Дрон – что это такое? Описание, история, применение, фото и видео дронов.

Дрон - что это такое? Описание, история, применение, фото и видео дронов. Вертолеты

Что нас ждет в мире бпла?

Многие эксперты считают, что у такого вида авиации большое будущее. Главное — использовать их правильно, в режиме не выходящим за рамки законодательства своей страны. Большой спрос на любительские модели поставил под угрозу раскрытия всех секретных военных объектов.

На ведущих ролях в создании новых моделей останутся все те же: Россия, Израиль, США и Китай (где создается 85% рынка любительских моделей). Есть несколько интересных особенностей, которые могу лечь в основу индустрии БПЛА в новом 2021 году.

  • Управление целой флотилией беспилотников (продемонстрирована боевиками в Сирии) — под управлением флотилией мы имеем в виду управление несколькими коптерами с одного пульта без опасения, что они столкнутся. Каждый коптер в группе будет знать свою позицию и ни при каких обстоятельствах не помешает другим. Рискнем утверждать, что это станет следующим серьезным шагом в развитии индустрии, который удивит пилотов-любителей, а профессионалам откроет безграничные возможности. В этом нет никакого сомнения.
  • Станции автоматической подзарядки — больше пригодятся профессионалам, а не любителям. Сама мысль о полностью автоматических коптерах, которые перевозят грузы и сами заряжаются, грандиозна. Последнее время о системах автоматической подзарядки много говорят. Проведенные тесты показали многообещающие результаты. Похоже, появление станций автоматической подзарядки – только вопрос времени.
  • Продумывание защиты каналов связи – сейчас сигнал GPS можно глушить, перехватить или подменить
  • Увеличения количества компаний, занимающихся созданием оружия для борьбы с БПЛА

Pixelito

Второй схемой, разрабатываемой параллельно, стала схема с вертикальным влетом моделиста из Бельгии по имени Александр. Он назвал свой вертолет Pixelito. Александр применил в нем схему, отличную от Proxflyer, с одним несущим винтом.


Стабильности ее полёта способствовало специальное устройство на винте: за неимением приемлемых по весу электронных стабилизаторов полета, на винт ставилось массивное навершие, выполнявшее при раскрутке роль гироскопа.

Сверху находится балансир (flybar, Bell/Hiller bar):

Как бы в последствии конструкторы ни пытались, без этой штуки вертолеты с одним винтом летать отказывались. Напомню, что первой вертолетной схеме балансир был не нужен или, может быть, его функцию частично выполняло ограничительное кольцо на лопастях из бальзового дерева.

В этой модели моторчика было тоже два: для основного винта, который позволял лететь вверх-вперед, и для стабилизирующего пропеллера, с помощью которого можно было поворачивать. Модель получилась невероятно маленького размера, о чем можно судить по фото с хомячком, оно 2003 года, так что сорри за качество. Модель весила всего 6,9 грамм.


В 2003 году Александр был уже почти у создания работоспособной модели, и нашел Питера, создателя Proxflyer. Они решили объединить усилия, и таким образом довели свои модели до рабочих прототипов.

В записи от 15 Декабря 2003 года говорится: «Сегодня мы с Питером с удовольствием представляем результат наших последних совместных разработок. Я создал вертолет Pixelito, а Питер — Proxflyer Micron (на тот момент уже не первую модель норвежца — мое примечание).

Pixelito — это вертолет с моей собственной системой контроля ротора, а дизайн Питера уже довольно хорошо известен. Мы называем их роботами, потому что такое название характеризует их лучше всего. Примерно 2 недели назад мы с Питером провели чудесные выходные у меня дома и после этого решили, что было бы неплохо вести совместные исследования, каждый у себя дома, но двигаясь к общей цели.


Видео только что созданного мини-вертолета Pixelito, но в ролике им управляет друг его создателя, автор Proxflyer Peter Muren. Можно догадаться, что Александр держит камеру.

Pixelito, 2003 год.

Третьим прототипом могла бы стать нашумевшая в то же самое время разработка японской фирмы Seiko Epson. Модель могла летать только вверх и вниз.

Борьба с дронами

Компании, выпускающие продукцию для борьбы с беспилотниками, развиваются так же быстро, как и те, что производят дроны. К примеру, в настоящий момент можно без проблем приобрести ружье, стреляющее сетью для отлова БПЛА, различные радиоглушилки, которые закрывают воздушное пространство для беспилотников, и даже дроны, предназначенные ловить или сбивать своих собратьев.

Совсем недавно корпорация «Ростехнологии» создала уникальную станцию, способную с помощью радиоподсвета цели фиксировать дроны на расстоянии до восьми километров. Как заявил исполнительный директор корпорации О.Евтушенко, сотрудники «Ростехнологий» решили проблему обнаружения современных БПЛА в радиусе их безопасного функционирования.

