マルチローター空撮［技術解説］　－　プロペラバランス

マルチローター空撮の画質に大きな影響を及ぼす、プロペラのバランス取りについて考えます。

ホビー向けのプロペラバランサーを一部改良して使っています。
基本はホビーと全く一緒。
全てのブレードの静バランスを可能な限り取ることを目的としています。
このバランスが取れていないと、上空にて微妙な振動が発生。
フレームを経由して、カメラに振動が入る事から画質が悪化します。

ホビー用途なら問題とならないレベルの振動も、ブロの空撮画質としては致命的な振動と成り得ます。

バランス取りにテープは使えない

←バランス取りが完了したプロペラ。

マルチローターを用いる他社と、2012年2月現在での大きな違いがバランス取りに関する考え方です。

0 [Zero]では、削り出しのみでバランスを取っています。

3枚プロペラのバランス取りは、一般的には重たい2枚のブレードにバラストを貼って取ることになります。
他社の機体写真を見てみると、プロペラにテープが貼ってあることがほとんどです。

このテープを用いるバランス取りは、以下の大きな欠点をもっています。
・テープが剥がれると、バランスが崩れる
・微妙なバランス取りがテープでは出来ない

どちらも、0 [Zero]としては無視できない項目。
以下で詳しく解説します。

◆テープが剥がれると、バランスが崩れる
バランス取りのテープは非常に小さな物です。
移動中に剥がれてしまっても気がつく事は困難。
上空で剥がれてしまっても、飛行性能には一切影響が出てきません。
しかし・・・
映像には、致命的な影響が出てきます。
「離陸前のチェックでは問題無し。しかし、撮れた映像にはプレが入っている・・・」
上空でバラストテープが剥がれると「あり得る」現象です。（確実とも言って良い）
やっかいなのが映像を確認しないと、最終的には判断出来ない事。
離陸時は良くても、肝心なシーンに入るとブレが発生と言う悪夢のようなパターンも想定できます。

◆微妙なバランス取りがテープでは出来ない
これが、最大の理由。
空撮に用いる3枚ブレードのバランス取りは、ホビー用からさらに極める必要があります。
テープ一切れでは、微妙なコントロールが出来ない。
完璧を求めれば、削る以外の答えはありません。

コラム：動バランスはどうしているのか？

過去の経験から、「プロペラバランスは非常に重要」と考えていました。
ガソリンヘリ(GSR260)にて、「レシプロエンジンでは、振動を抑えきれない」という結論に達し、ロータリーエンジンにてCubicVRを撮影していたのです。
メインブレードは、静動ともにしっかりと出すクセがあります。

マルチローターに用いる3枚ブレードの動バランスは、どうやって出すんだ・・・
調べて見ましたが、現実的なコストの範囲で完璧な動バランスを出す方法は無いという結論に至りました。

開発項目は多岐に渡るので、プロペラの動バランス問題は放置して各所の開発を進めていました。
その仮定で、何セットかのプロペラバランスを取っていると一つの発見がありました。
GWSの1060は、「重心点の偏りに同じ傾向がある」事に気がつけました。
簡単に言うと・・・
正回転は簡単にバランスが取れるが、逆回転は難しい。
※GWS　1060限定

その都度違うではなく、一定の法則がプロペラバランスの取り方の過程にあるのです。
つまり、成形物であるプロペラの重量バランスの崩れ方は、傾向がハッキリとあるのです。

何を言いたいかと言うと・・・
静バランスに「傾向」があるなら、動バランスにも「傾向」があるのではないか・・・

後は、テストベンチと向き合うまでです。
A　:　先端を削って静バランスを取ったプロペラ
B　:　中央を削って静バランスを取ったプロペラ

この二つをベンチに掛けて、実際の振動を観察。
一定の法則が見つかったら、CとDのペラを用意。
この過程を何回か繰り返すと、GWS1060の逆回転ペラの動バランスが、「ある程度」取れるようになります。

やり方は、紹介しますが、結果は非公開。
これがノウハウという物です。

マルチローター空撮［技術解説］　関連リンク

1)　マルチローター機の導入
2)　最初の一週間
3)　1号機にカメラ搭載
4)　実務を想定した弱風条件の動画撮影
5)　離陸から撮影までの所要時間
6)　上空フライトテスト
7)　DJI WooKong Mのトリムズレ
8)　犯人はコントローラー？受信機？
9)　DJI WooKong Mの初期不良確定
10)　DJI WooKong MとJR・DMSS2.4GHzとの相性？
11)　バルーン空撮屋の都合
12)　空撮ムービー撮影にフルサイズ一眼は必要なのか？
13)　αゲルとジンバル
14)　DJI WookongMは、最新ファームによりトラブル解決
15)　ラピド工房
16)　機体設計の方向性
17)　GoPro HE HERO2 専用ジンバルの試作例
18)　モーターテスト用ベンチ制作
19)　JR XG8 本採用
20)　マルチローターの防振対策
21)　リチウムポリマーバッテリー
22)　プロペラバランス
23)　エクストリーム空撮
24)　降雪時のマルチローター空撮サンプルとは？
25)　マルチローターの事故と注文者責任
26)　初のマルチローター空撮業務の解説　おすすめ
27)　DSLR搭載機開発の一時凍結
28)　4モーターが危険な理由
29)　8モーターが安全な理由
30)　6モーターは、危険？安全？
31)　マグネシウム合金が理想的なマルチローターフレーム材
32)　0 [Zero]の機体が軽く精度が高い理由
33)　軽量マルチローターだから出来ること
34)　「引きのカット」のカメラ角度について
35)　「2.0kgクラス　6モーター」第一期大規模改修完了　おすすめ
36)　「人物接写空撮」とは？
37)　オクトコプター初フライト