社会に大きな被害をもたらす自然現象のひとつに「落雷」がある。その被害額は、国内だけでも毎年1000億円から2000億円に上るという。
そんな雷被害を防ぐために広く用いられるのが避雷針だが、雷を受ける範囲は限定的で、設置すること自体が困難な場所も多い。そこでNTTが目を付けたのが、近年発展著しいドローンだ。
同社は、さながら、凧に雷を誘導して、垂らした糸から蓄電することで「雷が電気である」ことを証明したフランクリンのような実証実験を実施した。目指すのは、ドローンが「空飛ぶ避雷針」として街やインフラ設備を守り、さらには雷エネルギーを活用できるような世界だ。
ドローンを用いて雷被害から守り、雷エネルギーを蓄積するという、NTTのめざす世界
世界で初めてドローンによる雷の誘発・誘導に成功
NTTは、2025年4月18日、ドローンを使用した雷を誘発・誘導する実験に世界で初めて成功したことを発表した。
同社はこれまでも、雷雲の位置に合わせてドローンを移動させ、雷を誘発する「ドローン誘雷」について研究を進めていたという。今回実証したのは、ドローンに雷が直撃しても誤作動・故障を発生させない「ドローンの耐雷化技術」と、積極的に雷をドローンに落とさせる「電界変動を利用した雷誘発技術」だ。
実証実験は、2024年12月から2025年1月の期間で、島根県浜田市山間部の標高900m地点で実施された。雷雲の接近に伴い電界強度が高くなったタイミングで、ドローンを飛行させ、雷の誘発を試みている。
ドローンには、雷が直撃しても誤作動・故障しないよう独自に設計された耐雷ケージを装着した。耐雷ケージは金属製のシールドで、雷が直撃した際に大電流を迂回させる。また、雷電流を放射状に流すことで、発生する強磁界を互いに打ち消しあい、ドローンへの磁界影響を低下させる。市販のドローンでも利用できる設計だという。
大電流・強磁界の耐雷化設計
また、電界変動を利用して雷を誘発するために、飛行させたドローンと地上の間を導電性のワイヤーで接続。その地上側に高耐圧スイッチを取り付け、スイッチの操作によってドローン周囲の電界強度を変化させる。スイッチを使って最適なタイミングでドローンと地上を接続して、急激にドローン周囲の電界強度を上昇させることで雷を誘発させる手法をとった。
電界変動を利用した雷誘発技術の原理
実際の実験では、フィールドミルと呼ばれる装置で地上電界を観測し、雷雲の接近に伴い、付近の電界強度が高くなったタイミングで、ドローンを高度300mまで飛行させた。そして、地上に設置したスイッチで、ドローンと地上を導通。導電性ワイヤーに大電流が流れ、急激にドローン周囲の電界強度を変化させたことで、ドローンに雷を誘発することに成功している。雷誘発の直前にはワイヤーと地面の間に2000V以上の電圧が生じていることを確認したという。
ドローン誘雷の実験系
雷誘発時の観測波形
なお、誘雷と同時に破裂音、導電性ワイヤーとつながるウインチ部の発光、ドローンの耐雷ケージの一部溶断が発生したものの、ドローン自体は安定飛行を続けたという。
今後、NTTは、ドローン誘雷の成功率を上げるために、高精度な発雷位置予測や雷の発生メカニズムの研究開発を推進していく。さらに、誘雷した雷のエネルギーを蓄積・活用するために、雷エネルギーの蓄積手法の研究開発にも着手していくという。