Некоторые люди даже специально обучают соколов и других ловчих птиц охоте на дроны; имеются и другие способы борьбы с ними. Интересная ситуация: одни создают все более совершенные и «умные» мультикоптеры, а другие прикладывают не меньше усилий, чтобы эти чудеса техники не занимали воздушное пространство и не мешали людям жить.

Опасения по поводу БПЛА отнюдь не лишены оснований, поскольку современные дроны оснащаются «мозгами» и видеокамерами, способными следить за человеком с огромного расстояния даже в темноте. Совершенствуются не только смартфоны, которыми пользуется каждый из нас, но в не меньшей степени и беспилотники. А потому шпионить за людьми, нарушая их право на частную жизнь, становится все легче.

Неудивительно, что в настоящее время проводятся посвященные этой теме международные конференции. Так, участники одного из подобных мероприятий, прошедшего в Сан-Франциско, пришли к выводу, что дроны становятся все более опасными. Даже если опустить моральную сторону вопроса, остается угроза физического увечья коптерами людей.

Виды беспилотных летательных аппаратов

90-ые годы были отмечены повсеместным внедрением новых систем связи и навигации, в частности GPS. Это стало основой для появления БПЛА нового типа, управление и получение данных с которых существенно упростились. В результате их создание вышло за рамки военных проектов и сформировался молодой гражданский рынок этих летательных аппаратов.

Эксперты регулярно прогнозируют небывалый рост, но время показывает, что некоторые пророчества оказываются всё же слишком оптимистичными. Тем не менее, в 2021 году только в США было продано 2,8 млн гражданских моделей, а общий оборот в отрасли составил 953 млн долларов.

Активное дроностроение и внедрение их в гражданскую среду, привели к росту вариантов их 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 квадрокоптер, 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 2021 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 2021 году компания Amazon провела испытания по доставке посылок с помощью квадрокоптера 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.
  6. Военные БПЛА – беспилотники изначально и создавались для нужд армии. Это отличный инструмент разведки для сбора данных о положении вражеских сил, сброса боеприпасов, обстрела заданных целей, причем, не только воздушные модели, но и подводные.

Возможности современных коммерческих бпла

Безусловно, дроны были и остаются прерогативой военных ведомств, тем более что у последних больше возможностей для производства и совершенствования беспилотников, а также использования воздушного пространства. Однако и возможности современных коммерческих БПЛА заметно расширяются.

И если доставка товаров с помощью дронов Prime Air, продемонстрированная компанией Amazon, произвела в свое время настоящий фурор, то сегодня подобными воздушными перевозками пользуются уже многие мировые фирмы. Возможности коммерческих дронов протестировали Почта России и Сбербанк РФ (с легкой подачи Германа Грефа).

Сегодня с помощью квадрокоптеров американская компания Domino’s доставляет в Новой Зеландии пиццу, а стартап Zipline наладил поставку медикаментов в отдаленные районы Руанды. Подобных примеров уже сотни, а завтра их будут тысячи.

Смотрите про коптеры:  УРОКИ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ СБОРКЕ Р/У АВИАМОДЕЛИ ИЗ ПОТОЛОЧНОЙ ПЛИТКИ. ОТ РАСКРОЙКИ ДО ОБЛЕТА! | Пикабу

Беспилотники могут быстро, безопасно и с наименьшими затратами средств добираться до самых недоступных мест, сбрасывать продукты и необходимые вещи. Они способны действовать как в одиночку, так и группами, что во много раз повышает их эффективность. Так, в 2021 году целый отряд дронов оценивал повреждения и участвовал в составлении плана восстановления разрушенных ураганом «Харви» городов и прочих населенных пунктов Техаса.

В настоящее время беспилотники с успехом используются агентствами недвижимости для оценки строений, кинокомпаниями – для съемки захватывающих панорам и головокружительных погонь, сельскими тружениками – чтобы обнаружить поражения посевов вредителями, опылять поля, наблюдать за скотиной и пр.

Дальнейшее развитие и перспективы

Благодаря совершенствованию бортовой электроники и использованию модулей GPS, модели научились удерживать свое положение в пространстве и постоянную высоту. На мультикоптеры стали ставить телеуправление, которое по-английски называется FPV — First Person View, вид от первого лица.

Гонки на дронах с управлением с FPV, 2021 год

Позже одна компания при каком-то технологическом институте стала разрабатывать систему автоматисеского контроля роя мультикоптеров и добилась впечатляющих результатов: они не только смогли заставить тучи дронов летать по заданным траекториям, не сталкиваясь.

Голограмма из дронов, 2021 год

Уже в 2021 году построили прототип мультикоптера, способного поднять над землей человека. Сейчас это направление активно развивается. Ведь для перевозки людей здесь есть преимущества перед вертолетами. Это и удобство управления, и более компактные размеры, и электричество в качестве топлива, и безопасность из-за наличия нескольких пропеллеров вместо одного-двух.

