ドローンの仕組みを知りたい!プロペラの回転方向や原理について

ドローンの飛ばし方(遊び方)

みなさんはドローンの仕組みや原理を知っていますか??

「なぜ、ドローンはプロペラが4枚なの?」
「なぜ、飛ぶことができるの?」
そんな今さら聞けない、ドローンの知識をご紹介いたします!

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が、初心者の方はもちろん経験者の方も是非ご覧ください。

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」から見ていきましょう♪

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!


出典)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。

 

ここまでで、ドローンが浮く理由は分かったかと思います。
しかしドローンは浮くだけでなく、上下左右前後といった細かく複雑な動きができます。
次はそんな複雑な動きの秘密に迫ります☆

プロペラの数が重要!複雑な動きはここから生まれる☆

ドローンの複雑な動きの秘密の前に、ドローンの特徴の1つである
「プロペラの枚数が4枚」
という点について、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♪
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。
ちなみにドローンはマルチコプターなので、プロペラが4枚のクアッドコプターも6枚のヘキサコプターも8枚のオクトコプターも、すべてドローンの一種なんです。

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。

出典: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!

それではようやく、複雑な動きである
・前後左右
・回転
をどのように行うかを見ていきましょう!
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

いかがだったでしょうか?
ドローンを”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、あるいは遅く回すかで決まることだったんですね。
こういった単純な動作だけでドローン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。
※それぞれリンクを貼っているので、ぜひご覧ください♪

こういったこと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♪

ピックアップ記事

関連記事一覧