ドローンが飛行するために絶対必要不可欠なプロペラとローターの違いとは

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ドローンに絶対的に必要不可欠な部品のうち、一番に思い浮かぶものはやはりプロペラ(ローター)ではないでしょうか?

呼び方はプロペラやローターなど統一されてない感はありますが、ここではドローンに装着されるものはプロペラと呼ぶことにします。

プロペラとローターの違いとは

一般的には、プロペラは固定翼機(セスナ機など)に装着されるもので、ローターは回転翼機(ヘリなど)に装着されるものです。

同じようなものなのになぜこのように呼び方が違うかというと、それはローターとプロペラの形状が異なるためです。

プロペラの形状

固定翼機(セスナ機など)に装着されるプロペラの形状は回転軸(根本)から先端にかけて緩やかに“ねじれ”が付いています。

なぜこの“ねじれ”が必要なのかというと、飛行中に回転するプロペラの根本と先端では受ける風の相対速度が大きく違います。そのため、プロペラの根本と先端では一番効率のいい迎え角が異なってきます。よって、プロペラには“ねじれ”を付けてプロペラ全体としての効率を上げているのです。

ローターの形状

回転翼機(ヘリなど)に装着されるローターはプロペラのように“ねじれ”は付いていません。ローターの根本から先端までの迎え角は一定になっています。

回転翼機では、ローターの回転面は常に上の方を向いており、進行方向からくる風の影響をあまり受けません。よって、ローターの根元と先端で迎え角を変える必要がないためこのような形状となっています。

ドローンのプロペラとは

ドローンに装着されるものをプロペラと呼ぶことにしたのは、現在市販されているドローン用のプロペラ形状がどちらかというと固定翼機用のプロペラのように“ねじれ”が付いているものを多くみかけるためです。(飛行方法はどちらかというと回転翼機に近いものがありますが…。メーカーによって効率のよいプロペラを試していると思われるので、その試行錯誤の結果なのかもしれません。)

また、ドローンのプロペラはモーター軸に直接装着されていることがほとんどです。

ヘリならプロペラの回転面を自由に傾ける機構が付いているおかげで上下方向だけでなく前後左右あらゆる方向に移動することができました。

では、モーター軸に直接プロペラが装着されているドローンはどのようにして前後左右自由に飛行が可能なのでしょうか?

ドローンが水平方向に飛行するためには

ドローンはヘリのように(テールローターを除けば)1枚のローターで飛行しているわけではありません。(大型のへり(CH-47)などはローターが2枚あるものもありますが。。。)基本的にドローンは少なくても3~4枚程度、多いものでは8枚もプロペラを装着しています。これがドローンのプロペラに回転面を傾ける機構が付いていなくても前後左右自由な飛行を可能とする理由です。

ドローンが水平移動する際には、進行したい方向のプロペラの回転数を絞る(下げる)制御がされます。すると進行したい方向の推力が逆方向に比べて落ちるため、機体の姿勢が進行方向に対して傾きます。機体が傾くことでプロペラの回転面も水平面から一緒に傾くため、進行方向に対する推力が生まれます。

ヘリがプロペラの回転面を傾けるように、ドローンは機体全体を進行したい方向に傾けて(あえてバランスを崩して)水平飛行するのです。

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コメント

  1. 1 より:

    プロペラ☓
    ブレード○

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