ドローンのバッテリーが切れるとどうなるのか？

多くのドローンパイロットに共通する恐怖、それは飛行中のバッテリー切れです。ドローンのバッテリーが切れるとどうなるのでしょうか？単に空から落ちてくるのでしょうか？自動で着陸するのでしょうか？それとも、バッテリー切れの際にドローンがダメージを受けないようにするために、ソフトウェアやハードウェアの面で何か別の工夫がされているのでしょうか？この記事では、バッテリー切れの際にさまざまな種類のドローンに何が起こるのか、また、このような不幸な状況に陥らないようにするためのヒントを見てみましょう。

ドローンのバッテリーが切れると、2つのことが起こります。1つ目は、ドローンが自動着陸または帰宅することです（DJIシリーズなどのドローンによく見られます）。2つ目は、モーターを動かすのに十分なバッテリーがないために、ドローンが空から落ちてしまうことです。

いずれの場合も、バッテリー残量の範囲内でドローンを安全に着陸させるようにしてください。多くのタイプのドローンでは、バッテリーが完全に空になってしまうことは許されません。バッテリーの割合をリアルタイムで画面に表示したり、ドローンメーカーによっては、離陸地点に戻るべきポイントを計算したりしています。

リチウムポリマーバッテリーは、ドローン業界が4年前から待ち望んでいたバッテリーです。

リチウムポリマー電池は、ドローン業界が4年間待ち望んでいた電池です。リチウムポリマー電池は、漏れのない電解質を持ち、高いエネルギー密度を持ち、柔軟な形状を持ち、非常に安全に使用できます。

しかし、リチウムポリマー電池は、敬意を持って扱い、適切に保管する必要があります。簡単なリチウムポリマーのメンテナンスとケアに従わなければ、バッテリーはすぐに劣化してしまいます。バッテリーを高温にさらしたり、ドローンのバッテリー残量をゼロにしたりすると、バッテリーの寿命や性能に悪影響を及ぼします。この記事の後半では、バッテリーの最適な保管方法をご紹介します。

ドローンのバッテリーが切れるとどうなるの？

ドローンのバッテリーが切れるとどうなるかは、ドローンにどれだけお金をかけたかによります。ここでは、高級ドローンと低価格ドローンに分けて説明します。例えば、高価格帯のドローンは、DJIやParrotなどのメーカーから購入される一般消費者向けのドローンです。一方、低価格帯のドローンは、自動飛行機能や、センサーやGPSなどの高度なハードウェアが追加されていないものです。

ハイエンドのドローン

一般消費者向けのハイエンド・ドローンには、一般的にさまざまな自動飛行機能が搭載されています。この分野のドローンには、DJI Mavic air 2、同メーカーのPhantomシリーズ、parrot Anafi、AutelやYuneec製などのドローンがあります。これらのドローンは通常、1,000ドル以上の価格で販売されています。

この種のドローンには多くの費用をかけているため、メーカーはソフトウェアとハードウェアに多くのフェイルセーフを設けています。

この種のドローンには多大な費用をかけているため、メーカーはソフトウェアとハードウェアに多くのフェイルセーフを設けています。帰らないと決めた場合、ドローンは自動的にRTH（Return to Home）を行い、一部のドローンは着陸地点に戻る途中で障害物を避けることもできます。ドローンに任せておけば、ほぼ確実に安全に帰宅することができます。

残念ながら、パイロットは自動帰還機能のいずれかをキャンセルすることができます。つまり、すべての警告を無視して、バッテリーに十分なエネルギーがある状態で帰宅しなかったために、失敗してしまう可能性があるということです。また、ドローンを危険にさらすような警告や音を無視することもできます。これらの警告を無視するとどうなるか、その例を以下のYouTube動画で紹介しています：

警告に耳を傾けなければ、ほぼ間違いなく苦境に立たされるでしょう。願わくば、上のビデオのかわいそうな人のように濡れてしまわないようにしてください。

トップヒント: 水上を飛行する場合、ドローンにフロートを装備する

水辺の近くや上空を飛行する場合、ドローンにフロートを装備すると便利です。このフロートは、着水しなければならない場合にドローンを保護し、飛行中に重量が増えすぎたり、酔いが生じたりすることもありません。