Первый мультикоптер с человеком на борту, 2021 год

Устройство дронов продолжает совершенствоваться, для них появляется все больше сфер применения. Мультикоптеры совершенствуют многие авиапроизводители, включая Boeing. Да что там Boeing — сама Почта России уже во всю экспериментирует с доставкой грузов по воздуху. Полет на квадрокоптере с видом от первого лица, от которого захватывает дух, 2021 год.


Возможно, скоро нас ждут аэротакси, огромные пространственные трехмерные скульптуры из дронов на любом большом празднике, доставка посылок и корреспонденции вне зависимости от того, где вы находитесь, а пиццы — всего лишь за три минуты!

Дроны навсегда. каким был первый беспилотник и как будет развиваться эта технология

Многие современные технологии и девайсы, если немного поскрести, были придуманы десятки лет назад. Дроны — не исключение. При желании их историю можно возвести аж к середине XIX века, когда во время революции 1848−1849 годов в Италии австрийцы отправили на Венецию воздушные шары без пилотов, но с бомбами, которые автоматически сбрасывались над территорией врага. По крайней мере, таков был план. На практике же ветер во время операции поменялся, и часть воздушных шаров отнесло обратно к австрийцам. Впрочем, уже через полвека после этой неудачной военной операции Никола Тесла продемонстрировал в Нью-Йорке игрушечную лодку с радиоуправлением — так дроны управляются и по сей день.

Во время Первой мировой войны американские изобретатели Орвилл Райт и Чарльз Кеттеринг руководили созданием «самолетающей воздушной торпеды», которую прозвали «Жуком Кеттеринга». «Жук» запускался с катапульты подобно современным дронам. Операторы заранее рассчитывали, сколько оборотов двигателя ему понадобится, чтобы долететь до цели по прямой. После нужного количества оборотов он взрывался. Правда, применения в реальных боевых действиях «Жук» так и не получил: военные сомневались в его надежности и предсказуемости траектории его полета.

Жук Кеттеринга. Фото: Greg Hume / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Наконец, в 1935 году в Канаде создали беспилотный самолет DH.82 Queen Bee. По виду он был похож на боевую машину, однако был сделан из легких и дешевых материалов для использования в качестве мишени при учениях. DH.82 Queen Bee управлялся по радиосвязи и именно после него за подобными аппаратами закрепилось название дронов — от английского drone, «трутень».

В общем, дроны — далеко не новинка. Долгое время они были либо серьезной военной техникой, либо игрушкой для любителей. Однако в последнее время они все чаще используются в мирных и при этом практических целях.

«Беспилотники можно использовать в сельском хозяйстве и картографии, строить 3D-модели ландшафта местности по снимкам, полученным с аппаратов, анализировать грунт, посевы и так далее. Кроме того, их можно использовать в качестве базовых станций/ретрансляторов для оперативного развертывания мобильной сети там, где это невозможно. Например, в местах стихийных бедствий или в горах», — говорит Дмитрий Сурков.

Подробно о том, как и для чего можно использовать дроны и как это делается в России, мы уже писали. Здесь и серьезное промышленное применение, например осмотр нефтегазовых труб или линий электропередач на предмет повреждений, и спасение людей, и развлечения вроде дронов-официантов.

Дроны-официанты

Прогнозируют, что мирная сфера применения дронов будет только расти. Ну, а сами дроны, как и любая технология, будут совершенствоваться. «Два основных направления — это увеличение времени полета и улучшение навигационных систем. Наиболее актуальны сейчас компьютерное зрение, анализ видеоизображения в режиме реального времени и навигация аппарата по картинке, отказ от датчиков (GPS). Это позволит стабилизировать аппараты с миллиметровой точностью, вне зависимости от условий, качества датчиков, приема сигнала GPS», — рассуждает Сурков.

Дрон с системой компьютерного зрения облетает препятствия

Кроме того, в России нужно утрясти законодательные тонкости использования. «С эксплуатацией дронов в России есть определенные сложности. Связано это главным образом с непроработанными подзаконными актами. Кроме того, сейчас весьма непросто выяснить, какие структуры занимаются регулированием полетов БПЛА (по крайней мере, для частного лица это почти невозможно). Впрочем, все, что весит до 200 грамм, летает без разрешений», — продолжает Дмитрий.

Действительно, необходимость ограничивать свободный полет дронов есть, и не только в нашей стране. В частности, она связана с опасностью маленьких потребительских беспилотников для настоящих самолетов. Например, в прошлом году дрон в Москве залетел на территорию Шереметьево, а несколько дней назад в Канаде беспилотник врезался в пассажирский самолет. В обоих случаях ничего страшного не произошло, но, если бы дрон попал в двигатель самолета, дело бы кончилось плохо.

Дрон сталкивается с самолетом над Нью-Йорком

Кроме того, дроны иногда падают на людей и, конечно же, привлекают преступников возможностью отправлять небольшие посылки или наблюдать за определенной территорией.

Дмитрий Сурков — эксперт Олимпиады НТИ для школьников, профиль «Беспилотные авиационные системы».

