「ドローンの資格、何を取っていいのかわからない」「規制がわからなくてどこで飛ばしていいかわからない」と、迷ってるのならとにかくドローン検定3級を取ってしまいましょう。ドローンインストラクターを目指し検定3級を取得して野外飛行を楽しんでいる私が、ドローン検定3級の「機体にかかる力＆気象と風」についてお伝えします。ドローン検定3級の資格取得のお手伝いができればうれしく思います。
無人航空従事者試験３級４級標準テキストをお持ちの方は一緒に
目次
機体にかかる力
機体にかかる4つの力
・機体を前進させようとする力 ・・・ 【推力】（すいりょく）
エレベーターにより進行方向への推力を「スラスト」
・その推力を妨げようとする力 ・・・ 【抗力】（こうりょく）
翼や機体に空気が当たる抗力を「空気抵抗」
※飛行機が着陸する際にエンジンを逆噴射(スラストリバーサー)させ、大きな抗力を作り出し、短い走 路で停止させます。
・機体を持ち上げようとする力 ・・・ 【揚力】（ようりょく）
底面が平らでかまぼこのようになっている翼を高速で回転させることにより、翼の底部より上部を流れる空気の方が早くなります。この時に翼を上に引寄せる力が揚力です。翼の枚数・大きさ・回転の速さで揚力の大きさは変化します。
・機体が地球に引寄せられる力 ・・・ 【重力】（じゅうりょく）
失速
翼のピッチ(角度)がある一定限度「臨界迎え角」を超え機体が揚力を失う。この状態を「失速」「ストール」と呼びます。
ドローンは翼の角度が
変わらないから
機体が傾きすぎると
失速するということですね。
飛行機は、速度が低くなりすぎると揚力が小さくなり失速するのに対してドローン・ヘリコプターの場合 速度を上げると機体の角度が変化し揚力を保てなくなります。それにより失速します。
部品にかかる力とフェイルセーフ
機体にかかる様々な力を機体それぞれの部品が受け止めているこの力を「応力」と呼ぶ。この応力によって1つ部品が壊れても、飛行に影響が出ないように、組み合わせることを「フェイルセーフ構造」と呼びます。
レダンダント構造
複数以上の部材で荷重(役割)を分担する。1つの部材が壊れてもそのほかの部材で壊れた部材の荷重を分担する。
ダブル構造
一つの大きな部材を小さな結合した２つの部材に代え、同等またはそれ以上の強度を持たせること。
バックアップ構造
部材が破損した場合、その予備部材が代わって荷重を受け持つ構造。PCデータ管理として聞きなれているバックアップと同じ意味ですね。
ロードドロップ構造
構造の一部が壊れるとその荷重はかからないようにする構造
ここはテキストの絵で覚えて(;^_^A
気象と風
風速と風向
風・・・・・地球上に起こる大気の流れ
風速・・・・風の速さ
風速の単位・【ｍ/ｓ】（メートル毎秒）または【ｋｔ】（ノット）で表します。
風向・・・・風の吹く向き。風が吹いてくる方角。
飛行機は向かい風の時により大きな揚力を得ることができるので、南風なら南に向かって離陸することが最適です。
吹いてくる風を顔面に浴びた時に
向いている方角をそのまま〇風と呼びましょう
３級の試験範囲ではありませんが、ドローンは風速５ｍ/ｓ以上では基本的に飛行禁止です。「２００ｇ以上」のドローンへの適用禁止事項なのですが、「２００ｇ以下」軽い機体はあっという間にどっかに行ってしまいますので、やめときましょう。
自然が作り出す上下に吹く風
上昇気流・・・・上向きの風。風が山や建物に当たり上向きの風になり上昇気流になる。
下降気流・・・・下向きの風。風が山や建物を超えた後に下向きの風になり下降気流になる。
ドローンは上昇気流に弱いので、細心の注意が必要になります。飛行機は下降気流に弱く局所的に発生した下降気流によって事故が起こることもあるようです。この局所的な下降気流を「エアポケット」と呼びます。
対流
また、空気は暖められると軽くなる性質があります。日照りのいい日は、地面が暖められその表面の空気が暖められて上に向かって移動します。このような温度の変化で空気が移動することを「対流」と呼びます。
対流によって発生した上昇気流は積乱雲を作り出します。つまり積乱雲のある所には上昇気流があるということです。
摩擦層
地表から１０００～２０００ｍの高さのことを「摩擦層」地表などの影響により場所によって風速が異なります。しかも高度が上がるにつれて風速は早くなっていきます。ドローンを飛行させるときは、十分に考慮する必要があります。
海上は地上よりも凹凸がないので
風速が早くなる場合があるって、
気を付けないと！
その他の風
ドローンにかかる風には気象によるもののほかにドローン本体が生み出す風があります。ドローンのブレードが生み出す下向きの強烈な風を「ダウンウォッシュ」と呼びます。この強烈な風に耐えうる場所を離発着場所に選ぶ必要があります。離発着を想定した場所を「へリポート」と呼びます。
葉っぱや砂などが舞い上がる場所や
斜面では離発着は無理ですね。
ドローンを降下させるとき降下による風が下から上に向かい起こります。同時にブレードから下向きの風が起こっています。この時ブレードの風の方が強いので降下による風が下向きに代わり気流が乱れます。この乱れた気流を「ボルテックスリング」と呼びます。
ボルテックス・・・エネルギーによる渦巻き
リング・・・輪
渦巻きの輪！！
この気流が起こり機体が振動し揚力を失い制御が難しくなります。この状態を「セットリングウィズパワー」と呼び大変危険な状態です。回避策としては、機体が振動する兆候が見えたときに風上へ前進加速することでボルテックスリングから逃げ出すことができる。固定翼のドローンには風上へ前進するしか有効な回避策がない。
地面効果
ドローンが地面近くを飛行したときにダウンウォッシュにより機体と地面の間の空気が圧縮し揚力が増す現象を「地面効果」と呼びます。翼から下に向かう風が跳ね返り機体を押し上げるイメージでいいと思います。このことから地面近くでは少ない動力で十分な揚力が得られることができる。逆に着陸時には接地が遅れることが起きる。
着陸時には十分注意しましょう。
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