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「屋根について 相談したい」について

2018.12.07屋根について多い相談

ドローンって一体なに?いまさら聞けないドローンの基礎知識!

1.ドローンの基礎知識:はじめに

ドローンという言葉を耳にするようになったきっかけ、と言えば2015年の首相官邸無人機落下事件でしょう。 この事件で、良くも悪くもドローンは有名になってしまいました。 当時は、ドローンに関する法律が制定されていませんでしたが、こうした事件を受けて、ドローンに関する法律が整備されました。 おかげで、今では安全にドローンを利用できるようになっています。
しかも今年は、規模の大きい台風が立て続けに発生していますよね。

ドローン業界の進歩はとても早く、今では誰でも高性能なドローンを使用することができるようになっています(もちろん、許可や相応の訓練は必要です)。


今後は、スマートフォンやパソコンのように、一家に一台ドローンは当たり前!の時代が来るかもしれません。


そんな時代に備えて、ドローンを正しく活用するために、今回はドローンの基礎知識を皆さんにお届けします!

2.ドローンの基礎知識:ドローンはなぜ「ドローン」と呼ばれている?

ドローンとは何なのか?
「ヘリコプターみたいなラジコン」といえばその通りなのですが、
今回はもう少し踏み込んだ知識を、皆さんにご紹介します。

まずは、ドローンの語源から。
実は、ドローン(drone)は英語で「オス蜂」を意味します。


ドローンがいわゆる「無人航空機」を指すようになっていったのは、第二次世界大戦中に米国陸軍が使用していた標的機が「ターゲット・ドローン」と言われていたからだそうです。
なぜ標的機が「ターゲット・ドローン」と呼ばれたのでしょうか?
それは、最初に「ターゲット・ドローン」を開発したイギリスで、その機体が、
「Queen Bee(女王蜂)」と呼ばれていたからという説があります。
ただ、アメリカではイギリス女王に敬意を払い、「オス蜂=ドローン」と呼んだと言われています。
当時のドローンと言えば、現在の主流である「マルチコプター型(プロペラで飛行する)」とは異なます。
形状は、戦闘機そのままであり、いうなれば1/1スケールのラジコンでした!


ちなみに、今でもミサイルなどの射撃訓練の標的に、ドローンが利用されているようです。ちょっとかわいそうですね……。


ですが、こうした経緯があり、「無人航空機」=「ドローン」と呼ばれるようになりました。

3.ドローンの基礎知識:ドローンの歴史

さて、先ほどの話を踏まえると、ドローンは第二次世界大戦中にはすでに使用されていたのです!
ラジコン技術の延長ということだったのでしょうか?
意外にもドローンの歴史は古いことが分かります。

第二次世界大戦後も、軍事目的でのドローンの研究開発が進みました。
それは標的機としてだけではなく、偵察に利用するためでした。
しかし、当時の偵察用ドローンは実用的ではなかったそうです。
というのも、地上から操縦者がドローンを目視範囲内で遠隔操縦しなければいけなかったからです。
目視の外では、ドローンは自分の位置が分からないので、自動で移動・帰還する、といった機能を持たせることも不可能でした。


しかし、今では当たり前となったGPSによって、ドローン技術は一気に進化します。
ドローンが自身の位置を把握できる、このことがもたらした恩恵は大きいものでした。
操縦者の目視外でも自動操縦が可能になり、当時の偵察用ドローンの課題が解決されました。


GPSの登場で自動操縦が可能になったドローン。
そして今では、小型化・ローコスト化が進み、様々なシーンで活用されています!


ところで、現代のドローンはというと、このような「マルチコプター型」が主流ですよね

このドローン、「空飛ぶスマートフォン」と呼ばれています。
空から写真や動画を撮影できるけど、それじゃあカメラじゃないか?とお思いでしょうか?

なぜ「空飛ぶスマートフォン」と呼ばれているかというと、答えは簡単。
スマートフォンの技術を応用しているからです。
スマートフォンのバッテリーとして使われている、リチウムイオンポリマー二次電池は、軽量でありながら大容量です。そのおかげで、現在のドローンは小型化することができたのです!
また、ドローンの姿勢制御などに必要なセンサー類は、スマートフォンに使用されている小型半導体センサーを応用したものです。
そしてみなさんご存知、搭載したカメラで上空からの撮影が可能に。
wi-fiやBluetoothによって撮影した画像データを送信ができます。


そうした背景があって、「空飛ぶスマートフォン」と呼ばれているのです!

