2019.02.15(金)

ドローンの仕組みを理解しよう!構成部品や飛行原理などを簡単に解説

「ドローン」という言葉を聞いたり、目にしたりすることが多くなってきました。家電量販店ではドローンコーナーがあり、テレビ番組の映像にもドローンの空撮映像が使われています。ドローンを実際に仕事や趣味で利用する方も、増えてきています。

しかし、なかには「ドローンを始めてみたいけど、むずかしそう……」という方もいるでしょう。そのような方に向けて、少しでもドローンについてわかっていただけるように「ドローンの仕組み」をご紹介します。仕組みを知って、流行りのドローンを始めてみませんか。

ドローンを構成する主要なパーツ

ドローンの仕組みを知るための第一歩として、機体を構成しているパーツを覚えましょう。ドローンは、おもに機体本体とプロポに分けられます。プロポは、機体を操縦するためのコントローラのことです。今回は、構成部品が多い機体本体の主要なパーツをご紹介します。なお、多くドローンについている「カメラ」については、すべての機体についているわけではないので割愛させていただきます。

フレーム

ドローン本体の多くを占めているパーツです。いろいろな素材が使われていますが、ドローンレースなどで使われる機体は、とくに軽くて丈夫なカーボン素材を使っています。

モーター

ドローンの心臓ともいえるパーツです。モーターが作動することで、プロペラを回転させて飛行します。

プロペラ

モーターと同じくドローンの飛行を支えるパーツです。一般的には、プロペラの数が多い機体の方が飛行性能は高いといわれています。

センサー

ドローンには、数多くのセンサーがついているのです。方向を知るための3軸地磁気センサーや、角速度を検知する3軸ジャイロセンサーなどがあります。

フライトコントローラー

センサーとモーター、プロポなどとの接続の中継器にあたるパーツです。オープンソースのフライトコントローラーもあれば、メーカー独自のフライトコントローラーも存在しています。

バッテリー

ドローンで使われることが多いのは、リポバッテリーという種類です。いくつかのセル(電池)をつなぎ合わせてバッテリーとなっています。

ドローンを構成する主要なパーツ法

ヘリコプターとは違う?ドローンが飛ぶ仕組み

ドローンは空を利用して、あらゆる仕事や趣味を可能としているのです。ここでは、ドローンが飛ぶ仕組みをご説明します。

そもそも空を飛ぶためには、物体を押し上げる揚力という力が必要です。飛行機の場合は、翼の上面と下面で発生する圧力差から揚力が生まれています。ヘリコプターやドローンの場合はプロペラに角度がついており、プロペラの回転によって上面と下面に圧力差が生まれることで揚力が発生しているのです。

ヘリコプターとドローンの大きな違いは、プロペラの数でしょう。ヘリコプターの場合は、本体の部分に大きなプロペラがついています。また、気づきにくいですが後方の尾の部分にもプロペラがついているのです。

本体についているプロペラだけでは、プロペラが回転すると機体本体も回転してしまいます。そこで、尾についているプロペラも回転させて、機体本体が回転する力を相殺しているのです。

ドローンの場合は、隣同士のプロペラがそれぞれ逆回転することで本体が回転する力を相殺しています。これが、ヘリコプターとドローンの飛ぶ仕組みの違いです。

安定飛行ができる秘密は気圧センサーとGPS

ドローンには数多くのセンサーがついており、さまざまな情報を取得しています。センサーがついていることが、安定飛行をするドローンの仕組みの秘密です。

安定飛行をするために使われるセンサーは、おもに「気圧センサー」と「GPS」です。気圧センサーは、機体周辺の気圧を測定します。気圧を測定することで、飛行高度を推測しているのです。気圧は、高度が少し変わっただけでも大きく変化します。そのため、機体周辺の気圧を測ることで、高度を一定に保って飛行することが可能になるのです。

GPSは、位置情報を取得することができるセンサーです。カーナビやスマートフォンにも使われているセンサーなので、イメージしやすいのではないでしょうか。人工衛星が発する信号を受信することで、位置を測定しています。

ドローンの位置情報がわかることで、ドローンとプロポの通信可能範囲を超えそうな場合はアラーム音がなる機体もあり、墜落防止に役立っています。また、ドローンの自動飛行機能は、GPSがあるからこそ可能な技術のひとつでもあるのです。位置情報の取得によって、どれだけの距離を飛行したかわかるため、自動帰還が可能になっています。

撮影映像をリアルタイムで確認できるのはなぜ?

ドローンは、プロポとの接続に電波を利用しています。電波は、パソコンやスマートフォンなどのWi-Fiや、テレビのデジタル放送などでも使われています。また、電波は周波数の違いによって、多くの機器で混線しないようになっているのです。

ドローンで使われる電波は、おもに2.4GHz帯と5GHz帯です。このどちらの周波数帯でも、映像伝送が可能になっています。そのため、ドローンが撮影した映像も伝送できるので、リアルタイムで確認が可能となっているのです。これが、リアルタイムで映像を確認できるドローンの仕組みになります。

ドローンの映像をリアルタイムで確認するためには、専用のアプリをダウンロードしなければなりません。専用アプリを介して、プロポのモニター(スマホやタブレット)に映像が送られています。この技術を活用したドローンの楽しみ方が、ドローンのFPVレースです。

FPVレースでは、ゴーグルやモニターを装着し、ドローンが撮影した映像をリアルタイムでモニターに送ります。操縦者は送られてきた映像をもとに操作するので、自分がドローンを直接操縦しているような感覚を体験できるのです。

ドローンは日々進歩している!スクールで詳しく学ぼう

ドローンが飛ぶ仕組みは大きく変わることはないでしょうが、ドローン技術やドローン関連の環境は変化し続けています。今の技術や環境を知っているからといって、ドローン情勢を確認していないと変化に乗り遅れてしまうかもしれません。とくに法律などは、ドローンの活用幅を広げようとしているので、これから大きく変わることが予想されます。操縦者は安全飛行のため、これらの変化に対応し、最新の知識や技術を知っていなければいけません。

最新の法律や操縦技術などを身につける方法として、ドローンスクールで学ぶ方法があります。スクールでは、ドローンに関するあらゆる法律を勉強できるので、時代にそった内容を勉強できるでしょう。

また、ドローン資格を発行している団体が認定するスクールもあり、最新のドローン情勢を知ることも可能です。認定スクールでは、資格の取得も可能となっています。資格は、飛行場所や方法の幅を広げやすくしてくれるので、持っておいて損はありません。

ドローンは日々進歩している!スクールで詳しく学ぼう

まとめ

ドローンの仕組みについて、機体を構成するパーツや飛ぶ原理などをご紹介しました。また、ドローンの安定飛行を可能としているセンサーについても簡単に解説しましたので、ドローンに対する疑問や不安などを解決できたのではないでしょうか。

ドローンは、日々進歩しています。それは技術であったり、環境整備であったりです。最新のドローン動向を勉強するのであれば、ドローンスクールをおすすめします。スクールなら、新たな法律などにも対応できるので、不安を解消できるでしょう。スクールは全国各地に所在しているので、お近くのスクールに連絡してみてもよいのではないでしょうか。

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