 Екатерина Боровикова

Если сомневаешься — ставь больше пропеллеров!

Почти сразу после появления моделей вертолетов появились попытки создания многопропеллерных, если можно так выразиться, машин.

Чем больше пропеллеров было в модели, тем труднее было согласовывать их работу. Тот же вертолет Chinook с картинки выше, без гироскопа колбасило при полете так, что становилось сомнительным применение двух пар винтов. Для полета же моделей с тремя и более количеством двигателей требовалась электроника, на порядок сложнее вертолетной.

Поначалу стали экспериментировать с количеством электромоторов. Это сейчас почти всегда ставится знак равенства между дроном и квадрокоптером, но на заре их появления было совсем не так.

Изначально многомоторные модели собирали исключительно энтузиасты. Почти сразу же возникла идея ставить на модели компактные камеры, которых в то время было не много, а GoPro появилась уже позже, и удачно вписалась в тренд. Камеры собирали из собственноручно припаянных контроллеров к камерам от мобильных телефонов и так далее.

Конструкторы мультикоптеров подбирали материалы для их рам, экспериментировали с разными электродвигателями, стали собирать различные модули для согласованного управления пропеллерами и гироскопы, писать для этого ПО и обмениваться удачными находками друг с другом. Получалось с переменным успехом.

Пока не было надежной электроники для согласования моторов, смотреть на полеты таких устройств жутковато. Здесь были и поломанные рамы, и потерянные видеокамеры, и утонувшие в водоемах дорогостоящие электронные модули. Однако год от года стабильность, дальность полета, простота управления и качество снимаемых видео постоянно возрастали.

Один из первых трикоптеров, 2021 год

И вот, после долгих экспериментов, модели стали уже летать стабильно. Можно было не бояться, что она завалится на бок при полете или что вибрация при полете будет мешать управлению. Поначалу все ставили себе столько пропеллеров, сколько хотели, но позже каждой схеме, все же, нашлось свое применение.

Пролет квадрокоптера с камерой GoPro Hero 3 на борту через фейерверк, лучше смотреть в HD, 2021 год

Машины с тремя и четырьмя моторами стали чаще применяться для развлекательных полетов, для съемки видео, а увеличенное число пропеллеров пригодилось в коптерах для перевозки грузов, а также в тех случаях, когда от мультикоптера требуется надежность. Ведь если при отказе одного из моторов в модели вертолета неизбежно происходит его крушение, то в случае моделей с несколькими двигателями нагрузку вышедшего из строя мотора можно распределить на другие и удержать машину в воздухе.

Октакоптер, специально предназначенный для перевозки грузов, 2021 год

История развития бпла

Человека достаточно давно посетила мысль о создании такой машины, которой можно было бы, без вреда для себя, управлять на расстоянии. Спустя 30 лет после первого полета братьев Райт эта идея воплотилась в реальность, и в 1933 году в Великобритании был построен специальный самолет на дистанционном управлении.

Фэйри Куин может по праву считаться первым БПЛА современной истории, и англичане использовали этот аппарат в качестве учебной мишени, для тренировки своих зенитчиков.

Первым дроном, принявшим участие в боях был немецкий ФАУ-1. Это была радиоуправляемая ракета с реактивным двигателем. Она была оснащена автопилотом, в который немецкие операторы вводили информацию о предстоящем полете. За годы Второй мировой войны эта ракета успешно выполнила около 20 тыс. боевых вылетов, нанося авиаудары по важным стратегическим и гражданским объектам Великобритании.

Смотрите про коптеры:  Система управления триммерами. Назначение триммера. Принцип работы электрического и механического триммирования.

После окончания Второй мировой, США и Советский Союз по ходу растущих взаимных претензий друг к другу, ставшими плацдармом для начала холодной войны, начали выделять огромные деньги из бюджета на развитие беспилотных летательных аппаратов.

Так, во время ведения боевых действий во Вьетнаме, обе стороны активно применяли БПЛА, для решения различных боевых задач. Радиоуправляемые аппараты делали аэрофотоснимки, вели радиолокационную разведку и их применяли в роли ретрансляторов.

В 1978 году случился настоящий прорыв в истории развития беспилотников. ИАИ Скаут был представлен военпредами Израиля и стал первым в истории боевым БПЛА.

А в 1982 году, во время войны в Ливии этот дрон практически полностью уничтожили сирийскую систему ПВО. Во время ведения тех боевых действий армия Сирии потеряла 19 зенитных батарей и было уничтожено 85 самолетов.

После этих событий американцы стали уделять максимум внимания к разработке дронов, и в 90-х годах стали мировыми лидерами в области применения беспилотных летательных аппаратов.

Дроны активно использовались в 1991 году во время «Бури в пустыне», а также в ходе военных операции на территории Югославии в 1999 году. Сейчас на вооружении армии США стоит около 8,5 тыс. радиоуправляемых дронов и это в основном малогабаритные БПЛА для выполнения разведывательных задач в интересах сухопутных войск.

