックで表示するソフト。レシプロエンジンの動作原理は非常に単純で、図を見るだけでもわかりやすいのだが、ロータリーエンジンの場合、ローターの動きを理解するのがなかなか難しい。これをリアルなアニメーションで表示することで、理解しやすくしようというわけだ。

    実際にソフトを触ってみると、ロータリーエンジンがいかにして回転しているのかが手に取るようにわかる。さらにローター周りの燃焼行程がどのように進むか、というのがわかる点もすばらしい。

    「ただ動くだけ」といわれればたしかにその通りかもしれない。しかし、「3次元ロータリーエンジン」を使ってロータリーエンジンの動きを見ていると、これだけの精密機器を使って乗用車を量産する日本の技術力に思わず感動してしまう。エンジンの動きを学習する用途はもちろん、こうした分野に興味がない人にとっても一見の価値はある──そんなソフトだ。

    (天野 司)

    ソフト作者からひとこと ソフト作者からひとこと
    ソフトを開発しようと思った動機、背景
    自動車関係の雑誌では、ロータリーエンジンの構造とかをよく見かけますが、あくまで誌面上の固定された2次元の世界なので、実際にローターがどのように回転して動いているかを、3次元で見たいことから作成してみました。

    開発中に苦労した点
    以前は、モデルを詳細に作成すると表示性能が追いつかず、という状況で苦労しました。現在は、すばらしく性能のよいビデオカードが手ごろな価格で購入できる状況で感謝します。残念なのは、ベンダー各社の提供するドライバ品質がまちまちであることを否めないこと。性能至上主義はさておき、品質がよくないと残念な思いをすることもありますので、今後は、性能から脱した(品質)評価もあればと期待します。

    モデル作成では、本格的な3D CADは非常に高価ですし、廉価版な3D CADでは、その操作性からプログラム作成よりもモデル作成に時間がかかり、苦労します。また、モデルが重くなったりすると、処理計算中にアプリケーションエラーが発生し……。こうなると保存ができないので、泣くに泣けない状況が発生します。

    プログラムではサイクル表示で、回転によりローターとハウジングのサンプリングポイントを計算から求め、テクスチャを貼り付けるアルゴリズムの作成に苦労しました。

    ユーザにお勧めする使い方
    構造はさておき、ロータリーエンジンの基本的な動きがわかれば、まずはよかったと思います。また、アクセルモードでタコメータに連動したローターの回転速度がリアルタイムに変化して見えるところがおもしろいかな、と思います。

    今後のバージョンアップ予定
    Ver.2.0以降は特別考えていませんが、モデルの小変更(改造)は(不定期になると思いますが)考慮しています。ただ、ほかのアプリケーションと並行で作成することになりますので、日数はかかるでしょう。

    (ヤッシ)
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    ● 3次元ロータリーエンジン Ver.2.0
  • 作 者 : ヤッシ さん
  • 対応OS : Windows XP/Me/2000/98/NT
  • 種 別 : フリーソフト(寄付歓迎)
  • 作者のホームページ : http://www005.upp.so-net.ne.jp/suop/


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    フリーソフト
    3次元ロータリーエンジン 2.01a 3次元でロータリーエンジンの動きが見える (1,477K)


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