ショーのあと、子どもたちからいちばん多く聞かれるのが「どうしてドローンは飛べるの？」という質問です。じつはドローンの飛ぶしくみは、身の回りの理科とつながっています。この記事では、ドローン博士がそのしくみをやさしく解説します。
プロペラは「空気を下に押している」
ドローンが浮くいちばんの理由は、プロペラが回って空気を下に押し出していることです。空気を下へ押すと、その反対の向きに「押し返す力」がはたらきます。この力でドローンは上へ持ち上げられます。
プールで水を手で下に押すと、体がふわっと浮きあがる感じがしますよね。ドローンのプロペラは、それを空気でとても速くくり返しているイメージです。
- プロペラが速く回る → 空気をたくさん押す → 上に上がる
- プロペラがゆっくり回る → 押す力が弱まる → 下に下がる
- ちょうどつり合う速さ → その場で止まって浮く（ホバリング）
4つのプロペラは「回る向き」がちがう
多くのドローンにはプロペラが4つついています。よく見ると、となり合うプロペラは反対向きに回っています。もし全部が同じ向きに回ると、その反動で機体がくるくると回ってしまうからです。2つは右回り、2つは左回りにすることで、回ろうとする力を打ち消し合い、まっすぐ安定して浮くことができます。
ショーでは、片方の向きのプロペラだけを少し速く回すと、ドローンがその場でくるっと向きを変える様子をお見せすることがあります。「回る力のつり合い」が目で見てわかる、子どもたちに人気の場面です。
前後左右に動くしくみ
ドローンにはハンドルもタイヤもありません。それでも前に進めるのは、プロペラの回る速さを少しずつ変えて、機体をかたむけているからです。
前に進むとき
後ろ側のプロペラを少し速く回すと、機体が前のめりにかたむきます。すると空気を押す力がななめ後ろ向きになり、そのぶん前に進みます。
横に動くとき
同じように、右側と左側のプロペラの速さを変えると、機体が横にかたむいて左右へ動きます。かたむける量を細かく調整することで、ゆっくり動いたり、すばやく動いたりできます。
ふらふらしないのは「センサー」のおかげ
ドローンの中には、かたむきや動きを感じとるセンサーが入っています。スマートフォンを横にすると画面が回るのと同じような部品です。ドローンはこのセンサーの情報を1秒間に何度も読みとり、「少し右にかたむいたから左のプロペラを強くしよう」と、自動で細かく調整しています。
人が操縦しているときも、じつはドローン自身がずっとバランスをとり続けているのです。プログラミングでドローンを動かす体験では、この「命令を受けて、自分で調整しながら動く」というコンピューターの考え方にもふれることができます。
おうちや教室でできる「飛ぶしくみ」の観察
ドローンがなくても、飛ぶしくみに近いことは身近なもので観察できます。
- 竹とんぼを飛ばして、回る向きと浮き方を観察する
- うちわで床の紙をあおぎ、空気が「押す力」を持っていることを確かめる
- 紙で作ったプロペラを鉛筆にさして回し、風の向きを手で感じる
「なぜだろう？」と思ったことを実際に試してみるのが、理科のいちばんの楽しさです。
ドローン博士のショーで「しくみ」を体験しよう
ドローン博士のドローンショーは、ドローンが飛ぶ様子をただ見るだけではなく、「なぜ飛べるの？」「どうやって動くの？」を実験仕立てで紹介するパフォーマンスです。室内でも楽しめる演出なので、体育館・ホール・教室などでも実施できます。
会場の広さや人数、時間に合わせて、ステージショー・参加型の実験・プログラミング体験を組み合わせてご提案します。学校の理科やプログラミング学習のきっかけづくりにもぴったりです。お見積りは無料ですので、お気軽にご相談ください。