Как появились бытовые дроны

Как показывает история возникновения и развития дронов, долгое время эти беспилотники использовались людьми сугубо в военных целях. Однако постепенно БПЛА стали применять в различных отраслях народного хозяйства и для научных исследований.

А вот потребительские, или бытовые, дроны, в частности столь популярные сегодня квадрокоптеры, появились на рубеже двадцатого и двадцать первого столетий благодаря фанатам радиоуправляемых летательных моделей. В это время в быту уже широко использовались смартфоны, и самодеятельные конструкторы поняли, что в этих гаджетах есть все, что нужно для автопилотируемого и дистанционно управляемого аппарата.

Какие детали смартфона пригодились для бытовых беспилотников:

– гироскоп. Этот маленький датчик заставляет дрон двигаться туда, куда вы приказываете ему в форме бесконтактной команды;

– акселерометр. Еще один мобильный датчик, помогающий беспилотнику удерживать высоту, определять направление и скорость движения;

– микрокомпьютер. Процессор, который с каждым годом делает дрон все более «умным» и совершенным. Кстати, современные производители выпускают их и для мобильников, и для БПЛА;

– GPS-навигатор, который помогает ориентироваться в пространстве не только человеку, но и дрону;

– видеокамера. От ее качества зависит престиж (соответственно и цена) как смартфона, так и беспилотника.

Стоит отметить, что выпускавшиеся солидными компаниями дроны, даже приобретя коммерческое назначение, стоили сначала очень дорого и требовали для своего управления и обслуживания опытных специалистов. А посему никто не мог предположить, что уже вскоре эти аппараты станут доступными для рядового потребителя.

Однако в 2021 году стартап-компания Parrot продемонстрировала квадрокоптер AR Drone, управляемый с помощью смартфонов iPod или iPhone и оснащенный двумя видеокамерами. Это был настоящий прорыв в бытовом дроностроении, благодаря которому уже вскоре (начиная с 2021 года) на мировом рынке появляются многочисленные и самые разные по конструкции и цене беспилотники.

Именно тогда самыми популярными бытовыми БПЛА становятся квадрокоптеры, а мировым лидером по производству потребительских дронов – китайская компания DJI, которая и сегодня удерживает первенство в данной области.

Конструктивные особенности

Со времен изобретения британцами дрона-мишени, наука сделала огромный шаг вперед в развитии летающих роботов на дистанционном управлении. Современные беспилотники имеют большую дальность и скорость полета.

Это происходит в основном за счет жесткой фиксации крыла, мощности встроенного в робот двигателя и применяемого топлива, конечно. Имеются беспилотники и на аккумуляторах, но они не в состоянии конкурировать по дальности полета с топливными, во всяком случае, пока.

Обширное применение при проведении разведывательных действий получили глайдеры и конвертопланы. Первые довольно просты в производстве и не требуют больших финансовых вложений, и в некоторых образцах по конструкции не предусмотрен двигатель.

Отличительной особенностью вторых, является то, что его взлет основан на вертолетной тяге, в то время как при маневрировании в воздухе, эти дроны используют самолетные крылья.

Тейлсиггеры — роботы, которых разработчики наделили способностью менять профили полета находясь непосредственно в воздухе. Происходит это за счет поворота либо всей, либо части конструкции в вертикальной плоскости. Также бывают проводные беспилотники и пилотирование дрона осуществляется посредством передачи на его борт команд управления через подсоединенный кабель.

Есть беспилотники, отличающиеся от остальных набором своих нестандартных функций или выполненные функций в необычном стиле. Это экзотические БПЛА, и некоторые из них могут без труда приземлиться на воду или закрепиться на вертикальной поверхности как рыба-прилипала.

БПЛА, в основе которых лежит вертолетная конструкция, также отличаются друг от друга своими функциями и задачами. Существуют аппараты как с одним винтом, так и несколькими — такие дроны именуют квадрокоптерами, и используют их преимущественно в «гражданских» целях.

У них бывают по 2, 4, 6 или 8 винтов, парно и симметрично расположенных от продольной оси робота, и чем их больше, тем лучше БПЛА устойчив в воздухе, и он намного лучше управляем.

Конструктивные особенности дронов

Дроны или БПЛА по своим конструктивным особенностям похожи на вертолет, с разнесенными лучами, на которых установлены винты. В зависимости от назначения количество двигателей и винтов на дронах может быть от четырех до восьми.  Хотя иногда встречаются аппараты и с большим количеством двигателей.

Рис.7 Дрон с 8-ю винтами

Посредине устанавливается все необходимая электронная начинка для управления, так называемый полетный контроллер, и крепятся стойки для безопасной посадки устройства. Полетный контроллер получает питание от аккумулятора, и взаимодействует с датчиками высоты, гироскопом и системой приема и передачи сигналов.

