頭の上からトンという音が聞こえてきたことがあると思います。以前であれば、この音を飛行機やヘリコプターと認識するのは簡単でした。しかし、ドローンが普及してきているので、ドローンだと思ってしまうかもしれません。私は数年前からドローンを飛ばしています。今回は、ヘリコプターとドローンの違いを簡単に見分けるために、ノイズの質感や品質の違いをご紹介します。
ヘリコプターとドローンの違いを見分けるために、ノイズの質感や品質の違いをご紹介します。
ドローンとヘリコプターの音は大きく異なります。ドローンはヘリコプターよりも静かで、主な音はプロペラが空気を切り裂くことによるものです。ヘリコプターはガソリンエンジンを使用しており、その重量のために空力的な音が大きくなります。
ヘリコプターの音量が大きくなるのは、エンジンがローターを動かしていることと、ローターブレードが空気中を高速で回転する際に発生する空気力学的な渦によるものです。
頭の上を何が飛んでいるのかを簡単に見分けるために、ドローンとヘリコプターの音の原因を見てみましょう。
音の違いについて
ドローンの音とヘリコプターの音は、多くの要素で区別されています。この音の違いは、主に機体の大きさによるものです。それぞれが空中にとどまるために必要な空気の量が大きく異なるのです。
この気圧の変化の早さと渦の発生が、ドローンとヘリコプターの特徴的なサインにつながっています。
ここでは、ドローンとヘリコプターの特徴的な音の原因を見てみましょう。
ドローンの音の原因とは
ドローンは電気で動いています。
ドローンは電気で動いているので、ほとんど音のしないエネルギーです。ドローンの音が大きいのは、プロペラが空気中を素早く動くからです。
プロペラが空気を切り裂くことで、プロペラの周りの空気が振動し、それが大きな音や騒音の原因となります。
プロペラは円を描くように空気を切り裂くため、同じ部分を何度も切り裂くことになり、音程が発生します。プロペラの回転が速ければ速いほど、ピッチは高くなります。私はDJIのMavic airを使用していますが、プロペラが小さい分、回転数が増えるので、まるで蜂の大群のような音がします。
ホバリング中にドローンのプロペラが大きな音を出す主な理由は以下の通りです。
- プロペラの回転数 – 上で説明したように、プロペラが空気中を素早く回転すると、より高い周波数が発生します。ドローンが高い回転周波数を必要とすることについて、できることはあまりありません。それが空中に浮いている状態です。
- プロペラブレードが腕の上を通過する – ドローンが高い音を出す主な理由の1つは、プロペラブレードがドローンの体の外に出している腕の上を通過しなければならないことです。プロペラ翼が腕の上を通過すると、一時的に高圧系が発生し、機体の下で圧力が発生しなくなります。
- ドローンのサイズ-重量によって、ホバリングに必要な下向きの推力を発生させるためにプロペラが消費する速度が決まります。重いドローンを購入する場合は、プロペラの回転が速くなり、音も大きくなります。
- プロペラの長さ、ピッチ、深さ – 大きいプロペラは回転中に多くの空気を置換するため、より多くの推力を生み出し、ドローンを空中に維持するために必要な回転数は少なくて済みます。また、プロペラの角度（ピッチ）によっても音が変化します
これらすべての要素が、ドローンの音を決定する上で重要な役割を果たしています。
ヘリコプターの音の原因
ヘリコプターの主な音は、プロペラによって作られています。
ヘリコプターの音は主にプロペラから発生しますが、ヘリコプターの大きさや、大きな質量を空中に維持するために必要な上向きの推力のため、プロペラの方がはるかに大きな音を出します。
ヘリコプターから聞こえてくる音のほとんどは空力的な音です。この騒音は、メインローターのブレードが空気を上方に引き上げる際に、ブレードの上にかかる圧力が減少することで発生します。この空気の上向きの動きは、渦を作ります。翼端の渦は下に向かっており、この渦に他の回転翼が接触すると、ヘリコプター特有の音である「ドンドン」という音が発生するのです。
ブレードとブレードチップから発生する主な渦は次のとおりです。
- ブレードの渦 – メインローターの各ブレードの背面から発生する渦で、ブレードの渦の相互作用を生み出します。渦はブレードの全長に沿って作られるため、次のブレードが回転する際にその経路に渦の壁ができます。
- 翼端渦とは、メインローターの各ブレードの一番先端付近にできる渦のことです。湿度の高い空気の中をヘリコプターが飛行すると、この渦を見ることができます。この先端の渦は、後続のブレードによって遮断され、テールローターにも影響を与えます。ヘリコプターのメインローターブレードが長い場合、ブレードの先端が音速に達し始めることがあります。前進するブレードの先端は、音の壁を通過した後に大きなスナップ音を発生させ、ヘリコプター特有の音の原因となります
