2008年3月から趣味で始めたラジコンヘリ＆飛行機の練習記録でしたが、
最近は視力が悪くなってあまり飛ばしていません（泣）
ドローン空撮や電動自転車でのサイクリングが多くなっています。
ご意見、ご感想をお待ちしてます♪
| 「磐田ラジコンクラブ」会員募集中です！ 一緒に楽しく遊びましょ♪ [飛行場の地図] |
|||
空に夢中（ラジコン、ドローン、電動自転車など）
|
ドローンの動力用バッテリーはLiPo（リチウムポリマー）を使っています。
その理由は、LiPoは他のバッテリーに比べて軽量で、何よりも放電能力が高いからです。 LiPoを含めてほとんどのバッテリーは、使用時の外気温によって放電能力が大きく変わります。 基本的なことなのですが、以前はそれすら知らない多くの初心者パイロットが冬場に電圧ドロップで墜落させました。 その後DJIのドローンでは、バッテリー温度（温度センサー部）が５℃以下ではモーターを起動できない仕様になっています。 ６℃以上になると起動はできますが、離陸しようとしてもすぐにモーターが止まってしまうことがあります。 この６℃以上でのモーター自動停止機能は、バッテリーの温度ではなく離陸時の電圧を読み取っている様です。 およそ１０℃くらいになると離陸可能になりますが、GOアプリは低温警告を発します。 （警告が出たままでも飛行はできます） １５℃以上になると警告も出なくなり、通常フライトが可能になります。 従って、DJIドローンのパイロットは、飛行前にバッテリーが１５℃以上になるまで温めなくてはいけません。 しかし、LiPoの性能を考えた場合、１５℃ではまだ足りません。 １５℃程度で離陸した後ですぐに急上昇するなど、荒い操縦をすると一気に電圧ドロップを起こして墜落する可能性があるからです。 シングルヘリや飛行機でLiPoを使ったことがある人は経験上分かっていますが、バッテリー温度が３０℃以下の場合は放電能力（パワー）が極端に落ちます。 つまり、LiPo本来の放電性能を引き出すためには、最低でも４０℃くらいは必要だということになります。 ただ、ドローンはシングルヘリとは違い、通常飛行時におけるモーターの要求電力はかなり低くなっています。 ゆっくりと上昇して移動しながらの空撮程度なら１５℃以上であればまったく問題はありません。 では、一般的なDJIドローンでは飛行前に何度まで温めれば良いのか？ この点について勘違いしている人が多いのですが、むやみに温めれば良いという訳ではありません！ 例えば、冬の室内（２５℃くらい）で満充電したLiPoを飛行前に４０℃まで温めて保管していたらどうなるのか？ どんなバッテリーでも同じですが、温度が高くなった場合には見掛け上の放電可能容量が増えます。 温度上昇によって各セルの電圧がわずかに上昇するからです。 特に、厳密に満充電の電圧が決められているLiPoは、決められた電圧を超えると一気に劣化します。 LiPo（リチウム系）に限っては、満充電した時の気温を超えた環境で保管してはいけないのです。 もし４０℃まで温めてから離陸したいのであれば、充電する環境も４０℃近くにしなければいけません。 または、離陸直前の数分の間（短時間）に４０℃まで温めるしかありません。 一般的には、わざわざそんなことはしないですね。 であれば、LiPoを温める際の目標温度は、充電した時の２５℃程度が妥当だということになります。 シングルヘリ等では、LiPoの劣化を覚悟してでもパワーを追及することを優先して、４０℃くらいまで温めることはありました。 でも、絶対に落としてはいけないドローンでは、バッテリーの劣化防止を最優先すべきなので、パワーを追及することはナンセンスです。 バッテリーを車のデフロスターで簡易的に温める人がいますが、LiPoを急激に温めた場合、各セル間での温度差が大きくなり危険です。 バッテリーの温度センサー部が１５℃以上になっていても、内部のすべてのセルが１５℃以上になっていないことも考えられるからです。 １セルでも温度が低ければ、そのセルだけに負荷が集中して劣化を早めるし、最悪は電圧ドロップにより墜落してしまいます。 また、直接温風を当てると単一のセルだけが高温になる可能性もあります。 LiPoを温める場合、車の中なら直接温風が当たらない場所に置いて、ゆっくりと時間を掛けて全体を均一に温める必要があります。 寒冷地においては、ヒーター内臓の冷温庫を使うのも良いのですが、温め過ぎには極力注意しなければなりません。 車から離れた場所で離陸して飛行する場合は、クーラーボックスにホッカイロとバッテリーを入れて移動するのが安価で最良だと思います。 極寒地でもなければ、通常、飛行しながらバッテリーの温度は少しずつ上昇します。 バッテリーの劣化を抑えたいのであれば、２０℃〜３０℃程度まで温めれば十分だと思います。 ただ、LiPoの放電特性は４０℃〜５０℃くらいがピークになるので、温めたバッテリーであっても適正放電温度にはなっていないことを忘れない様にしましょう。 冬場は、離陸後の急上昇は絶対にダメですｗｗ
「飛行中のバッテリー温度は５０℃以上まで上昇するのに、飛行前にはどうして温め過ぎてはいけないのか？」
先の投稿について質問があったので回答します。 LiPoの温度管理については何度も書いていますが、本当に重要なのは「温度」ではなく「電圧」なのです。 LiPoは満充電時の限界電圧が、4.20V（HV仕様では4.25V）と厳密に決まっています。 LiPoを充電する際には各セルの電圧をモニターリングしながら、すべてのセルが均一に4.20Vになる様にしなければいけません。 そのために、LiPoを含めたリチウム系バッテリーの充電器にはセルバランス回路が内蔵されている訳です。 夏場の飛行時にはバッテリーの温度がかなり上昇することがありますが、LiPoの特性上は６０℃くらいまでなら大きな問題はありません。 ６０℃を超えると劣化を促進するため注意が必要です。 ここでの観点は、飛行中に温度が急激に上昇したとしても、離陸した時点で負荷が掛かり、すでに電圧は幾分下がっているということです。 負荷による電圧降下分と温度上昇による電圧上昇分を加算した場合、電圧降下分の方がはるかに大きいため、飛行中の温度上昇は問題とはなりません。 一方、満充電後の保管中は無負荷であり、温度上昇による電圧上昇はそのまま効いてしまいます。 LiPoの温度管理だけを考えるなら、保管時は０℃〜４０℃くらい、飛行時は１５℃〜６０℃くらいは大丈夫でしょう。 しかし、電圧の点から考えた場合は、3.20V〜4.20Vの範囲を厳密に守らなくてはいけません。 温度に関しては「〜くらい」なのですが、電圧に関しては「厳守」ということが重要です。 先に書いた「温め過ぎに注意！」の意味は、「満充電後に負荷を掛けない状態で充電時よりも温度を上げてはいけない」ということです。 蛇足ですが、面倒を承知の上でパンチのあるフライトを希望するのであれば、４０℃近くまでまで暖房した環境で満充電し、飛行前にも４０℃近くまで温めて離陸すれば良いでしょうｗｗ さらに「バッテリーの劣化をまったく気にしない」のであれば、通常の室温で満充電し、飛行前に４０℃まで温めて離陸しても良いことになります。 |
|
12/11（月）にスカイウォークに行ったら、たまたま公演してました♪
公演時間は３０分くらいなので、ほとんどを早送りして７分に縮めましたｗ とても楽しい金太郎くんの芸でした！ ぜひ、どこかで本物を見て下さい！！ https://youtu.be/tvI7HwASOv4 |
|
12/11（月曜日）レイブプロジェクト主催の忘年会に参加しました。
