コラム ドローンって??

【初心者向け】なぜプロペラは4枚?ドローンの飛ぶ仕組みと飛行原理について☆

2018年10月27日

今回はドローンをこれからはじめるビギナーさんを対象にした内容です♪

 

いきなりですが、ドローンってなぜ飛ぶのでしょう?

…プロペラがあるから?

 

プロペラがあればなぜ飛べるのか?

ヘリコプターは一枚だけど、どうしてドローンには4枚のプロペラがあるのか?

よくよく考えてみると不思議!

 

そして、同じ場所に浮かせられるのも不思議ですが、
前後左右
回転
などの動きを手元のスロットルだけでコントロールできるのも…すごいことですよね!

 

今回はそんな初心を忘れないための「読みもの」です☆

 

そもそも、なぜ浮くの!?

まずはこのポイントから!
なぜ「物が浮くのか」から見てゆきましょう♪

飛行機などの原理も全て同じですが、重たい物が浮くということは

↑浮かせる力↑

が働くということですね。
「揚力」と呼ばれています。
言葉は聞いたことあるぞ!って人も多いかもしれません。
「ようりょく」と読みます。

じゃあ、この「揚力」がなぜ生まれるのか?
その秘密は空を飛ぶために欠かせない「プロペラ」の構造にあります。

 

プロペラは必ず、上側と下側で形が異なってるんです!


画像URL)http://www.wh2.fiberbit.net/shikumi/SubPage2_2_6.html

 

難しい話を簡単にまとめると、
「プロペラで分かれた空気による圧力の差で浮き上がる力が生まれる」
ということです♪

これが揚力の仕組みです!

機体には、常に重力がかかっていて下向きの力が働くわけですから

重力<揚力

となった時に機体は浮き上がるわけですね。

 

プロペラの数が重要!複雑な動きはここから生まれる☆

浮く理由は分かりましたね!
ではそれ以上の複雑な動きはどうやって行われてるのでしょう?

その前に、ドローンの特徴である
「プロペラの枚数が4枚」
である点について、ポイントがあります♪

実はプロペラが回転している時は
「逆向きに回転させようとする力」
も同時に発生してしまうのです。

なので、4枚のプロペラがもし全て同じ回転方向で回りだすと
おそらくドローンは急回転しながら落ちてしまうことでしょう…
(そもそも離陸できていませんが、、)

 

それを回避するために、ドローンのプロペラは逆向きに回転するようになっています。
詳しくは、こちらをご覧ください!

上の画像で
青い矢印:時計回り
赤い矢印:反時計回り
になっていますよね?
これにより、先ほどの回転による力を打ち消し合っているのです。

打ち消し合っているからドローンはその場に浮くことができるのです!
これを知った時はちょっと感動しました♪
中でそんなに頑張っていたとは…

みなさんドローンにプロペラを付けたことはありますか?
その時にプロペラを付ける場所が決まっているのにはこういった理由があったのですね!

 

このような仕組みで浮いているわけですからドローンの弱点は
「1枚でもプロペラが回らなくなると飛べない」
とも言えます。
6枚(ヘキサコプター)、8枚(オクトコプター)のプロペラだとより安定性は増すそうです。

それとヘリコプターはプロペラが1枚だけに見えますが
実はお尻のところにもう一枚付いてるんですね!
これにより、回転の力を打ち消し合っているんです。

ヘリコプターとドローン 構造の違い
画像:https://unsplash.com/photos/5KwAqo39p9k

 

それぞれの回転数を変えることで移動できる!

それでは、
前後左右
回転
をどのように行うかを見てゆきましょう!
ここまでの話が分かれば、あとは応用です☆

左側のプロペラ>右側のプロペラ →右に進む!

上のように、左右のプロペラの回転数を変えることで横に進みます。

 

では回転の場合はどうでしょうか?

この場合は斜め(対角線上)のプロペラがより多く回るわけですから
回転の力により、徐々に機体は回転を始めます。

 

まとめ

つまり、前後左右に動かすことと回転させること
全く違う動きに見えますが、どのプロペラを早く回すか、あるいは遅くするかで決まることだったんですね。
ただそれだけでドローンのあの複雑な動きが実現しているなんて~~!

キレイな空撮の動画や、インスタ映え写真
そしてマイクロドローンによる衝撃の映像
全てはちょっとしたプロペラの動きだけで行っているわけです。

それを考えた上でドローンを見てみると、より楽しめますね☆

 

今回の説明画像はササモモさんの動画から拝借させて頂きました。
ありがとうございます♪

 

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