Что такое квадрокоптер, его предназначение, цена, как устроен, цены

Notice: Undefined index: HTTP_ACCEPT in /home/n/newavtjc/radiocopter.ru/public_html/wp-content/plugins/realbig-media/textEditing.php on line 823

Что такое и зачем он нужен?

Квадрокоптер – англоязычный термин, дословно переводимый на русский, как «четырехвинтовой вертолет». Но что это означает на практике? По сути, это беспилотник (летательный аппарат на ДПУ), оснащенный четырьмя винтовыми пропеллерами. Управление осуществляется посредством специального RC-пульта с земли.

На большинстве современных моделей дронов установлены миниатюрные видеокамеры, обеспечивающие возможности съемки в фото- и видеоформате с воздуха.

https://www.youtube.com/watch?v=7pD8OgQKQxw

Как только первые квадрики появились на прилавках магазинов беспилотной техники на радиоуправлении, их цена едва ли могла привлечь обывателя. Но со временем стоимость таких гаджетов продолжала стремительно падать (собственно, она продолжает падать со времен своего появления до сих пор, а ценовой диапазон – расширяться до бесконечных пределов). Сегодня они доступны многим людям со средним достатком.

Появились и квады с камерой, которые стали настоящим бумом среди широких масс любителей БПЛА. Таким образом, сфера их применения существенно развернулась по всем фронтам, привлекая внимания людей всех возрастов, от школьников и дошколят, до людей пенсионного возраста, любителей и профи в сфере беспилотных полетов, любителей спортивных состязаний на мультикоптерах, журналистов, блогеров, репортеров и даже представителей военно-разведывательных структур.

Смотрите про коптеры:  404 Not Found

Современные технологии дроностроения шагнули далеко вперед в последние годы. Но в большинстве случаев на вопрос о том, что такое коптер и каково его предназначение, люди склонны отвечать – это гаджет для развлечения и захватывающих любительских съемок с высоты.

2008 год

В 2008 году в Parrot запустили специальную линейку товаров, для оформления которой пригласили таких именитых дизайнеров, как Андре Путман, Мартин Шекели и Филипп Старк.

Дизайнер интерьера Андре Путман специально для Parrot занялась разработкой линии цифровых фоторамок. И 6 августа 2008 года миру было представлено ее первое творение: цифровая фоторамка с диагональю 7 дюймов и с разрешением экрана 720 на 480 точек, оснащенная авто поворотом картинки, с встроенной памятью на 10 Мб (до 400 фотографий)

Мартин Шекели представил свой вариант цифровой фоторамки Parrot Specchio, которая в выключенном состоянии представляла из себя обычное зеркало диагональю 10 дюймов. Рамка, как и ее предшественники, соединялась со смартфоном по Wi-Fi и Bluetooth. Работала фоторамка на системе Android и имела подключение к Интернету, благодаря чему можно было просматривать новости и многое другое из Интернета. Ценник на такой девайс составлял 500$ по предзаказу.
image
Филипп Старк подарил миру беспроводные колонки под названием Zikmu. Колонки выглядели минималистично, но, в тоже время, притягательно для взгляда. Старк оснастил их док-станцией для iPod и iPhone, тем самым они превращались в полноценную стереосистему. Также имелась возможность потокового вещания с компьютера или макбука посредством Wi-Fi и Bluetooth с A2DP.

Высота колонок 72 сантиметра, а их дизайн и строение позволяет получить объемный звук и транслировать его в радиусе 360 градусов. Стоимость, конечно, за такое дизайнерское творение была немаленькая — 1500 $ по предзаказу.

2023 года

Кампания Parrot вплотную занялась дальнейшей разработкой вариаций дронов и на международной выставке в CES 2023 в Лас-Вегасе представила миру Rolling Spider и Jumping Sumo.

Демонстрация на CES 2023:

Устройства управляются со смартфона или планшета посредством подключения через Wi-Fi. Особенности у моделей были следующие:

Rolling Spider* мог как летать, не уступая по реагированию и точности полета профессиональным дронам, так и ездить по поверхности, для этого к нему по бокам прикреплялись два ультра-легких пластиковых колеса.

Не менее интересен был Jumping Sumo, в который была встроена камера для управления от первого лица. Картинка выводилась задним планом в программе управления дроном на смартфоне или планшете.

Jumping Sumo* имеет два прорезиненных колеса по бокам, что дает ему высокую мобильность в поворотах и разворотах. Более того, использование в названии слова «Jumping» было не просто так: при виде преграды дрон мог перепрыгнуть или запрыгнуть на нее благодаря пружинному механизму, расположенному сзади (высота прыжка до 80 см). Также модель оснащалась гироскопом, который помогает дрону всегда приземляться на колеса.

С помощью приложения freeflight 3 имеется возможность планирования маршрута передвижения вашего дрона с выполнением им акробатических номеров.

В мае 2023 года на ежегодной конференции Международной Ассоциации Беспилотных Транспортных Средств (AUVSI) в Орландо Parrot анонсировала третью версию AR Drone под кодовым названием Bebop.

Основным отличием Bebop Drone 2.0 от AR.Drone 2.0, кроме внешнего вида, является новая камера с объективом «рыбий глаз», диафрагмой f2.2, 14-мегапиксельным сенсором и углом обзора в 180 градусов. В отличие от предшественника запись идет в HullHD (1080p).

К сожалению, большим просчетом разработчиков оказался объем встроенной памяти равный 8 Гб, что очень мало для записи видео в высоком разрешении, хранения фото разрешением 4096х3072 пикселей. Казалось бы это поправимо установкой внешней памяти, но, увы, разъема под SD-карту предусмотрено не было.

Из-за своих небольших габаритов (28x32x3,6 см) разработчики не смогли поместить большой аккумулятор и поставили литиевый емкостью в 1200 mAh, который давал всего лишь 11 минут времени полета при включенной камере.