合わせて、プロパイロット検定やDJIの体験会も開催される大イベントでした。 僕は、体育館でプロパイロット検定会を見学した後、多目的広場に移動して、体験会の前に１回だけ飛ばしました。 広場は樹木に囲われているので地上は穏やか（といっても４m/sくらい）なのですが、高度５mから上空は突風ありの強風でした！ それでも、綺麗な富士山を撮りたくて頑張ってトライしてみました。 が、ホテルのてっぺんを過ぎた途端に風速２３m/sの強風！！！ ＧＰＳホバリングでも流されそうになったので、ビビりながらすぐに下ろしましたｗｗ 結局、ホテルの全周を撮ることはできず、ドキドキしながらの１フライトでした。 着陸時に写っている人たちは、DJI-JAPANの皆さんです。 体験会ではお世話になりました♪ https://youtu.be/lDg5Duv9P64 |
 国交省より、来年分の許可承認を頂きました。全国、一年間の包括ですが、例によってイベントは個別申請となりました。 よそで事故が起きると、みんながとばっちりを受けます（＞＜） |
 （長文ですｗ テスト動画も見て下さい♪）どんなに優れたパイロットがいくら適正なメンテナンスをやっていたとしても、いつか必ず落ちるのが空モノラジコンです。 現在のドローンはラジコンと同類なので、同じくいつかは必ず落ちます。 では、落ちた時に事故とならない様にするにはどうすればいよいのか？ （ここでは単に墜落し自損しただけの場合は事故と呼ばず、第三者に対しての物損や人身障害を与えた場合にのみ事故と定義しています） 一般的に、まず考えられる物は「プロペラガード」です。 プロペラガードは、ドローンが空撮に利用され始めた当初から存在していましたが、その有効性について自分自身で検証した結果は「ノー」でした。 プロペラガードは低速移動中において、高速回転するプロペラの壁や人などへの直接接触を避ける目的としては問題ありません。 特に屋内飛行時のプロペラの保護や人の安全確保等、限定された飛行環境と飛ばし方に対してはかなり効果があります。 しかし、ある程度の速度が出ている時の衝突や墜落時には、プロペラガードそのものが破損してしまうためまったく役に立ちません。 しかもプロペラガードはプロペラ回転半径の外側に設ける必要があり、重量＆揚力バランスの問題からドローン自身の自律安定性や空力特性を損ないます。 当然、風等による外乱には弱くなり、高速移動時の挙動にも耐えることができません。 プロペラガードに対する考え方は人それぞれであり、それらの考え方を否定はしませんが、上述の通り、通常の屋外飛行において僕の答えは「ノー」です。 主な理由は、ドローンが墜落した際のほんのわずかな安全性向上よりも、墜落する原因となりうる飛行特性の悪化の方が怖いし、より重要視すべきだと思うからです。 次に、パラシュートについてですが、僕は初代Phantomで空撮を始めた頃からずっと興味がありました。 真っ先に思いついたのが、モデルロケット用のパラシュートです。 モデルロケットは、発射後に目標高度や位置を達成した後、自由落下させて回収します。 その際の安全確保策としてパラシュートは必須だったため、かなり昔から様々なタイプの物が存在していました。 僕はドローンを始めた当初、サーボを利用した開傘用のギミックを搭載して手動で操作することを考えていました。 しかし実際に飛ばしている状況を考えると、緊急時にさらに別の操作をすることは難しく、また、ギミックそのものがデッドウェイトになってしまいます。 他にもなかなか良い案を見つけることができないままでいたところ、一昨年くらいに「North UAV」と言うメーカーからPhantom用の小型開傘システムが発売されました。 そのシステムが「Mayday Board」です。 「Mayday Board」は6軸のジャイロセンサーを搭載しており、機体の姿勢角度が設定域を超えしかも設定された加速度で落下を始めると開傘動作をする仕組になっています。 ドローンの自動開傘システムのセッティングにおいて、一番難しいのが通常飛行時に誤作動して開傘してしまわないことです。 