[技術ゼミ]AEROBO 飛行の仕組み

AEROBO 飛行の仕組み

今回紹介するのは、「AEROBOの飛行の仕組み」についてです。飛行中のAEROBOを見て、「どうして空中に浮いて移動出来るのだろう、急に落ちてきたりしないのだろうか」といった疑問、不安を持った方は、私以外にもいると思います。ですので、この記事でAEROBOの飛行の仕組みについて紹介し、「だからドローンはきちんと飛ばせば安心なんだ!」と思っていただければ幸いです。


  • 物体を浮かす力、その名は「揚力」
  • ドローンはこうやって移動する「プロペラの制御」

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●物体を浮かす力、その名は「揚力」

AEROBOの飛行について解説をする前に、ドローンやヘリコプターの浮く仕組みについて解説します。ドローンが飛ぶ原理の基本は、飛行機と同じ「揚力」による飛行です。飛行機の飛行原理は、機体を前進させ、翼で空気をおしわけることで翼の上側と下側で圧力に差が出来ます。この圧力の差により生まれる、物体を上に押し上げる力、これを「揚力」と呼びます。ドローンの場合、飛行機の翼のかわりにブレード(ドローンに4~8個ついているプロペラの事)を回転させて、空気をおしわけ「揚力」を生んで飛行します。

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さて、ドローンの飛行原理が分かった次は、「なぜブレードがいくつも付いているのだろうか」と思うのではないでしょうか。ドラえもんのタケコプターさながら、ブレードが1つでも飛べるのではないだろうかと。結論から言うと、飛べます。しかし、プロペラの数が少ない分、かなり強力な揚力が必要になる上に反作用が生じます。飛行する物体(例えばタケコプターを装着した「のび太君」)が、ブレードとは逆方向に回転してしまいます。これではとても実用的ではありません。ですので、ブレードを増やし揚力を上げ、増やしたブレードをそれぞれ時計回りと、反時計回りに回転させる事で反作用を打ち消しあい、飛行する物体が回転する問題を解決したのです。

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●ドローンはこうやって移動する「プロペラの制御」

次は、「どうやって空中で移動しているのか」を説明します。浮くだけでは飛行とは呼べません、浮いて移動して始めて飛行と呼ぶのです。ドローンは各ブレードの回転量を調整することで、飛行します。上下移動する際は、それぞれのブレードの回転量を一律に上げる事で上昇し、一律に下げる事で下降していきます。また、前後左右に移動する場合も、特定のブレードの回転量を一律に上げる事で機体を傾かせて移動します。上の図の、後ろ2つのブレードの回転量を上げ、機体を前に傾かせることで、前に移動します。後左右に移動する時も基本は同じです。行きたい方向とは逆方向のブレードの回転数を上げて、機体を傾けて移動します。機体の回転についても原理は同じで、一部ブレードの回転量を上げることにより回転します。前述したように、ブレードが一つでは本体がブレードの回転方向とは逆方向に回転してしまいます。それを防ぐために時計回りと反時計回りのブレードを、同時に回転させて力を相殺しているのです。つまり、時計回りのブレードの回転量を上げれば反時計回りに、反時計回りのブレードの回転量を上げれば、時計回りに機体が回るということです。しかし、ここで思い出して下さい。先ほど「上下移動する際は、全体の回転量を上げる事で上昇、下げる事で下降していきます。」と説明しました。機体の前後左右移動、及び回転するためにブレードの回転量を上げると少しずつ機体が上昇してしまうではありませんか!それを防ぐために、一部ブレードの回転量を上げる代わりに、他のブレードの回転量を下げる事で全体の回転量を一定に保ち、機体の上昇を防いでいます。

●まとめ

AEROBOは自律飛行型のドローンですので、操縦することは基本的にありませんが、ドローンがどのように飛行するのか、仕組みを分かって頂けたら、飛行機のようにもっと安心して、みなさまに利用して頂けるのではないかと思います。


● 製品ページ:AEROBO(エアロボ)

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エアロセンス㈱
エアロセンス新人 E&K

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