Он по сигналу от пульта управления или по заранее заложенной программе может менять скорость, высоту, выполнять другие действия, характерные для разновидности дронов. Дроны по своим полетным характеристикам условно делятся на следующие классы:

  1. Микро. Самые легкие БПЛА, вес до 1 кг, могут находиться в воздухе в течение 1 часа, набирают высоту 1 км.

Рис.8 Микро дрон

  1. Мини. Вес дронов до 50 кг, в воздухе могут находиться 5 часов, а высота полета от 3 до 5 км.
  2. Класс Миди. БПЛА среднего класса, вес может достигать 1 тонны. Длительность пребывания в воздухе 15 часов. Дроны способны летать на высоте до 10 км.
  3. Тяжелые БПЛА. Такие дроны применяют для длительных полетов продолжительностью более 24 часов. Вес их превышает 1 тонну, и они могут подниматься на высоту 20 км.

В конструкцию дронов входят спутниковые навигаторы и программируемый, в зависимости от условий полета, модуль. В тех случаях, когда БПЛА производит видеосъемку и передает информацию на пульт управления, в нем смонтирована карта памяти и передающее устройство.

От чего в первую очередь зависит будущее дронов

И все-таки будущее дронов зависит не от того, кто победит в этой войне (их сторонники или противники), а от правового регулирования использования БПЛА. Что ни говори, а беспилотники вторгаются в воздушное пространство, создавая опасность для гражданского авиатранспорта. Помимо этого, они способны незаметно проникать куда угодно, создавая людям дискомфорт, а то и опасность для жизни.

В России, например, согласно закону, вес бытового беспилотника не должен превышать 30 килограммов, регистрируются же любые БПЛА с весом от 250 граммов. Вообще для использования дронов предусмотрены многие ограничения. Таким образом, закон есть, однако механизмы его исполнения на федеральном уровне еще не отработаны, а потому в использовании коптеров наблюдается пока некоторый беспредел.

Что касается других стран, то во многих из них нет и того, что мы имеем в России. А потому дроны там нередко используются кем попало и как попало, да и сами они никак не защищены законом, скажем, от тех же хакеров.

Именно международное правовое регулирование использования беспилотников может стать толчком для их дальнейшего интенсивного развития и широкого применения на благо человечества. В противном случае мы будем просто наблюдать, как все больше усиливается противостояние между приверженцами и недругами этих замечательных летательных аппаратов.

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

1. Обзор и рейтинг ТОП 5 лучших дронов с камерой в 2020 году.
2. Обзор и рейтинг ТОП 5 лучших дронов с камерой в 2021 году.
3. Обзор и рейтинг ТОП 10 лучших дронов с камерой в 2021 году.

Отечественные бпла

Российские беспилотники условно подразделяют на следующие категории

БПЛА «Элеон-ЗСВ» относится к аппаратам ближнего радиуса действия, он довольно прост в эксплуатации и его легко переносить в заплечном ранце. Запускается дрон вручную со жгута или сжатым воздухом от насоса.

Способен вести разведку и передавать информацию по цифровому видеоканалу на расстоянии до 25 км. Элеон-10В схож по конструкции и правилам эксплуатации с предыдущим аппаратом. Главное их отличие — увеличение дальности полета до 50 км.

Процесс приземления этих БПЛА осуществляется при помощи специальных парашютов, выбрасываемых при выработке дроном своего заряда батареи.

Рейс-Д (Ту-243) — разведывательно-ударный дрон, способный нести на себе авиавооружение массой до 1 т. Аппарат, выпущенный конструкторским бюро имени Туполева, свой первый полет совершил в 1987 году.

С тех пор беспилотник претерпел множественные улучшения, были установлены: усовершенствованный пилотажно-навигационный комплекс, новые приборы ведения радиолокационной разведки, а также конкурентоспособная оптическая система.

Иркут-200 — больше ударный беспилотник. И в нем в первую очередь ценится высокая автономность аппарата и маленькая масса, благодаря которой могут осуществляться перелеты продолжительностью до 12 часов. Приземляется БПЛА на специально оборудованную площадку длиной около 250 м.

Смотрите про коптеры:  Краткая история роботосоздания / Хабр

Скат — тяжелый БПЛА большой дальности нового поколения разрабатываемый КБ МиГ. Этот дрон будет малозаметен для вражеских радаров, благодаря схеме сборки корпуса, исключающей хвостовое оперение.

Задачей этого дрона нанесение точных ракетно-бомбовых ударов по наземным целям, таким как зенитные батареи войск ПВО или стационарные командные пункты. По задумке разработчиков БПЛА Скат сможет выполнять задачи как автономно, так и в составе звена самолетов.

Длина, м10,25
Скорость, км/ч900
Вес, т10
Размах крыла, м11,5
Дальность полета, км4000
Силовая установкаДвухконтурный турбореактивный двигатель
Время работы, ч36
Ракетная/бомбовая нагрузкаКорректируемые авиабомбы 250 и 500 кг.
Практический потолок, км12

Предпосылки к появлению электрического вертикального взлета

Еще пятнадцать лет назад в небе среди компактных летающих устройств можно было наблюдать только самолеты и вертолеты с двигателями внутреннего сгорания. И во всем мире, и в СССР основой авиамоделизма неизменно выступали самолеты. Это были кордовые, неуправляемые и радиоуправляемые модели.