「Mayday Board」には開傘用のサーボが作動してもパラシュートを射出しない様に、ロックピンが付属しています。 まず最初に、ロックピンを刺した状態で、普通よりも少し激しいパターンで飛行を行ない、開傘システムが誤作動しないかの確認をしました。 この時の動画がこれです。 1年半以上前の動画ですが、ぜひコメントも読んで下さい。 1stテスト https://youtu.be/D3mIYFwtpMw 2ndテスト https://youtu.be/cEQsuIxtrmI 2回のテスト結果から、ドローンの墜落時における落下速度をある程度緩和する目的は十分にクリアできることが分かりました。 特に、20ｍからの墜落で破損するPhantomが60ｍから落下しても全く無傷だったことを考えると、機体に搭載した高価なカメラ等を保護することも可能だと思います。 しかし、実際に開傘できる高度は最低でも50ｍくらいが必要です。 また、人への直撃でも怪我をさせないくらいの落下速度を想定すると、今回のテストに用いた物よりもさらに大きなパラシュートが必要になります。 パラシュートが大きくなれば、開傘までの必要高度はさらに高くなります。 そしてもうひとつ問題となるのは、開傘して落下中に風に流された場合に、パイロットが落ちる場所を制御できないことです。 機体にトラブルが発生した時に自損ではなく事故を防ぐためには、どこに落ちるか分からないパラシュートを使うよりも、即時にモーターを停止させて真下に落下させる方が安全な場合もあります。 もっともっと改良すれば有効だと思われるパラシュートですが、現状のシステムでは十分な安全対策とは言えません。 ある大学の講師であるＴ氏は「パラグライダー」タイプのパラシュートを開発しました。 僕は開発されたシステムの詳細を知りませんので、以下は一般論で書きます。 パラグライダータイプは通常のパラシュートと違い、サーボ等によって進行方向をコントロールすることが可能です。 さらに、地上付近まで到達した時にフレアを掛けて地面への衝突速度を抑えることも可能です。 ただし、これらのメリットはパイロットが落下する機体を目視できることが前提であり、従来のラジコン操縦にも長けていなければなりません。 専用のFPVカメラをセットするなどして、目視できない場所でもコントロールできる様に改良することもできますが、サーボを含めた搭載機器の重量が大きなデメリットとなります。 そして、開傘できる高度の制約は通常のパラシュートと変わらないため、それなりの大型機で飛行高度等の限定された飛行条件を想定した場合についてのみ搭載する方向で開発が進むかもしれません。 では、小型機や低空からの墜落にはどうすれば良いのか。 まだまだ、夢物語ですが・・・ 圧縮ヘリウムボンベを搭載したバルーン方式や、膨張ガスまたは落下時の風圧を利用して膨らませるエアバック方式が考えられます。 これらの夢については、当然ですが、ボンベ等の小型化、軽量化が達成されないと実現できませんし、空力等、搭載する方法にも工夫が必要です。 後付けではなく、機体設計時にオールインワン化して組み込むことがベストだと思います。 実機の飛行機やヘリにはパイロットや搭乗者だけを安全に着陸させるためのパラシュートは存在しますが、重量の問題から機体全体を支持する様なパラシュートは存在しません。 従って、絶対に墜落させないことを前提とした設計基準や整備基準によって運用されています。 ドローンの場合は実機ほどの設計及び整備基準はありませんので、システム上いつ落ちても仕方がないと言えます。 しかし、大型機と言っても実機に比べたらはるかに軽量なドローンには、何らかの落下速度緩和システムが搭載可能であることも事実です。 実際に飛行させているだけのユーザーにはできるレベルのことではないので、ぜひ、大学や大手企業による開発＆商品化を望みたいところです。 |
- Joyful Note -
- Antispam Version -