ドローンの素人「ハヤシ」は
これって何よ？って思ってることを
少しずつクリアにしていきたいと
常々思っています。
「無人航空機の飛行の安全に関する教則」、
いつも頭を抱えて勉強していますが、
今回もがんばります！！
出典：国土交通省ホームページ（https://www.mlit.go.jp/common/001602108.pdf）
さあ、勉強！勉強！
回転翼航空機（マルチコプター）の
離発着時に特に注意すべき事項
〈離陸〉
コントローラー等によるスロットル操作で、翼が高速で回転することにより揚力が重力を上回ることで離陸します。重量1.5kgほどの機体を例にすると離陸直後から対地高度1メートル程度までの間は、回転翼から出る吹きおろしの気流が地面付近で滞留し、揚力が増す現象「地面効果」が起こりやすくなります。
〈ホバリング〉
離陸後、任意の対地高度で一定の高度と位置を継続的に維持することをホバリングといいます。ホバリング状態の機体は回転翼から発せられる揚力と、重力のバランスが保たれている状態を維持しています。回転翼航空機（マルチローター）が飛行時に高い安定性を確保するために方位センサーやGNSS受信機、気圧センサーが用いられています。緊急時にはセンサー類に頼らない手動操作によるホバリングも要求されます。
〈降下〉
機体を降下させるには、スロットル操作を徐々に弱め、揚力を減少させます。機体を垂直降下させる時に、吹きおろした空気が再び吸い込まれ、回転翼の上下で空気の再循環が発生し急激に揚力を失う現象「ボルテックス・リング・ステート」が発生します。降下の際は水平方向の移動を合わせて操作することで墜落防止対策となる。
〈着陸〉
降下を継続し着陸を行う際には、対地高度に応じて降下速度を減少させます。着地後にコントローラーでローターの回転を停止させます。
〈GNSSを使用しない操作〉
緊急時にはGNSS受信装置による機体位置推定機能を使用しない機体操作が求められます。
〈GNSSを使用しないホバリング〉
ホバリング中、GNSS受信機能を無効にすると、機体周辺の気流の影響で水平位置が不安定となるため、エレベーター操作（前後移動）またはエルロン操作（左右移動）により、水平位置を安定させホバリング飛行を維持します。
〈GNSSを使用しない着陸〉
エレベーター操作、エルロン操作により、ホバリングを安定させながら、スロットル操作により機体を降下させ着陸させます。機体を垂直降下させる時に発生する「ボルテックス・リング・ステート」や「地面効果」を抑制するために、細かくエレベーターまたはエルロン操作などを行いながら、機体を着地させ着陸を完成させます。
手動操縦・自動操縦の特徴とメリット
〈無人航空機の操縦方法（自動操縦と手動操縦）〉
無人航空機は優れた安定性と高い飛行性能から、人による手動操縦だけでなく、アプリケーションなどにより事前に設定した飛行経路を正確に飛行することが可能となっています。飛行自体は自動で行い、機体に付属している撮影用カメラなどのみ、人が操作するような複合的な操縦も行えます。
空中写真測定などによる飛行では測地エリアを指定するのみで自動的に飛行経路や撮影地点をプランニングする機能も備えられています。手動操縦は送信機のスティックにより機体の移動を命令して行います。操縦者の技量によって飛行の安定性に差が生じますが、操縦時量が向上すると自動操縦では実現できない複雑で変化に対応した機体操作が行えます。
〈手動操縦の特徴とメリット〉
無人航空機の安定飛行に必要なGNSS受信機やセンサーを用いた機体を、コントローラースティックで意図した方向に飛行させますが、その制御は全て人が行います。操縦者の習熟度によって飛行高度の微調整や回転半径や航行速度の調整、遠隔地での高精度な着陸など細かな操作が行えます。複雑な構造物の点検作業や耕作地の農薬散布、映画のような芸術性を要求される空撮などでは手動操縦による制御が求められます。
安定した飛行に使われているGNSS受信機やコンパス、気圧センサーなどが何らかの原因により機能不全に陥った時には手動操縦をによる危険回避が求められます。定められた航路を高精度に飛行するなど、高い再現性を求められる操縦には不向きです。
〈自動操縦の特徴とメリット〉
飛行を制御するアプリケーションソフトに搭載されている地図情報に、あらかじめ複数のウェイポイント（飛行時の通過点）を設定し、飛行経路を作成します。ウェイポイントは地図上の位置情報の設定だけでなく、機体の向きや高度、速度など詳細な設定が可能です。手動操縦と比較して、再現性の高い飛行を行うことができるため、経過観察が必要とされる用地や離島への輸送、生育状況を把握する耕作地などの飛行に利用されます。
自動操縦におけるヒューマンエラーの傾向
ウェイポイント設定時、飛行経路上の障害物等の確認不足によって衝突や墜落が発生することが想定されます。
リスク回避には、設定した飛行経路上の障害物等は事前の現地確認が必要です。
手動操縦におけるヒューマンエラーの傾向
手動操縦は無人航空機を精細に制御できる反面、経験の浅い操縦士が操作を行うと様々な要因で意図しない方向に飛行してしまう場合があります。これは操縦者の視線と回転翼航空機の正面方向が異なる場合に発生しやすく、さらに機体と操縦者との距離が離れると機体付近の障害物との距離差がつかみにくくなり接触しやすい状況になります。これらのリスク回避には、あらゆる方向に向けても確実に意図した方向や高度に制御できる訓練や、指定された距離での着陸訓練などが有効になります。
自動操縦と手動操縦の切り替えにおける操作上の注意と対応
自動操縦中、以下のような状況下で手動操作に切り替える場合があります。
①作業指示による手動操作
②何らかの原因で不安定な飛行と判断した場合
手動操縦に切り替えた後は、急な航行速度の低下や失速に備えた操作の準備や、障害物への接近を避けるための機体方向の確認、ホバリングしての機体の安定性や周囲の安全の確認などが必要になります。
緊急時には、離陸地点などに戻すことを前提とせず、
速やかに近くに安全な無人地帯へ不時着させます。
機体のフェールセーフ機能
送信電波や電源容量の減少などにより飛行が継続できない場合、または継続できないことが予想される場合は、飛行制御のアプリケーションのフェール機能により、自動帰還モードへ切り替わり、離陸地点へ飛行します。さらにバッテリー残量が極端に少ない場合などは、その場で自動着陸を試みます。フェールセーフ機能発動中にバッテリー残量不足等の飛行が継続できない、または予想される場合、機体は着陸動作に遷移し着陸を試みます。
事故発生時の運航者の行動
運航者は、事故発生時においては、直ちに無人航空機の飛行を中止するとともに、負傷者がいる場合には、第一にその負傷者を救護および緊急通報、事故等の状況に応じた警察への通報、火災が発生している場合の消防への通報など、危険を防止するための必要な措置を講じます。次に事故が発生した日時および場所等の必要事項を国土交通大臣に報告する必要があります。
【今回の学び】
自動操縦だから安心と
いうわけではない！
自動操縦と手動操縦も
それぞれにリスクがある。
緊急時に対応できる
技量を身につけて安全な運航を！
素人ハヤシは、このように
少しずつですが、頑張っております。
ではまた！次回の学び報告で。
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