フロートは比較的安価なものです。

フロートは比較的安価で、さまざまなタイプのドローン用のものがあります。ここをクリックして、Amazonで自分のドローンに合ったフロートを探してみてください。

低価格帯のドローン

低価格帯のドローンには、高価なドローンに見られるような高度な帰還機能はありません。帰還装置やセンサー、ドローンを保護するハードウェアもありません。

このような高度な技術がないため、ドローンにとっては最悪のシナリオとなります。

このような高度な技術がないため、ドローンにとっては最悪のシナリオです。帰還機能やバッテリー残量警告機能がないドローンを購入しても、軟着陸や安全着陸は約束されていません。画面に表示されるアプリがたくさんあるので、アプリがバッテリー残量について教えてくれることをよく理解しておく必要があります。

以上が、私がバッテリー切れを起こさないために行っているクイックチェックです。

ドローンがバッテリー切れにならないようにする方法

このセクションでは、最も重要な時にバッテリー切れを起こさないようにするためにできることを見ていきます。

前日の夜に充電しておく

まず、フライト前夜にドローンのバッテリーが完全に充電されていることを確認する必要があります。もしバッテリーの充電に問題があった場合は、翌日のフライトにそのバッテリーを使用しないでください。

私は、必要な飛行時間を確保するために、少なくとも2日以内に充電された2つのバッテリーを持って出かけたいと思っています。

ドローンのバッテリーを常識以上に使い切ろうとしないこと。バッテリーに残っている電圧でミッションを変更できそうだと思っても、バッテリーを交換する準備をすること。

常に新鮮なバッテリーで起動する

常に充電されたばかりのバッテリーで起動する必要があります。充電したばかりのバッテリーで打ち上げることは、20分から30分の飛行時間の中で、すべてを確実にこなすための最良の方法の1つです。たとえ早く着陸したとしても、再び離陸する必要がある場合は、必ずバッテリーを新しいものに交換します。これは、ドローンの飛行中にどれだけの飛行が可能かという感覚を得たためで、このバッテリーの電圧が通常よりも低いことを忘れて、簡単に自動操縦に入ってしまう可能性があるからです。

馬鹿げているように聞こえるかもしれませんが、私の経験では、最も大きな問題を引き起こすのは、常に最も愚かなミスです。そして、これは私がコントロールできることです。

古い電池を交換する

バッテリーは500～12000サイクルごとに交換することを目標にしてください。それは、リチウムポリマー電池が、充電と放電を繰り返すたびに劣化していくからです。バッテリーのサイクル寿命を向上させるために、放電の深さを変えるいくつかの充電および充電サイクルのプロトコルがあります。しかし、簡単に言えば、ほとんどの人はドローンのバッテリーの充放電時に厳しいサイクルプロセスを行うほど律儀ではありません。そのため、古いバッテリーが以前のように機能していないことに気付き始めたら、古いバッテリーを交換することで、思ったよりも早く充電切れにならずに済みます。

バッテリーを大切にする

充電切れを防ぎ、電池を長持ちさせる最も重要な方法の1つは、リチウムポリマー電池を適切に手入れすることです。

バッテリーのお手入れには以下のような方法があります。

清潔で乾燥した状態を保つ – バッテリーは、余分な湿気やほこりのない、清潔で乾燥した場所に保管してください。
バッテリーを冷やしてから充電する – 飛行後は、着陸したらすぐにエリアに戻ってきたいと思うでしょう。しかし、着陸してすぐにドローンのバッテリーを充電するのは、あまり良いアイデアではありません。というのも、バッテリーの放電は本当に大量に行われ、この電子の動きが大量の発熱を引き起こすからです。
50%の充電状態で保管する – 1ヶ月以上の長期間保管する場合は、ドローンのバッテリーを完全に充電したままにしないでください。スマートなバッテリーは、セルあたり3.9Vの電圧に達するように自己放電することがよくあります。
リチウムポリマー・バッテリーを最初に使用した後は、サイクルしてください。最初の2、3回のサイクルの後、数ヶ月ごとにこれを繰り返すことで、「バッテリーメモリー」と呼ばれるものに対抗することができます。

最後に、ドローンのアプリがバッテリー残量をどのように表示するかを熟知しておく必要があります。DJI GO4アプリでは、画面上部に長いバーが表示され、それがゆっくりと下がっていきます。ヘッドアップディスプレイのような他のディスプレイでは、1つの数字として表示され、放電率も含まれていることがあります。

アプリがどのようにバッテリーを表示するかを熟知することは、十分なバッテリーを持って帰宅するための準備と計画に役立つ最良のことです。

アプリがどのようにバッテリーを表示しているかを知ることは、十分なバッテリーを持って帰宅するための準備と計画に役立つでしょう。

ドローンのバッテリーはなぜ早く切れるのか

この件についてもっと詳しく書かれた長文の記事をお求めの方は、私の別の記事 – Why does my drone battery die so fast? A guide to long flights – click here.