В качестве дополнительной опции к предлагалось приобрести фирменный пульт Skycontroller с дальностью управления до 2-х км.

В Bebop Drone имеется встроенный чипсет GNSS, оснащенный GPS, Глонасс и Галилео. Такое оснащение позволяет как выставить маршрут для дрона перед полетом, так и помочь дрону самостоятельно вернуться в исходную точку. Bebop управляется он со смартфона либо планшета при помощи приложения FreeFlight 3, работающего на гаджетах с Android и IOS.

2023 годВ январе на конференции CES был представлен умный цветочный горшок Parrot POT. Он всегда поддерживает нужную влажность почвы, что позволяет забыть об уходе за растением не менее чем на месяц. Отслеживать состояние цветка и управлять уходом за ним можно благодаря специальному приложению для IOS и Android, в каталоге «ухода» которого находится более 8000 разных видов растений.

На той же конференции в Лас-Вегасе были представлены знаменитые стеронаушники Parrot Zik Sport, предназначенные для использования во время занятий спортом. Они оснащены адаптивным шумоподавлением, которое подавляет звук в зависимости от окружающей среды (шумно, спокойно).

Кроме того в девайсе имеется возможность измерять ваш пульт при помощи биометрического датчика, расположенного в ухе, и отображать данные в специальном приложении. В нем также можно посмотреть количество шагов, пройденное расстояние, уровень внешнего шума и т.д.

А в ноябре 2023 мир увидел улучшенный Bebop 3.0*, в нем были учтены все недостатки предыдущей модели. Был заменен аккумулятор на более мощный 2700 mAh, что увеличило время полета до 25 минут. Дальность трансляции была увеличена до 300 метров, а дальность полета до 2 км.

Была добавлена система защиты у винтов, которая фиксировала их при контакте с препятствием, тем самым предотвращая поломку.

Заменена даже линза, обеспечивающая высокую четкость при слабом освещении, но, увы, разработчикам до сих пор кажется, что 8 ГБ встроенной памяти на борту достаточно.

Будущее дронов

Такие устройства, как дроны и беспилотники, входящие в категорию БПЛА, имеют большое и светлое будущее. Их использование определенно простирается за пределы уже принятых ролей. Многие крупные компании уже изучают возможности применения этой технологии в собственных уникальных целях.

Было проведено исследование, направленное на установление жизнеспособности дронов как средства доставки покупок покупателям, которое оказалось успешным и теперь они используются в этой сфере. Дроны нашли очень важную роль в сохранении дикой природы. С такими проблемами, как браконьерство, отслеживание исчезающих видов животных стало значительно легче, с применением дронов большой дальности.

Продажи квадрокоптеров и других беспилотников, в целом, росли в последнее десятилетие. Количество владельцев и единиц этого вида техники увеличились в геометрической прогрессии за последние несколько лет. С этой тенденцией, были предложения по регулированию воздушного пространства и использования беспилотников. Хотя конкретных результатов не было, ожидается, что регулирование произойдет в ближайшее время.

Это не сдерживающий фактор, а скорее ключевой момент, важный для учета при поиске различных способов использования своего дрона.

Будь то для личного или профессионального использования, рассмотрите возможность стать частью сообщества пользователей дронов. Вы хотите купить квадрокоптер и, но у вас много вопросов? Задайте их нашим консультантам в режиме онлайн.

Виды квадрокоптеров

  1. TriCopter – 3 винта
  2. QuadCopter – 4 винта
  3. XCopter – 4 винта в X-образном положении направления полета
  4. Y4Copter и Y6Copter – 3-х позиционный коптер с допорлнительными винтами, вращающимися в противоположную сторону для большей устойчивости и маневренности
  5. HexaCopter и OctoCopter – 6-ти и 8-ми винтовые коптеры
  6. H6Copter – 6 винтов по 3 параллельных пары
  7. ButterflyCopter и TwinQuadCopter – усложненные конструкции, состоящие из двух независымых винтовых комплексов.

Также квадрокоптеры можно поделить на 3 вида по сборке:

  1. Полностью готовы к запуску. Покупные устройства уже собраны и готовы к полету. Они удобны тем, что достав мультикоптер из коробки, его можно сразу использовать: он настроен, откалиброван, не смещен центр тяжести.

Устройства бывают разных ценовых категорий. Брендовые аппараты имеют высокую цену.  Такие конструкции можно смело назвать «полноценными». Использовать такие устройства уместно для видеосъемки, фото с воздуха. Дорогие брендовые модели оснащены хорошей камерой, GPS-приемником  и многим другим.

  1. Нуждаются в частичной сборке. Такая конструкция практически готова к полету. Обычно это частично собранный аппарат. Иногда некоторые части нужно докупить, укомплектовать и смело пользоваться. Такой комплект обычно стоит дешевле брендового готового устройства.
  2. Комплект для сборки с нуля. Такая конструкция содержит в себе лишь самые необходимые комплектующие. В комплект не входит камера, передатчик. Управление таким устройством осуществляется с земли.

Демонстрация полета

В отличие от самолёта, который способен планировать с выключенным двигателем, или вертолёта, который способен сесть с помощью авторотации, мультикоптер при отключении моторов или электропитания, полностью неуправляем. Квадрокоптер при отказе одного из двигателей может сохранять стабилизацию.

Гексакоптер или октокоптер помимо этого могут совершить мягкую посадку с одним неработающим мотором, однако не во всех случаях (например, при разрыве хотя бы одной лопасти вибрация из-за дисбаланса увеличивается настолько, что контроллер перестаёт работать, и аппарат переходит в неуправляемое падение).

Учитывая то, что мультикоптер имеет немалую массу, жёсткий корпус и быстро вращающиеся пропеллеры, его столкновение с людьми или автотранспортом может привести к негативным последствиям. Поэтому полёты над людьми или автодорогами не рекомендуются. Желательно планировать траекторию полёта так, чтобы в случае необходимости (например, при разрядке батареи) внизу было место для безопасной посадки.