Конкурс радиоуправляемых вертолетов 1982 года в СССР

У моделей самолетов с авиадвигателями, работающими не на топливе, а от электричества, дело обстояло получше, но для вертолетостроения электромоторы на протяжении более ста пятидесяти лет, с самого момента их появления, были абсолютно непригодны. Вертолеты на видео 1982 года тоже имеют ДВС-двигатели.


Однако время не стоит на месте, и постепенно появились две необходимые для подъемной электротяги вещи. Во-первых, появились малогабаритные, а также и бесщеточные, или вентильные, электромоторы.

Дело в том, что до их появления никакие электродвигатели не давали такой мощности, которая была бы достаточной для подъема нужного веса при приемлемой собственной массе. Поэтому электрические моторы можно было применять в автомобилях, трамваях и метро, с их помощью можно было бриться, перемалывать пищу и качать воду.

Можно было даже исхитриться и добавить к ним крылья, поставив их на самолет. Однако, первые электродвигатели в самолетах непременно проигрывали по ДВС по всем параметрам. Правда, не все электромоторы нового поколения изначально предназначались для авиации, сейчас мы об этом поговорим.

Рыбак-вертолетчик, 2021 г. Модель с ДВС

А во-вторых, появились компактные и ёмкие аккумуляторы, чему, скорее всего, значительно поспособствовало развитие мобильной электроники. Например, стали производиться литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы, которые пришли на смену на смену никель-кадмиевым и никель-металлогидридным.

Самые первые аккумуляторы не были легкими и компактными, а поднять такой в воздух не представлялось возможным. Поначалу их пытались применять и в автомобилях, но появился двигатель внутреннего сгорания и на тот момент быстро поставил точку в развитии электротромобилей. Современные же литий-полимерные аккумуляторы позволили получить бо́льшую ёмкость на единицу массы.

Улучшения и повышение стабилизации полета

В то время как первые игрушечные вертолеты имели всего 2 канала управления (вперед-вверх и поворот лишь в одну сторону), любители для себя делали и модели на многоканальном радиоуправлении. Чтобы управлять самыми первыми моделями дистанционно управляемых вертолетов, требовалась довольно долгая тренировка, поскольку ровно удержать его в воздухе было довольно трудно, и многое зависело от мастерства пилота.

Для самых простых игрушечных вертолетов вместо радиоуправления применялось управление по инфракрасному излучению. В более продвинутых моделях — по радиоканалу. В дешевых моделях оно было двухканальным, чем дороже — тем каналов управления становилось больше.


Обратите внимание, как трудно пилоту совладать с удержанием модели на месте:

Одна из первых моделей вертолетов, 2007 год. 

Появление миниатюрных гироскопов значительно улучшило эту ситуацию. После добавления в модель этого устройства полет становился прямо непривычно стабилен, не надо было постоянно держать пальцы на клавишах управления. Однако такие модели стоили гораздо дороже, чем вертолеты без гироскопа.

Видео про модели вертолетов с гироскопами, 2021 год

Самой популярной из моделей с гироскопом для массового покупателя была модель Syma S107, ну а самыми надежными, выдерживавшими прямые столкновения со стенами, зубы котов и бесконечные тараны мебели, наверное, являлись вертолетики фирмы Himoto. Гироскопы стали применяться и в моделях вертолетов с ДВС:

На видео трюки выполняет вертолет с гироскопом и ДВС, 2021 год.

Эволюция беспилотников

Представляем вам обзор беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) – как изменялись дроны от далекого 1917-го до дней сегодняшних.

1. “Летающая торпеда” Сперри, 1917 год. Всего за десять лет до этого самолет братьев Райт впервые поднялся в воздух над дюнами Китти Хоук, Калифорния. В конце Первой мировой авиация еще находилась на начальной стадии развития, и это было время потрясающих инноваций. В 1917 году Питер Купер и Элмер Сперри создали первый автоматический гироскопический стабилизатор, который выравнивал летательный аппарат в полете, и это сделало возможной постройку беспилотного самолета. С использованием новой технологии Кертисс N-9 переделали в беспилотник, управлявшийся по радио. Он налетал 50 миль испытательных полетов с 300-фунтовой бомбой, но ни разу не использовался в бою. (San Diego Air & Space Museum Archives/Flickr)

2. “Летающая торпеда” Кеттеринга, 1917 год. Летательный аппарат под названием “Жук Кеттеринга” (Kettering Bug) стоил 400 долларов и мог нести 300 фунтов полезной нагрузки. Инженер “Дженерал Моторс” Чарльз Кеттеринг снабдил “Жука” , запускавшегося с тележки, съемными крыльями. Вооруженные силы США в конце Первой мировой сделали крупный заказ на такие летательные аппараты, но война закончилась, и их так и не успели применить. (OZinOH/Flickr)

