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プロペラの枚数により種類が違う?ドローンの知識や機能を知ろう

2017年10月13日 基礎知識

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ドローンといえば、4つの羽のプロペラで空飛ぶ「小型ヘリ」のイメージをする方が多いと思います。しかし実は形状や仕組みに応じて様々な種類があります。ここではドローンの基本的な機能と様々なタイプについて知っていきましょう。

ドローンとは

ドローンの名称の語源は「オス蜂」

ドローンとは、もともと英語で「Drone」と書き、これには「オス蜂」との意味があります。オス蜂が羽音を「ブーン」と鳴らして飛ぶ姿と、小型無人機が似ていることからドローンとの名称になったといわれています。

また一般的に「マルチコプター」や「マルチヘリコプター」との名称もあり、英語圏ではUAV(Unmanned Aerial Vehicle)とも呼ばれています。

無人で遠隔操作や自律制御で飛行できる

ドローンは人が遠隔操作で操縦できたり、ドローンが保有している自律制御システムという機能を用いて飛ばすことが可能です。

無人飛行機の技術がここまで高まった背景には、実はスマートフォンの普及も関連しています。スマートフォンが世間に流通することによって、その技術がドローンに応用され、転換されているのです。

ドローンは空中飛行だけではない

現在はプロペラにより空を飛び回る印象の強いドローンですが、実は空中だけではありません。水上を走るドローンも存在しています。さらに水中を遠隔操作で動く「水中ドローン」も存在しています。

 

ドローンのタイプ

プロペラの羽が回る回転翼機

皆さんがよくご存じのプロペラの羽が回るタイプは「回転翼機」といいます。以下のようにプロペラの羽の枚数によって呼び方が異なります。

3枚羽:トライコプター

4枚羽:クアッドコプター

6枚羽:ヘキサコプター

8枚羽:オクタコプター

回転翼機のメリットはその場で上昇でき、空中の好きな場所に留まることが可能です。プロペラの回転数を調整することにより、機体をホバリングして空中に留まったり、前進後退をおこなうことが可能なシンプルな動きが特徴です。

プロペラの羽が回らない固定翼機

プロペラの羽が固定されているドローンもあります。それらは「固定翼機」をいわれており、上昇後は風による推進力で飛行することが可能です。

メリットとしては、風を利用しているため、飛行時間が長く速度も速く、エネルギー消費量が小さいことがあげられます

デメリットとしては、風の影響が大きいため空中に留まることができず、離着陸時にもある程度の土地の面積が必要となります。

 

ハイブリッド型

回転翼と固定翼の両方を搭載しており、プロペラの変形型の固定翼機のことを「ハイブリッド型」のドローンといいます。

メリットとしては、離着陸時は回転翼で、飛行時は固定翼で行うことができ、両方の利点を享受することです。

デメリットとしては、構造や運用が複雑となり、コストがかかってしまう点です。エンジンやプロペラの回転に加えて、翼やプロペラ部分の角度を調整することにより、構造的に機体の浮力が増すように工夫しています。

どうしてドローンは飛ぶの?

プロペラの揚力と、反作用

ドローンは複数の回転するプロペラから発生する揚力をもとに飛行します。 しかしプロペラが回転するときに、プロペラの回転と反対側に回転しようとする「反作用」が生じてしまうため、一般的に機体は不安定になります。

そのためドローンの場合は、隣同士のプロペラ回転を反対に回転させることにより、この「反作用」を打ち消す仕組みとなっています。

プロペラの回転数で運転を調整

ドローンはシンプルな構造が特徴であり、プロペラの回転数を調整することにより前後左右に移動することが可能です。

例えば、前方方向のプロペラの回転数を落とすことにより前進し、後方方向のプロペラの回転数を落とすことで後退します。また機体を旋回する際には、プロペラの回転数に差をつけ、機体を傾けることで行います。

各種センサーも機体の安定性を向上

ドローンには、GPSや超音波センサーといった各種センサーが付属している機種もあります。

それぞれのセンサーには本来の機能もありますが、さらに機体が安定した状態で居続けるためにプロペラの回転数の調整も行っているのです。

8の字飛行で練習

ドローンのこれらの機能をうまく活用して操縦してみてください。そしてそのためには練習は欠かせません。

初めて離陸をさせる時は、目線の高さまで一気に上昇させ、その場でドローンを空中で制止(ホバリング)させて、周囲の安全状況を確認します。着陸は離陸と逆で、ゆっくりと慎重に下降させ、ドローンが地面に叩きつけられ破損することがないようにします。

練習では、往復飛行を繰り返し、慣れてきたら飛行ルートを少し斜めに膨らませるイメージで往復飛行をさせます。そうすると徐々に8の字に近い飛行の形へと応用することができます。最初は8の字飛行を繰り返して練習することをおすすめします。

ドローンを墜落させて事故が起こらないように、まずは身近な環境で十分に練習してドローンの操縦に慣れていきましょう。ドローンが墜落してしまう原因については下記で詳しく説明していますのでご覧ください。

まとめ

ここでは、ドローンのプロペラの違いによる種類や基本的な機能、練習方法について見てきました。

ドローンを扱う前に基本情報を学ぶことにより、より本質的で効果的なドローンの使い方を知っていきましょう。ドローンの各部品についての説明や機能などは下記で紹介していますので、ご参考にしてください。

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