メニュー

ドローンの飛行安定システム:ドローンの基礎知識6

ドローンの基礎知識

更新日:2020年1月31日(初回投稿)
著者:ドローン検定協会株式会社 代表取締役 山下 壱平

前回は、通信システムについて説明しました。ドローンが急速に普及した理由の一つに、安定した飛行が誰でも簡単にできるようになったことが挙げられます。機種によっては、人の操縦技術を全く要しないものも普及し始めています。これらの飛行安定性は、高度な技術が結集されたさまざまなセンサやコンピュータにより実現されています。最終回の今回は、ドローンの移動原理を理解し、飛行安定システムがどのような方法によって航行制御しているかを解説します。

今すぐ、技術資料をダウンロードする!(ログイン)

1. ドローンが移動する仕組み

ドローンは、プロペラ(ブレード)を回転させることで揚力を作り出し空中に浮上します。では、前進や後退、左右といった水平方向の動きはどのように実現しているのでしょうか?

はじめに、ブレードが作り出す揚力について考えます。ブレードの回転(ブレードピッチが固定されているもの)で生み出される揚力は、その回転面に垂直な力のみです(図1)。つまり、地面に対して水平に取り付けられたロータだと、鉛直上向きにしか力を生じることができません。これでは、当然に、前後左右といった水平方向の力は生じません。

図1:ブレードが作り出す揚力

図1:ブレードが作り出す揚力

そこで、機体全体を傾けて、ブレードが作り出す力を鉛直上向き(持ち上げる力)と水平方向(推力)に分散させ、横向きの力を生み出すことでドローンを水平移動させます(図2)。水平移動を始めたドローンは、外乱がない状態と想定すると、等速直線運動を行います。水平方向への移動を開始すると、ドローンは傾きを減らし、機体を水平状態にすることで一定速度の移動を続けます。水平移動中のドローンを停止させる場合は、移動方向とは逆方向へ機体を傾けることで水平方向への速度を減速します。これをフレア操作と呼びます。

図2:鉛直上向きの揚力を推力と持ち上げる力に分解

図2:鉛直上向きの揚力を推力と持ち上げる力に分解

この、(1)加速のため傾ける、(2)水平状態、(3)減速のため逆方向へ傾ける(フレア)の手順が、ドローンを水平移動させる基本的な原理となります。現在一般的に流通している高性能なドローンの多くは、これらの原理を操縦者が意識することなく、姿勢制御装置の高度な自動制御により機体をコントロールし、水平移動を実現してくれます。

2. 安定化システムの主な種類

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

3. 航行システム

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

  • セミナー3月
  • カタログバナー
  • 販促_無料出展

ピックアップ記事

tags

  • 特集バナー0323_01
  • 特集バナー0323_02
  • 特集バナー0323_03
  • 特集バナー0323_04
  • 特集バナー0323_05
  • 特集バナー0316_01
  • 特集バナー0316_02
  • 特集バナー0316_03
  • 特集バナー0316_04
  • 基礎知識一覧