Важен и человеческий фактор. Современный полётный контроллер по сложности настройки и количеству полётных режимов почти не уступает настольному компьютеру. Невнимательное чтение документации, отсутствие выполнения необходимых действий (например, калибровки компаса при настройке) могут привести к неуправляемому полёту и потере аппарата. Вылет аппарата за радиус действия пульта при отсутствии режима GPS-возврата также является одной из причин потерь аппаратов.

В целях безопасности некоторые модели дистанционно управляемых мультикоптеров оборудуют дублирующими системами навигации и позиционирования, элементами интеллектуальной роботизации способствующими самостоятельному определению летательным аппаратом препятствии на маршруте полёта и их облёту, защитными кожухами винтов или всего летательного аппарата, самостоятельным возвратом к месту пуска при утере сигнала управления[14][15][7][10].

Чтобы посмотреть как мир выглядит с высоты птичьего полета предлагаю небольшой видеоролик (если видео внизу не отображается, вот

на него).

Для чего нужен квадрокоптер

Активное развитие и внедрение коптеров в гражданскую среду, привели к росту вариантов использования:

  1. Пассажирские перевозки – так, в Дубаи, на международном саммите была продемонстрирована модель беспилотного такси Ehang 184, которое может находиться в воздухе около 30 минут за один полёт. По сути это одноместный восьми-роторный аппарат, который лишен каких-либо органов управления, т.е. фактически человек летит в этом аппарате в качестве пассажира, а не пилота. В небольшой кабине располагается кресло и планшет с сенсорным экраном, используя который вы можете указать пункт назначения. В 2023 году первый тестовый полет совершило аэро-такси Vahana компании Airbus. В феврале этого же года, сообщили о секретном аэро-такси Joby Aviation, стартап проекта уже привлек 100 млн долларов.
  2. Хозяйственная деятельность – дроны берут на себя отдельные функции авиации: проведение аэросъёмки или других видов сбора данных, нужных для сельского хозяйства, контроля ситуаций на дорогах и в любых удалённых участках. С их помощью отслеживают пути миграции животных, находят затерявшиеся суда, выявляют уровень гидрометеорологической опасности, проводят обследование линий электропередач.
  3. Развлекательные / спортивные шоу – такие аппараты чаще всего оснащаются несущими винтами и являются подобием вертолётов, а не самолётов. Данная конструкция наиболее рациональная, поскольку не требует наличия взлётно-посадочной полосы. Развлекательное использование БПЛА недавно расширилось воздушными гонками. Чаще всего для них используются модели самостоятельной сборки или существенно переработанные готовые. В результате они получают возможность набирать скорость выше 150 км/ч, но относятся к аппаратам с малыми габаритами. Отметим, что стартап Alauda Racing запустил на платформе Kickstarter сбор средств на первые в мире гонки на пилотируемых мультикоптерах, которые планируются в 2020 году.
  4. Профессиональная или любительская фотосъемка – все современные модели оснащаются высококачественной камерой и позволяют делать восхитительные снимки там, куда человек не смог бы никогда добраться самостоятельно.
  5. Грузовые перевозки – в 2023 году компания Amazon провела испытания по доставке посылок с помощью коптера и подала заявку на технологию доставки груза при помощи парашюта. В последние месяцы активно появляются новости с концептами больших грузовых беспилотников, способных перемещаться на высоких скоростях и перевозить до нескольких тонн. Как, например, модель Draco-2 компании Sabrewing Aircraft и тестовая сборка компании Boeing.

Законодательное регулирование

В Российской Федерации установлен разрешительный порядок на полёты всех без исключения беспилотных воздушных аппаратов. Статья 33 Воздушного Кодекса РФ, определяет, какие БВС подлежат регистрации, а какие учёту, но в настоящее время не существует каких-либо правовых последствий за отсутствие у граждан учета/регистрации беспилотных воздушных аппаратов.

За полёты без разрешения на использование воздушного пространства (ИВП) предусмотрена ответственность по ст. 11.4 КоАП – для физических лиц штраф до 5 000 руб., до 50 000 руб. для должностных лиц и до 500 000 руб. для юридических лиц. Для получения разрешения на ИВП в пределах населённых пунктов надлежит заранее подать заявку на ИВП в местный орган самоуправления, в которой указать план полёта.

При этом имеются ограничения – по времени и по территории (запретные зоны и зоны ограничения полетов). Например, безусловно запрещены полёты возле аэропортов, военных и других охраняемых объектов, исправительных учреждений, а на время проведения чемпионата мира по футболу 2023 г.Росавиация вводила ограничения на ИВП над городами проведения чемпионата с 1 июня по 17 июля 2023 г. [16]

Отдельно регулируется фото- или видеосъёмка с использованием беспилотных аппаратов. Съемка с воздуха относится к авиационным работам, даже если речь идёт о получении художественных фотографий. В соответствии с текущим законодательством, для проведения подобных съемок требуется:

  • Разрешение на съемку Генерального штаба вооруженных сил РФ;
  • Разрешение на съемку оперативного управления штаба военного округа, в зоне ответственности которого находится снимаемый объект;
  • Разрешение территориальных органов безопасности ФСБ;

После завершения съемки, заснятый материал передается в региональное УФСБ для рассекречивания для последующего использования в открытом доступе.

Из истории создания квадрокоптеров

Своим появлением квадрокоптер (квадрон, как называли его в первой половине XX века) обязан российскому авиаконструктору Георгию Александровичу Ботезату. Правда, профессор Петроградского университета создавал его в США, где он тогда жил и трудился. Работу ученого финансировали ВВС Соединенных Штатов.

