ドローンはどうやって飛ぶの?プロペラの不思議な仕組みを小学生向けに解説

ドローンの仕組み IT・テクノロジー
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空を自由にスイスイと飛び回るドローンを見て、「どうしてあんなに上手に飛べるんだろう?」って不思議に思ったことはないかな?
実は、ドローンが空に浮かぶのには、プロペラの回し方に魔法のような秘密が隠されているんだよ。
今回は、ドローンのプロペラがどんな風に動いて空を飛んでいるのか、世界一わかりやすくお話ししていくね。
これを知れば、君もドローン博士になれるかもしれないよ!

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プロペラが風を押し下げて空に浮かぶ!

先生
先生
ドローンには4つのプロペラがついているよね。これが速く回ることで、空に浮かぶ力が生まれるんだよ。
だいち
だいち
扇風機みたいな感じかな?
先生
先生
その通り!扇風機は風を前に送るけど、ドローンはプロペラで風を地面に力いっぱい押し付けるんだ。

空気を下に強く押し出すと、その反対に「上に押し上げられる力」が生まれるんだよ。
これを「揚力(ようりょく)」と言って、この力がドローンの重さよりも強くなると、ふわっと浮き上がるんだ。
つまり、プロペラが一生懸命に空気を下に蹴飛ばしているから、ドローンは空にいられるんだね。

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なぜ体がクルクル回らずに安定しているの?

さくら
さくら
でも、プロペラが全部同じ方向に回ったら、ドローンの体も一緒にクルクル回っちゃわない?
先生
先生
さくらちゃん、いいところに気がついたね!実はプロペラの回る向きには工夫があるんだ。

ドローンの4つのプロペラは、全部同じ向きに回っているわけではないんだよ。
実は、右回りと左回りが2つずつセットになっていて、お互いの力を打ち消し合っているんだ。
もし全部が同じ向きに回ると、ドローンはその反対方向に回転しようとして、コマのように回ってしまうんだよ。
向きをバラバラにすることで、体が回らないようにバランスをとっているんだね。

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前に進んだり曲がったりする秘密の動き

だいち
だいち
上に浮かぶだけじゃなくて、前に進みたいときはどうしているの?
先生
先生
それはね、場所によってプロペラの回る速さを変えているんだよ。

例えば、前に進みたいときは、後ろ側にある2つのプロペラを前側よりも速く回転させるんだ。
そうすると、ドローンのお尻が持ち上がって、体が少し前に傾くよね?
斜め後ろに風が吹き出すことで、ドローンは前に向かって進むことができるんだよ。
右に行きたいときは左側を強く、左に行きたいときは右側を強く回すことで、自由自在に方向を変えられるんだね。

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ピタッと空中で止まれるのは「脳みそ」のおかげ

さくら
さくら
風が吹いても、同じ場所でピタッと止まっているドローンを見たことがあるよ!
先生
先生
それは「ホバリング」っていう技だね。ドローンの中にある小さなコンピューターが頑張っているんだよ。

ドローンの中には、自分の傾きや高さを感じる特別なセンサーが入っているんだ。
そのセンサーからの情報を元に、コンピューターが1秒間に何百回もプロペラの速さを計算して調節しているんだよ。
風でちょっと右に流されそうになったら、すぐに右側のプロペラを強くして押し戻す、なんてことを自動でやっているんだ。
ドローンは、プロペラという「羽」と、コンピューターという賢い「脳みそ」が合体して飛んでいるんだね。

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まとめ

ドローンが飛ぶ仕組みについて、大切なポイントをまとめるよ!

  • プロペラが空気を下に押し出す力(揚力)を使って、空に浮かび上がっている。
  • 右回りと左回りのプロペラを組み合わせることで、体が勝手に回転するのを防いでいる。
  • プロペラの回る速さを場所ごとに細かく変えることで、前後左右に動いている。
  • 中にあるコンピューターが常に計算しているから、風があっても同じ場所で止まっていられる。

ドローンの仕組みは、とっても理にかなった面白い作りになっているんだね。
今度ドローンを見かけたら、プロペラがどんな風に動いているか、ぜひ観察してみてね!