ドローンのバッテリーが早く切れるのはなぜ？

ドローンのバッテリーが早く切れるのは、ドローンを飛ばすことが非常にエネルギーを消費する活動だからです。

ドローンのバッテリーがすぐに切れるのは、ドローンの飛行には非常に多くのエネルギーが必要だからです。バッテリーは、空気を下向きに変位させてドローンを空中に維持し、さらに各モーターの速度を変えてドローンを空中で安定させなければなりません。

メーカーはドローンがホバリングしている間の飛行時間を報告しています。

メーカーはホバリング時の飛行時間を公表していますが、動き回っていたり、強風などの環境条件と戦っている場合は、予想されるホバリング時の飛行時間よりも大幅に短くなる可能性があります。

以下の理由により、ドローンが通常よりも早く死亡する可能性があります。

積極的な飛行をしている可能性があります。積極的な飛行をしていると、バッテリーに蓄えられたエネルギーをすぐに使い果たしてしまいます。
スポーツモードにしている – 多くのドローンでは、パイロットがより面白く軽快に飛行できるようにスポーツモードを使用していますが、ジョイスティックの動きに合わせてドローンができるだけ早く動くため、バッテリーの消耗時間が早まります。
強風 – 強風の中では、ドローンは同じ高度と場所に留まろうとするため、より多くのバッテリーを消費します。
余分な重量 – ドローンで釣りをしたり、重いものを持ち上げるためにドローンを使用するなど、ドローンを使って少し特別なことをしているかもしれません。このような余分な重量は、ドローンのエネルギーの消耗を早める原因となります。ドローン用のステッカーやシールなど、ちょっとした工夫でもドローンの飛行に顕著な違いをもたらします。

これらのことが原因で、ドローンのバッテリーの消耗が予想以上に早くなり、飛行中にバッテリー切れを起こすことがあります。

ドローンにもっと大きなバッテリーを搭載できますか？

民生用ドローンの中には、ドローン本体を開けずにバッテリーを交換することができず、保証を受けられないものがあります。しかし、もしそれをしたいのであれば、より大きなバッテリーを搭載すれば、より長く飛行することができますが、重量が増えてしまいます。これは非常にトリッキーなバランスをとる行為で、バッテリーのサイズが大きくなると、得られる飛行時間が短くなるという点があります。

実際には、バッテリーのサイズを増やすことで、得られる飛行時間の増加分を上回ることができます。

実は、ドローンの飛行時間を増やす最も簡単な方法は、リチウムポリマー電池を増やすことではなく、燃料源を別のものに変えることなのです。

これまでに記録されたドローンの最長飛行時間は、4時間40分です。平均的なドローンのホバリング時間が30分程度であることを考えると、これはかなりすごいことです。この記録は、スペインのドローンメーカーであるQuaternium社によるものです。このドローンは、電気エンジンと燃焼エンジンのハイブリッド燃料を使用しています。飛行中は燃焼エンジンによってバッテリーが充電されます。

同社のミッションは以下の通りです。

Quaterniumのミッションは、市場で最も先進的なマルチローターUAVを設計することです。私たちは経験とハイテクを組み合わせて、マルチコプターの分野に革命を起こすことを目的とした破壊的な製品を開発しています。この究極のイノベーションにより、飛行時間は既存の代替品と比較して6倍に増加しました。

これはかなりすごいことです。

これはかなり印象的で、彼らが実現したと思われることです。現在のドローンには、95オクタン＋4％のオイルを必要とする2ストロークの燃焼エンジンが搭載されています。また、リチウムポリマーバッテリーを搭載しています。最大で10kgの荷物を積むことができ、満タンの状態で約2時間空中にいることができます。巡航速度は50km/h、最高速度は80km/hです。

リチウムポリマー電池だけでは対応できない様々な用途が考えられる、非常に素晴らしいドローンです。