В то время американцы планировали создание летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой. Изобретение Батезата пришлось как нельзя кстати.В 1922 году появился первый квадрон, который не только поднялся над землей и оставался какое-то время в воздухе, но и поднял груз весом более четырехсот килограммов.

Однако гениальное изобретение профессора Батезата оказалось преждевременным. В те годы на летательных аппаратах использовались лишь двигатели внутреннего сгорания, а потому на квадрон можно было «посадить» всего один мотор, который передавал крутящий момент всем четырем винтам посредством довольно сложной трансмиссии.

Время квадрокоптеров наступило лишь в XXI веке, когда они (мультикоптеры, дроны, беспилотники, БПЛА) стремительно вошли в нашу жизнь и стали широко применяться не только в армии или для иных государственных нужд, но и в быту. Благодаря уникальным возможностям и ценовой доступности «карманные» квадрокоптеры используются сегодня для съемки различных мероприятий, а также для «присутствия» в таких местах, куда человеку практически невозможно добраться.

Из каких элементов состоят квадрокоптеры?

Концептуально радиоуправляемый коптер состоит из двигателей, регуляторов оборотов, лопастей, рамы, полетного контроллера, батареи, радиоприемника и передатчика. На самом деле в нем гораздо больше модулей, о которых мы поговорим чуть ниже.

Полетный контроллер — это мозг вашего аппарата, именно он отвечает за поведение в полете. Как правило, полетный контроллер представляет собой плату или небольшую коробочку с микросхемой внутри.

Современные полетные контроллеры, это сложные устройства, способные обрабатывать сигналы поступающие со множества различных устройств и самостоятельно принимать решения о выборе наиболее оптимальной траектории полета, а также избегать столкновения с препятствиями. Такие контроллеры установлены на DJI Mavic Pro и DJI Spark.

Как правило полетный контроллер состоит из четырех базовых датчиков:

  • Акселерометр или датчик угловых скоростей;
  • Гироскоп;
  • Магнитометр или компас;
  • Барометр – датчик атмосферного давления, который помогает удерживать высоту.

Управление осуществляется через радиопередатчик, он же пульт управления. Большинство передатчиков работают на частоте 2,4 ГГц, это своеобразный стандарт. Команды с передатчика поступают на радиоприемник который подключен к полетному контроллеру. Полетный контроллер обрабатывает полученный радиоприемником сигнал и передает команды двигателям.

В самом общем случае управляется коптер по 4-м каналам, которые как раз и есть упомянутые нами выше тангаж (pitch), крен (roll), рыскание (yaw) и газ (Throttle). Чтобы понять, как управляется дрон читайте основы управления квадрокоптером.

Познакомьтесь также с простейшей схемой устройства современного квадрокоптера:

История развития дронов: от истоков до сегодняшнего дня – обзоры и статьи .ua

Среди явных преимуществ БПЛА перед пилотируемыми аппаратами можно выделить:

Что такое квадрокоптер, его предназначение, цена, как устроен, цены

В настоящее время дроны на пике популярности еще и благодаря удешевлению их производства и использованию прогрессивных материалов и технологий в бюджетных радиоуправляемых моделях. Так что каждый из нас может стать обладателем крутого квадрокоптера и хоть немного прикоснуться к истории авиации.

«Headless mode»: что это такое, с чем его едят и нужен ли этот полетный режим в квадрокоптере

Что такое дрон и что он может: краткий обзор военных и гражданских моделей на радиоуправлении

Как запустить квадрокоптер. Только для начинающих пилотов: включение, калибровка, триммирование

Как выбрать квадрокоптер для ребенка: подсказки, идеи, советы

Что такое FPV: типы, особенности и различия

Какую купить авиамодель: 3 универсальных правила для начинающего пилота

Как переводится слово «квадрокоптер»

Термин «квадрокоптер» имеет свой перевод, как многие другие слова и фразы. Они настолько прочно вошли в повседневность, что мы забываем об их иностранном происхождении, зачастую теряя изначальный смысл.

Как переводится слово «квадрокоптер»

Слово «квадрокоптер» образовалось от английского quad copter. Дословно оно обозначало четырех-роторный вертолет. Сейчас словари определяют квадрокоптер, как беспилотный летательный аппарат с четырьмя пропеллерами. Как можно заметить, суть практически не изменилась, хотя сейчас никто не спутает летающий дрон с вертолетом.

Технологии не прекращают претерпевать изменения, поэтому существуют беспилотники с трех, шестью, восемью и более винтами. Чтобы обозначить их, в английском языке применяют общее определение helicopter, что в русской интерпретации сократилось до простого «коптер».

Обозначить точное количество пропеллеров можно с помощью приставок гекса-, окто-, мультикоптер. Их перевод с латинского и древнегреческого знает даже школьник.

Чтобы профессионально овладеть управлением дронов, придется часто переводить с английского. Конечно, многие модели сопровождаются русской инструкцией, но короткие и емкие оригинальные названия скажут о возможностях беспилотника гораздо больше, чем дотошный, подробный перевод.

Letyshops [lifetime]

Шаблоны Инстаграм БЕСПЛАТНО

Хотите получить БЕСПЛАТНЫЙ набор шаблонов для красивого Инстаграма?

Напишите моему чат-помощнику в Telegram ниже 👇

Вы получите: 🎭 Бесплатные шаблоны “Bezh”, “Akvarel”, “Gold”

Telegram Viber Vkontakte

или пишите “Хочу бесплатные шаблоны” в директ Инстаграм @shablonoved.ru

Шаблоны Инстаграм БЕСПЛАТНО

Хотите получить БЕСПЛАТНЫЙ набор шаблонов для красивого Инстаграма?

Напишите моему чат-помощнику в Telegram ниже 👇

Вы получите: 🎭 Бесплатные шаблоны “Bezh”, “Akvarel”, “Gold”

Telegram Viber Vkontakte

или пишите “Хочу бесплатные шаблоны” в директ Инстаграм @shablonoved.ru

Мультикоптеры-игрушки

Современное применение мультикоптеров весьма разнообразно: от игрушек, доставки товаров, любительских средств для фото- и видеосъёмки до пассажирских и грузовых транспортных средств и боевых роботов[6][7][8][9].