3. DH.82B “Queen Bee”, 1935 год. До 1935-го года БПЛА не умели возвращаться к месту запуска, поэтому их повторное использование было невозможным. Создание БПЛА ” Queen Bee” стало новой страницей в беспилотной авиации. Аппарат с потолком в 5 км и максимальной скоростью в 170 км/ч мог возвратиться к месту старта, и использовался Королевским флотом и ВВС вплоть до 1947 года. (San Diego Air & Space Museum Archives/Flickr)

4. “Фау-1”, Оружие возмездия, 1944 год. Адольф Гитлер хотел получить летающую бомбу, которую мог бы использовать против гражданских целей, и в 1944 году Вернер фон Браун создал этого предка современных крылатых ракет. Максимальная скорость полета самолета-снаряда составляла 656 км/ч. Снаряженная масса “Фау-1” составляла 2150 кг, а дальность полета – 240 км при практическом потолке в 3050 метров. От взрывов “Фау-1” в Англии погибло более 900 мирных жителей. (San Diego Air & Space Museum Archives/Flickr)

5. Ryan Firebee, 1955 год. Первый прототип БПЛА “Firebee” XQ-2 был построен в 1951 году, и впервые полетел в 1955. Он был одним из первых беспилотников с реактивным двигателем, и использовался ВВС США для сбора разведданных и наблюдения за радиокоммуникациями. (San Diego Air & Space Museum Archives/Flickr)

6. Локхид Мартин М-21 и D-21, 1963 год. Запуск БПЛА D-21 производился с борта разведчика М-21 “Блэкберд”. Эта программа была секретной более 40 лет. М-21 был снабжен дополнительной кабиной для оператора БПЛА. Летательные аппараты использовались с 1969 по 1971 год для наблюдения за ядерным полигоном Лоп-Нур. Программу закрыли после столкновения беспилотника с самолетом-носителем. (James_gordon_los_angeles’/Flickr)

7. “Pioneer” RQ-2A, 1986 год. Впервые этот БПЛА взлетел в декабре 1986 года. Он был создан для того, чтобы снабжать командиров подразделений картинкой с поля боя в реальном времени. Он применялся во время операций в Гренаде, Ливане и Ливии, и по-прежнему используется сегодня. Взлет производится с применением стартового ракетного ускорителя. БПЛА способен летать со скоростью более 185 км/ч при массе в 188 кг. Он не тонет и может быть подобран с поверхности воды. (Cliff1066/Flickr)

8. MQ ” Predator”, 1994 год. “Дженерал Атомикс” создала “Предейтор” MQ в 1994 году, и эта обновленная версия БПЛА получила возможность нести на себе вооружение и поражать цели. На вооружении ВВС США состоят 125 беспилотников такого типа, и еще 6 – на вооружении ВВС Италии. “Предейторы” применялись в Боснии, Ираке и Афганистане, но сейчас постепенно снимаются с вооружения. (General Atomics/Getty Images)

9. RQ-7B “Shadow” 200, 2004 год. Этот БПЛА – один из самых маленьких беспилотных разведчиков, используемых Армией и Корпусом морской пехоты США в Ираке и Афганистане. Разведчик способен обнаруживать цели на удалении до 125 км от места старта, позволяя командованию бригады быстро реагировать на изменение ситуации на поле боя. БПЛА такого типа к маю 2021 года успели налетать на Среднем Востоке более 500000 часов. (James_gordon_los_angeles’/Flickr)

10. Fire Scout, 2005 год. Беспилотный вертолет, способный взлетать и садиться на борт военного корабля и использовать неподготовленные посадочные площадки, был создан для вооруженных сил США в начале 2000-х. На этой фотографии виден запуск 69-мм неуправляемой ракеты с борта БПЛА на полигоне Юма в Аризоне. (U.S. Navy/digital version by Science Faction)

11. RQ-170 Sentinel, 2009 год. Спроектированный и построенный компанией “Skunk Works” RQ-170 используется ВВС США. Он получил прозвище “Кандагарский зверь”, и был впервые применен во время операции “Несокрушимая Свобода” в Афганистане. В мае 2021 года он использовался в ходе рейда на Абоотабад, Пакистан, где был найден и убит Усама бин Ладен. В декабре один БПЛА был захвачен Ираном и был показан на иранском телевидении. Потолок для RQ-170 составляет 15240 м. (James_gordon_los_angeles’/Flickr)

12. ” Global Hawk”, 2021 год. “Глобал Хоук” – высотный разведывательный БПЛА дальнего радиуса действия. Этот беспилотник стал первым перелетевшим Тихий Океан. На фото: полноразмерный макет “Глобал Хоука” на выставке в Токио. (Koichi Kamoshida/Getty Images)

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector