「ドローン」はなぜ飛ぶのか？
マルチコプターは通常4枚の羽根を持つタイプのドローンで、みなさんがドローンを思い浮かべるときに真っ先に頭に浮かぶタイプのものかと思います。
200mgを下回るようなとても軽くて小さなドローンが飛び上がる姿を見ると、科学の進歩はすごいなと思わされます。
しかしドローンは、なぜ空を飛べるのでしょうか。
プロペラが回転して空を飛ぶことはわかっても、プロペラと一緒に機体が回転しないのはなぜでしょうか。
そこで「ドローンはなぜ飛ぶか」について紹介します。
なぜドローンは空を飛ぶのか
一般的に知られているマルチコプターは4枚翼のものが一般的で、「クアッドコプター」と呼ばれることもあります。マルチコプターの動力はバッテリーです。
小型で軽く、それでいてパワフルなバッテリーが機体に搭載されています。
バッテリーが生み出す動力は、モーターを通じてプロペラに伝わります。
プロペラが回転することにより、揚力を得て空中へと飛び上がります。
回転のスピードが速くなれば機体が浮き上がり、さらにスピードが上がれば高く速く舞い上がります。
一方で、一定以上のスピードいかに落ちると、機体が落下していきます。
プロペラが回転するスピードをコントロールすることにより、マルチコプターは空を飛んだり地上に戻ってきたりするのです。
なぜ機体が回転しないか
なぜプロペラが回転しているのに、機体が回転しないで済むかという問題があります。その答えは「隣り合っているプロペラが逆向きに回転しているから」ということになります。
プロペラがそれぞれ逆方向に回転しているため、均等に推進力を得るため、機体が回転せずに安定した姿勢で飛ぶことができます。
前後左右に飛ばす方法
ドローンを操作するとき、プロペラの回転数を変えることがすべての操作の基本といえます。進行方向の前側にある2つのプロペラの回転速度を下げて、後ろ側にある2つのプロペラの回転速度を上げると、前方に進みます。
また、逆にすれば後方に進みます。
進行方向の右側2つのプロペラの回転速度を下げて、左側2つのプロペラの回転速度を上げれば、機体は右側に進みます。
このように、基本的にドローンはプロペラの回転速度を上げたり下げたりすることで、上空に舞い上がるだけでなく、前後左右に進むことができます。
なぜドローンは安定しているか
ドローンが空中でも安定しているのはなぜでしょうか。強い風が吹いても、姿勢を維持できるのには理由があります。
ドローンの機体には「プロセッサ」「ジャイロセンサー」というセンサーが取り付けされているためです。
これらのセンサーは機体の向きの変化を敏感に察知して、安定するようにプロペラの回転数を変化させます。
このような操作は人が遠隔操縦でこなす事が難しいため、プロセッサとジャイロセンサーを使ってドローン自体が行っています。
どのような気象条件でも、操縦する人は上下、前後左右に動かすだけで済むのは、ドローンに搭載されたセンサーの働きによるものです。