В любительских и профессиональных мультикоптерах используются коллекторные и бесколлекторные электродвигатели и литий-полимерные аккумуляторы в качестве источника энергии[10]. Винты могут быть установлены непосредственно на вал двигателя, либо через редуктор.

Это накладывает определённые ограничения на их полётные характеристики: типичная масса мультикоптера составляет от 1 до 4 кг, при времени полёта от 10 до 30 минут[11][12] (30—50 минут у уникальных единичных экземпляров). Поднимаемый полезный груз моделями мультикоптеров среднего размера и грузоподъёмности — от 500 г до 2—3 кг, что позволяет поднять в воздух небольшую фото или видеокамеру (обычно экшн-камера в более дешёвых моделях, либо зеркальные камеры в профессиональных).

Существуют и достаточно крупные модели мультикоптеров, с количеством роторов порядка 6-8 (гекса и октокоптеры), способные поднять в воздух груз массой до 20-30 кг. Для увеличения грузоподъёмности применяют соосное расположение несущих роторов, что в случае гексакоптера, например, даёт 12 моторов и 12 пропеллеров, расположенных попарно на 6 несущих лучах.

Скорость полёта мультикоптера может быть от нуля (неподвижное висение в точке) до 100—110 км/ч. Запас энергии батарей позволяет отдельным моделям мультикоптеров улетать на расстояние до 7-12 км, на практике же радиус действия (максимальное расстояние, на которое они способны улететь с последующим возвратом в точку взлёта) обычно ограничено прямой видимостью (100—200 м при ручном управлении) либо дальностью действия аппаратуры радиоуправления и видеолинка.

При этом лучшие образцы подобной аппаратуры, использующие усилители мощности радиосигнала и систему направленных антенн, способны обеспечивать стабильные радиоуправление и видеолинк на расстояния до 100 км. Таким образом, наибольшее ограничение на радиус действия мультикоптеров накладывает именно время полёта.

Эти ограничения приводят к тому, что мультикоптеры обычно используются как аппараты «ближнего радиуса действия»: для любительских полётов недалеко от себя, для фото-видеосъёмки близко расположенных объектов и так далее. Для сравнения, беспилотные самолёты с аккумулятором аналогичной ёмкости могут улетать на 10—15 км при высоте полёта 1—2 км.

В последнее время появились миниатюрные квадрокоптеры, умещающиеся на ладони (Walkera Ladybird, WLtoys V929, Blue Arrow nano Loop и пр). Они практически безопасны (масса аппарата мение 100 г), в то же время, позволяют получить основные навыки полёта на мультироторном аппарате, так как принцип их управления ничем не отличается. Квадрокоптеры такого размера возможно запускать дома, не рискуя нанести вред людям или предметам.

Немного истории и перспективы развития беспилотников

Квадрокоптер (он же квадролёт, англ. Quadrotor, quadrocopter, четырёхроторный вертолет) —это летательный аппарат с четырьмя несущими винтами, вращающимися диагонально в противоположных направлениях.Обобщённое название аппаратов подобного типа, с произвольным количеством роторов — мультикоптер.

Многовинтовые вертолёты разрабатывались ещё в первые годы вертолётостроения.Недостатком этих аппаратов была сложная трансмиссия, передававшая вращение одного мотора на несколько винтов.

О летающем механизме под названием «квадрокоптер» впервые заговорили в 1922 году, когда вДейтоне (США) поднялся в воздух вертолет с четырьмя винтами, рисунок 1.

Рисунок 1 – Первый квадрокоптер

Впоследствии он совершил около 100 полетов, но в серийное производство так и не пошел:изобретение попросту опередило свое время – производить столь сложные летательные аппараты вту пору было технологически нецелесообразно. Автор проекта Георгий Александрович Ботезат,несмотря на успех, к винтокрылым машинам больше не возвращался.

Вновь о квадрокоптерах вспомнили в 1950-х, однако дальше прототипов дело не продвинулось,хотя уже тогда их позиционировали как беспилотные аппараты.

Несмотря на прохладное отношение со стороны большой авиации, квадрокоптеры снискали популярность
среди авиамоделистов: простота в постройке и наладке, возможность серийного изготовления простых и
недорогих узлов для сборки, появление микроконтроллеров (упростивших управление) сделали их доступными каждому [1].
Квадрокоптеры удобны для недорогой аэрофото- и киносъёмки — громоздкая камера вынесена из зоны действия винтов.

Двухвинтовые вертолёты к квадрокоптерам, как правило, не относят [2].

Первые дроны появились в конце 1990-х годов. Тогда они были похожи на миниатюрные вертолеты и были спроектированы компанией Flying-Cam для съемок фильмов, в том числе для фильмов о Джеймсе Бонде. Flying-Cam за свои достижения получили 2 Оскара в 1995 и 2023 году.

Первые дроны, несомненно, были приемлемым вариантом для фотографов и режиссеров, но аренда такой аппаратуры стоила очень дорого. А соорудить какое-либо подобие квадрокоптера, не будучи инженером, было практически нереально.

Но уже в начале 2000-х развитие дронов начало набирать обороты: в Китае энтузиастами была создана компания DJI, которая создавала беспилотные аппараты практически из всего, что было под рукой, а в 2023 году во Франции были презентованы первые коммерческие модели дронов.

Сегодня компания DJI владеет около 50% всего потребительского рынка беспилотников, а ее основатель Фрэнк Ван Тао входит в сотню самых богатых людей мира.