4.ドローンの基礎知識:ドローンってどうやって飛んでいる?

ドローンは法律上、「小型無人航空機」に分類されます。
昨今のドローン市場を見ていくと、最もポピュラーなドローンは、複数のプロペラで飛行する「マルチコプター」と呼ばれるものでしょう。
今回は、「マルチコプター」が飛ぶ原理を学んでいきましょう

まず、物質が飛ぶためには、揚力を発生させる必要があります。
揚力って何?という方にわかりやすく解説します。
飛行機の翼を思い浮かべてください。
飛行機が前に進むと、翼の上側の空気は早く流れ、下側の空気は遅く流れるようになっています。すると、翼の上側より下側の圧力が高くなり、上に押し上げられる「揚力」が発生します。


そしてドローンの羽根も、高速で回転することで飛行機の翼と同じ原理で「揚力」を発生させているのです!
そして飛行後は、4枚のプロペラの回転数を微調整して、自由自在に動きます。


マルチコプター型の特徴である、空中での静止。
これをホバリングと呼びます。
「止まっているだけなんだから、全然すごくないな」とお思いでしょうか?
飛行機はその場で静止することはできませんよね。
ドローンがその場に制止できなかったらどうなるでしょう。
写真撮影どころじゃないですね!
そういった背景もあり、ホバリングができる「マルチコプター」は産業で重宝されています。
このホバリングは、揚力と機体に加わる重力が釣り合うことで可能になります。


また、移動や旋回の際には、4つのプロペラの回転数を調整して移動を行うのです。
前に行くときには、進行方向のプロペラ2枚の回転数を落とす、後ろに行くときはその逆の制御をしているのです。


ドローン送受信機(コントローラー)のスティックを前に倒すという動きの中に、これほどの複雑な制御が関わってくるのですね。
そう考えると、ドローン送受信機での操作もある意味自動操縦かもしれません。

5.ドローンの基礎知識:DroneRoofer(ドローンルーファー)ってなんだ?

冒頭で、やねいろはスタッフもドローンのテスト飛行をした!と書きましたが、別に訓練を受けたドローンパイロットが在籍しているわけではないのです!
いえ、どちらかと言えばドローンに触ったこともない素人ばかりです!
なぜ私たちが操縦できたのかと言いますと、やねいろはスタッフが購入したドローンには、DroneRoofer(ドローンルーファー)と呼ばれる自動操縦機能がついているからなのです。
DroneRoofer(ドローンルーファー)ってなんだ?という方に向けて説明すると、
『ドローンの操作を劇的に簡単にしてくれるアプリ』です!

ドローン付属のドローン送受信機にタブレットを接続、アプリケーションを起動します。
すると、ドローンのカメラ映像がタブレット画面を通して、リアルタイムで見られるのです。
あとは、画面上の行きたいところをタップするだけで、ドローンを動かすことができます。
上昇や下降も、〇〇mと入力してやると、自動でその高度に到達します。
旋回や撮影もワンタッチなので、「誰でも簡単にドローンが操縦できる」アプリケーションです。
こちらを使って早速点検に行ってまいりました!

ちなみに、この時は2回目の使用でしたが、結構うまく撮影できていませんか?(笑)

6.ドローンの基礎知識:まとめ

いかがでしょうか。
私としても、「ドローン」という名前だけが先行していて、実際はどういうものなのか?
どうして飛んでいるのか?何がルーツなのか?が曖昧になっていました。
おそらくこれから、ドローンを使ったサービスが当たり前になる時代が来るでしょう。
時代に乗り遅れないためにも、いろいろな情報を仕入れて、正しくドローンを使っていきたいですね。

・参考:https://drone-aerial-corps.com/2016/07/02/post-212/
DRONE WALKERドローン専門メディア、なぜドローンは自由自在に飛行することができるの?飛行原理を紹介する(検索日:2018年11月19日)


・鈴木信二、(2017)、「ドローンが拓く未来の空 飛行の仕組みを知り安全に利用する」、株式会社化学同人


・参考:https://service.drone-roofer.com/
株式会社CLUE、ドローンによる屋根点検サービス「DroneRoofer(ドローンルーファー)」、(検索日:2018年11月19日)


 

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