最後に、ヘリコプターのエンジンは、ドローンの電子駆動システムに比べて非常に大きな音がします。ピストンエンジンはあまり大きな音を出さないので、音を小さくするためにマフラーを利用することが多いです。
ガスタービンエンジンは非常に大きな音で、騒音レベルは100dBにも達し、永久的な聴覚障害を引き起こす可能性があります。
ヘリコプターのエンジンは、吸気口、パワータービン、排気口からほとんどの騒音が発生します。
ヘリコプターの騒音についてもっと知りたい方は、以下のYouTube動画をご覧ください。子供向けですが、渦の問題をとてもわかりやすく説明しています。
ドローンの音とヘリコプターの音の見分け方
頭上から音が聞こえてきたら、それがドローンなのかヘリコプターなのかを判断するための音の性質を紹介します。近くにいるドローンが、遠くにいるヘリコプターのように聞こえることがあります。これらの特性を聞き分けて、どちらの音なのかを判断してください。
距離
ヘリコプターの音は、ドローンゾーンよりもはるかに遠くまで届きます。
ヘリコプターの音は、ドローンゾーンよりもはるかに遠くまで届きます。渦や気圧によって作られる低い音の響きが、はるかに遠くまで届くのです。
ヘリコプターを見る前に音が聞こえてくることがよくありますし、真上を通過すると音が大きくなります。
高音は空気中ではあまり伝わらないので、ドローンの真下でかき鳴らされていない場合や、遠く離れている場合は、ドローンの音は非常に聞き取りにくいということです。
ドローンは、蜂の群れや低いハムのように聞こえることが多く、ヘリコプターのような特徴的な鼓動感はありません。
ピッチ
音の低さや高さは、ヘリコプターやドローンのブレードが空気を切り裂く周波数によって決まります。
小型のドローンでは、飛行に必要な上向きの推進力を得るために、ブレードの回転速度を2段階に分けています。
ドローンの小さなブレードは、飛行に必要な上向きの推進力を得るために、より速く回転させる必要があります。しかし、音速以上のブラケットからあるポイントを過ぎると、ヘリコプターのブレードは、追従するブレードの渦とブレードの相互作用により、スナップ音が発生します。
一貫性
ドローンは、飛行中に音が大きく変化する傾向があります。ドローンの音の高さや質の変化は、ドローンのモーターの素早い動きや急激な立ち上げによるものです。ドローンは空中を移動するために、モーターの出力量を変化させています。
ヘリコプター。
一方、ヘリコプターは、より安定した音を出すことができます。静止している観察者の視点で変化するのは、音の大きさだけです。ヘリコプターは、巡航中にローターの速度を大きく変化させることはほとんどありません。
よくある質問
ここでは、ドローンの飛行と騒音に関するよくある質問をご紹介します。ドローンをより静かにする方法を知りたい方は、私の別の記事（ここをクリック）をご覧ください。
ドローンが飛んでいる音は聞こえるのか
ドローンの音は、あなたのいる場所から数百メートル以内であれば聞こえます。この距離は、ドローンがあなたの真上を飛行している場合は延長されます。
DJI Mavic airを飛ばしていると、真上にいるにもかかわらずドローンを見失うことがよくあります。私の場合、DJI Mavic airを飛ばしていると、視界に入っていても見失うことがあります。ドローンが私の位置から約200m以上離れてしまうと、音だけでは特定できなくなってしまうのです。
ドローンの音が特に聞き取りやすいのは、加速や方向転換を素早く行っているときです。
ドローンが特に聞き取りやすいのは、急な加速や方向転換をしているときで、モーターが素早く回転することで、ドローン特有の移動音が発生し、遠くからでも聞き取りやすくなります。
ドローンはどんな音がするのか
ドローンは、蜂の群れのような音から、低周波の音まで、さまざまな音を出します。ドローンの音の種類は、プロペラの大きさやドローンの大きさによって異なります。
ゆっくり回転する大きなプロペラは、小さなプロペラを持つ小さなドローンよりも低周波の騒音を発生させます。
最後に
今回は、ドローンとヘリコプターの音の違いについて調べてみました。ドローンは特に軽いため、ヘリコプターよりも音が小さくなります。ヘリコプターは、空中にとどまるために多くの空気を移動させ、変位させる必要があります。そのために必要な力で渦が発生し、その渦とヘリコプターのブレードが相互に作用することで、独特の「ドスン」という音が発生するのです。