2023 год был действительно прорывом в истории квадрокоптеров. Год начался с яркого представления нового дрона от DJI — Phantom 4, который вобрал в себя массу новых функций, в первую очередь, уклонение от препятствий: дрон ощущает окружающие предметы и останавливает полет, если посчитал, что авария неизбежна.

Популярность DJI не давала покоя еще одной компании с мировым именем – GoPro, которые в ответ выпустили своего беспилотника – Karma. Это портативный дрон, который всегда удобно взять с собой благодаря своей компактности. Из-за этого Карма стала популярной моделью среди путешественников и тех, кто привык к активным съемкам.

Не желая отставать, уже через неделю DJI выпустили свой складной квадрокоптер DJI MAVIC, который стал еще меньше и быстрее, чем аналог от GoPro. Кроме того интересной стала новая функция – управление жестами. Теперь оператор может буквально управлять дроном в небе простым взмахом руки.

В целом вертолеты с несколькими винтами разрабатывали еще в начале вертолетостроения. Попыток создать многовинтовой вертолет было много, но первый квадрокоптер, который смог взлететь и держался в воздухе, был разработан Георгием Александровичем Ботезатом (русско-американский конструктор). Испытания конструкции проходили в 1922 году.

У первых аппаратов был один недостаток: вращение мотора передавалось сразу на 4 винта. После того как был создан автомат перекоса и хвостовой винт разработка и испытания квадрокоптеров завершились. В 1950-х годах начали проводиться новые разработки, но успехов достигнуть так и не удалось.

XXI век изменил все. Квадрокоптеры получили новую жизнь, но аппараты были созданы для беспилотного использования. Конструкция квадрокоптера отличается простотой, поэтому нередко этот аппарат используют любители для моделирования. На квадрокоптеры обычно устанавливают камеру, но она не мешает устройству работать и летать, так как располагается вдалеке от зоны работы винтов. Четырехвинтовой мультикоптер может использоваться для малозатратной киносъемки и фото с воздуха.

Октакоптер «alta 8» компании freefly systems с верхним креплением съемочной камеры

Не обошлось и без судебных разбирательств, в 2023 году DJI подала в суд на компанию «Yuneec», обвинив ее в нарушение двух патентов. Согласно материалам новостных лент, это событие ознаменовало начало новой эпохи — «войн среди дронов».

Немалую роль для роста популярности продукции компании сыграли несколько курьёзных происшествий с дронами DJI.

В январе 2023 года DJI Phantom улетел от своего нерадивого хозяина (нетрезвого сотрудника американской разведки) и разбился на лужайке у Белого дома, что вызвало широкое освещение этого случая в прессе по всему миру.

Еще более опасный случай произошёл в апреле 2023 года, когда дрон со знаком радиации (и с грузом радиоактивной земли с места аварии на АЭС «Фукусима-1») приземлился на крышу резиденции премьер-министра Японии Синдзо Абэ.

«Не думаю, что стоит придавать этим историям значение. Они даже помогают нам», — говорит об этом владелец компании DJI, Ван Тао.
После этих случаев программное обеспечение коптеров DJI было модифицировано так, что дроны не могут летать в специальных «Зонах запрещенных для полетов» возле аэродромов, правительственных учреждений (не во всех странах, Украину это пока немкоснулось) и некоторых стадионов.

Применение квадрокоптеров

Применение квадрокоптеров

Среди многих областей, в которых квадрокоптеры стали действительно неотъемлемой частью — это аэрофотосъемка и аэровидеосъемка. Не так давно вертолеты были основным, а скорее даже единственным средством для этого. Хотя они все еще существуют, их применение было ограничено специализированной профессиональной практикой, в то время как квадрокоптеры теперь служат массам.

Успешное добавление новшеств в эти устройства, позволили оснащать их высококачественными и даже профессиональными камерами.

Сами камеры теперь маленькие и достаточно компактные, чтобы их можно было легко прикрепить к различным моделям квадрокоптеров. Вы даже можете найти различные камеры для дронов, которые полностью водонепроницаемы!

Это сильно повлияло на саму сферу фото и видеосъемки. Мобильность и маневренность этих устройств делают их очень удобными для множества других дополнительных действий. Например, способные летать как в помещении, так и на улице, их используют для наблюдения за территориями и объектами, в том числе и в шпионских целях. В дополнение к этому они нашли свое призвание в разведке и стратегиях военных.

Дроны и квадрокоптеры применяются в министерствах по чрезвычайным ситуациям по всему миру. Они эффективны для управления операциями в случае бедствий или для спасения людей. В результате многих стихийных бедствий люди оказываются в недоступных местах.

Принцип действия

Четырехвинтовое устройство оборудовано 4 винтами постоянного шага. Такой мультикоптер отличается от одно- и двухвинтового тем, что автомата перекоса у него нет. У каждого пропеллера есть свой двигатель, приводящий устройство в движение. Всего у четырехвинтового мультикоптера 4 двигателя, каждый из которых имеет собственное зарядное устройство (аккумулятор).

Маневрирование квадрокоптера осуществляется путем регулирования скорости пропеллеров и происходит таким образом:

  •     подъем устройства происходит путем ускорения всех четырех винтов;
  •     движение конструкции в сторону происходит, когда с одной стороны увеличивается скорость вращения пропеллеров, а с другой замедляется;
  •     поворот устройства — вращающиеся против часовой стрелки пропеллеры ускоряются, а те, что движутся по часовой стрелке, замедляются.

В квадрокоптере 4 винта, каждый из которых работает от собственного двигателя. Все винты работают целостно. Контролировать работу устройства получается благодаря микропроцессорной системе. Команды радиоуправления передаются на устройство и системой переводятся в команды каждому двигателю.

В некоторых случаях на аппарат могут быть установлены акселерометр (позволяет зафиксировать устройство в горизонтальном положении) и бародатчик (помогает установить аппарат на нужной высоте). Для удержания небольшой высоты и посадки в автоматическом режиме, может использоваться сонар. Он помогает облетать препятствия.

В зависимости от расположения двигателей, устройства делятся на 2 вида:

  •     Крестообразный. У мультикоптеров этого вида двигатели размещены так: по одному двигателю спереди, сзади и по бокам.
  •     В виде буквы «Х». В таких устройствах 2 пропеллера находится спереди, 2 сзади. Вместе они напоминают букву «Х».

По принципу управления мультикоптеры бывают[3]:

  • автономные
  • дистанционно-управляемые (беспилотные)

Мультикоптеры имеют 3 или более винтов постоянного шага (автомата перекоса, в отличие от одно- и двухвинтовых аппаратов, нет). Каждый винт приводится в движение собственным двигателем. Половина винтов вращается по часовой стрелке, половина — против, поэтому рулевой винт мультикоптеру не нужен. Маневрируют мультикоптеры путём изменения скорости вращения винтов. Например:

  • ускорить все винты — подъём;
  • ускорить винты с одной стороны и замедлить с другой — движение в сторону;
  • ускорить винты, вращающиеся по часовой стрелке, и замедлить вращающиеся против — поворот в плоскости.

Микропроцессорная система переводит команды радиоуправления в команды двигателям. Чтобы обеспечить стабильное зависание, мультикоптеры в обязательном порядке снабжают тремя гироскопами, фиксирующими крен аппарата. Как вспомогательный инструмент, иногда, также используется акселерометр, данные от которого позволяют процессору устанавливать абсолютно горизонтальное положение, и бародатчик, который позволяет фиксировать аппарат на нужной высоте.

Также, применяют сонар для автоматической посадки и удержания небольшой высоты, а также для облёта препятствий. И самое главное — GPS-приемник, позволяющий записывать маршрут полёта заранее, с компьютера, а также, возвращать аппарат в точку взлёта, в случае потери управляющего радиосигнала, или снимать параметры полёта оперативно или потом[4].

Мультикоптеры имеют чётное (от 4 до 12) число винтов постоянного шага (автомата перекоса,в отличие от одно- и двухвинтовых аппаратов, нет). Каждый винт приводится в движение собственным двигателем.Половина винтов вращается по часовой стрелке, половина — против, поэтому хвостовой винт мультикоптеру не нужен.Маневрируют мультикоптеры путём изменения скорости вращения винтов. Например:

  1. ускорить все винты — подъём;
  2. ускорить винты с одной стороны и замедлить с другой — движение в строну;
  3. ускорить винты, вращающиеся по часовой стрелке, и замедлить вращающиеся против — поворот.

Микропроцессорная система, показанная на рисунке 2, переводит команды радиоуправления в команды к двигателям.
Чтобы обеспечить стабильное зависание, мультикоптеры в обязательном порядке снабжают тремя гироскопами,
фиксирующими крен аппарата. Как вспомогательный инструмент, иногда, также используется акселерометр,
данные от которого позволяют процессору устанавливать абсолютно горизонтальное положение, и бародатчик,
который позволяет фиксировать аппарат на нужной высоте.

Также, применяют сонар для автоматической посадки иудержания небольшой высоты, а также для облёта препятствий. И самое главное — GPS-приемник, позволяющий записыватьмаршрут полета заранее, с компьютера, а также, возвращать аппарат в точку взлёта, в случае потери управляющего радиосигнала,или снимать параметры полёта оперативно или после посадки [3].

Революционный дрон dji «inspire 1»

Все в том же 2023 году, DJI снова выпустила по истине революционный продукт. Это был квадрокоптер «Inspire 1» — дрон, необычной конструкции — первый серийный мультироторный вертолет с изменяемой геометрией, и сменными камерами. «Inspire1» так же был первым серийным мультиротором, который комплектовался двумя пультами управления. Один пульт для пилота, другой — для оператора камеры. И снова впервые, DJI оснастила этот дрон сменными камерами собственного производства.

До этого времени, доминирующей тенденцией в конструировании съемочных дронов была идея построения подвеса и дрона вокруг традиционных камер для наземной съемки. Приходилось возить по небу ненужные в полете детали съемочного оборудования. Все эти рукоятки, кнопки, экраны и прочие элементы для взаимодействия камеры и наземного оператора. Недостатки были очевидны — тяжелая громоздкая и дорогая конструкция, сложная в настройке и обслуживании. Летные качества всей системы в связи с этим тоже оставляли желать лучшего.

По моему мнению, гениальность инженеров DJI проявилась в том, что они интегрировали съемочную часть камеры в одну конструкцию с подвесом. В результате получилось легкое устройство с отличной стабилизацией и съемочными характеристиками. Даже сегодня, «Inspire 1» является рекордсменом по разнообразию камер, которые на него можно установить.

Рекомендации по покупке квадрокоптера

Популярность дронов сегодня растет лавинообразно. Многие люди приобретают их просто для видео-селфи, которые можно выложить в Интернет, чтобы удивить и порадовать своих подписчиков в соцсети.

Сразу предупредим: при покупке беспилотника не соблазняйтесь его слишком низкой ценой. На современном рынке много подделок, которые стоят сравнительно дешево, но ведь и небольшую сумму жалко «выбросить на ветер».

Лидерами по оптимальному соотношению цены и качества являются сегодня квадролеты китайской фирмы DJI. Выбрать можно как профессиональные дроны (скажем, DJI Phantom 4 Pro), так и более простые, но очень качественные модели (к примеру, DJI Mavic Air).

При выборе конкретной модели нужно исходить из тех задач, которые вы хотите решать с помощью БПЛА. Например, видео с беспилотника может передаваться в режиме реального времени или же записываться на флеш-память. Первый вариант, разумеется, предоставляет куда больше возможностей по видеосъемке и видеомониторингу.

Дроны различаются и по количеству каналов управления: чем их больше – тем лучше. Новичкам посоветуем обратить внимание на наличие такой полезной функции гаджета, как Headless Mode, благодаря которой не нужно задумываться, где у квадрокоптера перед, а где зад.

Предпочтительнее также выбрать БПЛА с гироскопом: этот миниатюрный датчик контролирует положение дрона во время полета, обеспечивая ему завидную устойчивость, особенно при сильном ветре. В данном случае коптер просто зависает, благодаря чему уменьшается риск сноса его в сторону и столкновения с препятствием.

И, конечно же, огромное значение для любого дрона имеют дальность полета и продолжительность нахождения в воздухе.

Рынок бытовых квадрокоптеров

Несмотря на огромное разнообразие бытовых беспилотников, их можно разделить на три основные группы:

  • Квадрокоптеры для новичков. С ними легко справляются даже дети, отчего такие БПЛА нередко называют игрушками. Однако данные гаджеты хорошо подходят и для взрослых, только начинающих осваивать дроны. Эти аппараты обычно имеют микропроцессор, в обязательном порядке – 6-осевой гироскоп, а также простейший барометрический сенсор (для удержания высоты);
  • Любительские мультикоптеры. Их, как правило, приобретают уже опытные специалисты, которым дроны нужны для решения конкретных задач, скажем, для съемки свадеб, организации воздушных состязаний и так далее. Такие беспилотники обычно оснащены автономными функциями полета и съемки;
  • БПЛА для профессионалов. Предназначены, как нетрудно догадаться, для использования в профессиональной сфере, и управляют ими только опытные пилоты. С помощью этих устройств выполняются спасательные операции, сложная аэросъемка, мониторинг земельных угодий и многое другое. Обладая всеми основными функциями, присущими современным мультикоптерам, такие аппараты оснащены высококачественными видеокамерами, отличной электронной начинкой, емкими аккумуляторами, что обеспечивает дальность полета и качественную съемку. Правда, и стоят профессиональные беспилотники соответственно.

Составные части квадрокоптера и процесс сборки

Каждый пропеллер квадрокоптера приводится в действие собственным электромотором, питаемым от мощных батарей и управляемыхмикрокомпьютером. Задача последнего – поддерживать машину в полете, обеспечивая синхронность работы двигателей в зависимостиот показаний датчиков, преобразовывать команды оператора в изменения режимов работы двигателей.

Самым главным элементом летательного аппрата является рама. Она должна быть сбалансированной (значим вес каждого винтика),
жесткой (чтобы выдерживать нагрузки) и упругой (чтобы гасить
колебания и не рассыпаться при неудачном приземлении). Необходимо соблюсти все эти условия, грамотно разместить узлы и
дополнительное оборудование, выдержать требования к прочности и виброзащите.

Современные квадрокоптеры используют бесколлекторные электродвигатели и литий-полимерные аккумуляторы в качестве источникаэнергии.

Поднимаемый полезный груз моделями квадрокоптеров среднего размера и грузоподъемности — от 500 гр. до 2—3 кг., что позволяетподнять в воздух небольшую фото или видеокамеру.

Скорость полета мультикоптера может быть самой разной от нуля (неподвижное висение в точке) до 100-110 км/ч. Запас энергиибатарей позволяет отдельным моделям квадрокоптеров улетать на расстояние до 7-12 км.

На практике радиус действия (максимальное расстояние, на которое они способны улететь с последующим возвратом в точку
взлета) обычно ограничен прямой видимостью (100 – 200 м при ручном управлении) либо дальностью действия аппаратуры
радиоуправления и видеолинка. При этом лучшие образцы подобной аппаратуры, использующие усилители мощности радиосигнала и
систему направленных антенн, способны обеспечивать стабильные радиоуправление и видеолинк на расстояния до 100 км
[4].

Общая структура квадрокоптера приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Структурная схема квадрокоптера

Соединив все элементы в единое целое, потихоньку начинает вырисовываться квадрокоптер. После сборки начинается долгий имучительный процесс настройки полетного контроллера.

Рисунок 4 – Сборка коптера

Рисунок 5 – Настройки полетного контроллера KK2.0

Разумеется, не обойтись без аппаратуры для дистанционного управления.

Рисунок 6 – Аппаратура дистанционного управления

Всегда было интересно как мир выглядит с высоты. Что видят птицы, чего не видно на картах GoogleEarth.
Так пришло увлечение заниматься квадрокоптерами, летать под облаками, снимать видео.

Мечта, о полете в облока воплатилась, квадрокоптер героически преодолел высоту в 10 метров и вернулсяна землю, став грудой обломков. Рвение полета было неприодалимо огромным и первый провальный полет меня не остановил.

Рисунок 7 – Полет квадрокоптера с фотоаппаратом

Заключение

Малые мультикоптеры, и в первую очередь квадролеты, становятся неотъемлемой частью жизни современного россиянина. Популярность их растет из года в год. По прогнозам аналитиков, объем мирового рынка этих беспилотников в 2035 году составит не менее 200 миллиардов долларов США, из которых свыше 40 миллиардов придется на долю России. К этому времени на руках наших соотечественников будет не меньше 100 тысяч БПЛА.

Если вы хотите ознакомиться с лучшими современным квадрокоптерами, рекомендуем вам посмотреть наши популярные обзоры:

1. Обзор и рейтинг ТОП 5 лучших квадрокоптеров с камерой в 2020 году.
2. Обзор и рейтинг ТОП 5 лучших квадрокоптеров с камерой в 2023 году.
3. Обзор и рейтинг ТОП 10 лучших квадрокоптеров с камерой в 2023 году.

Ниже представлены цены на популярные квадрокоптеры (в списке только надежные и проверенные интернет-магазины с хорошими отзывами на Яндекс.Маркете):

Нажмите на ссылку выбранного вами варианта, чтобы увидеть подробные характеристики и комплектацию квадрокоптера.


Полезное видео на тему: «Как научиться управлять квадрокоптером»

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий