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

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=MtdSSyrbrSA

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.

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.

Почему именно 4 мотора?

Испытания вертолета с 4-мя винтами начались под руководством Ботезета в 22-м году. Устройство квадрокоптера на основе четырехвинтовой конструкции еще в те времена было признано наиболее устойчивым и оптимальным с точки зрения полетных характеристик.

Благодаря многовинтовому принципу работы, аппарат становился легко управляемым. Для поворота достаточно было изменить положение носовой части коптера.

В более поздние времена, когда начальные квады на радиоуправлении обзавелись полноприводной винтовой системой, они получили абсолютный баланс и максимальный полетный контроль, а все недостатки квадрокоптеров были минимизированы за счет внедрения новых технологий и электроники. По сей день 4-моторный коптер — лучший и самый надежный с точки зрения конструкции, летных и технических характеристик.

Автопилот wookong от dji для мультироторных дронов.

Автопилот для вертолета от dji. xp3.1 waypoint

Батарея

АКБ – это сердце квадронов, обеспечивающее зарядом винтовые моторы. Они могут иметь моноблочную или многоблочную структуру, от чего во многом зависит их емкость. Аккумуляторные блоки подсоединяются в электроники посредством специальных клемм и устанавливаются на борт в специальных блоках. Для многих моделей предусмотрена возможность замены АКБ на аналогичные или с большей мощностью.

Чтобы понять, можно ли использовать другую батарею, необходимо внимательно почитать описание или инструкцию к агрегату.

Бпла и современное законодательство

В настоящее время на законодательном уровне действуют определенные ограничения в контексте применения и использования квадрокоптеров. Например, каждый дрон весом 0,25 – 30 кг подлежит регистрации на территории РФ и подразумевает наличие у пилота полетной лицензии.

К тому же придется получать разрешение на полеты, для которого потребуется удостоверение летной пригодности, доступ к эксплуатации воздушного пространства и удостоверение правомерности БПЛА-пилотирования. Если планируется ведение съемки в определенных регионах, то потребуется также соответствующе разрешение.

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.

2. 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.
3. 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.

Войны дронов

Для новичков

Процесс обучения сопровождается множеством аварий, поэтому первый коптер новичка должна обладать достаточно крепким корпусом, способным выдержать падения и удары. Будет огромным плюсом, если она сможет летать в помещении (без влияния погодных условий).

Приветствуется и щадящая стоимость такой машины – несколько десятков долларов. Моторы – коллекторные. Хорошо, если дрон обладает двойными расходами и в старшем режиме может выполнять воздушную акробатику. Это позволит не покупать новый дрон после приобретения пилотом начальных знаний.

Полетной дальности в 30-50 метров вполне хватит. Аккумуляторная батарея должна обеспечивать 8-10 минут пребывания в воздухе. Мы посоветуем выбрать в качестве стартовой модели складной Eachine E58 или мини коптер – JJRC H8 Mini.

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 2023 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.

DCIM101MEDIADJI_0893.JPG

Дополнительные модули

Современные модели помимо основных модулей содержат ряд вспомогательных таких как:

• GPS компас, для определения местоположения аппарата
• курсовая камера и видео передатчик для передачи изображения на экран пилота или на полетный шлем (так называемый полет от первого лица или FPV)
• гироскопический 2-х или 3-х подвес с камерой – который стабилизирует камеру, защищая ее от вибраций
• телеметрия или OSD (OnScreenDisplay) которая отвечает за вывод характеристик полета на экран монитора или полетного шлема
• датчики контроля высоты и облета препятствий
• Wi-Fi и Bluetooth модули

Сенсорные датчики DJI mavic Air

За и против

Плюсы четырехвинтового мультикоптера:

•     Эксплуатация недорогая. Даже при поломке запчасти легко подобрать в магазине и заменить.
•     Полет очень стабильный.
•     Емкий аккумулятор. Хорошая батарея обеспечивает длительную работу устройства, возможность перемещать небольшие грузы и производить длительную видеосъемку.

Единственный недостаток – цена. Существуют и бюджетные модели, но качество материалов не всегда самое хорошее. К тому же на нем установлено лишь самое необходимое. Если вам нужен квадрокоптер для профессионального использования, придется выложить немалую сумму.

Законодательство

Все полеты в РФ регулируются двумя документами – Воздушным кодексом и Федеральными правилами использования воздушного пространства. Законы говорят так:

• для полетов над скоплениями людей требуется особое разрешение;
• над закрытыми объектами летать запрещено;
• нельзя подниматься выше 150 метров.

Если квадрокоптер весит 30 кг и более, он подлежит обязательной регистрации. БПЛА меньшего веса должны управляться лицензированными пилотами, получившими разрешение на полеты от местных органов власти. Это же касается и видеосъемок в населенных пунктах. В пограничных районах (полоса в 25 км) допуск выдается органами ФСБ.

Лихачи наказываются штрафом в несколько тысяч рублей. Если внешний пилот нанесет своим дроном существенный материальный ущерб или травмирует людей, то за такие действия он может сесть в тюрьму. Подробная статья, которую мы обновляем, о регистрации дронов в РФ здесь.

Зачем и для чего нужен

Предназначение современного беспилотника очень широко и разнообразно. Он находит свое приложение в целом ряде областей, связанных как с получением удовольствия, так и с работой:

• воздушные гонки и развлечения;
• профессиональная видеосъемка;
• видеонаблюдение и охрана объектов;
• спасательные операции;
• археология и картография;
• сельское хозяйство;
• охота и рыбалка;
• доставка небольших грузов.

В последние годы лучшие квадрокоптеры нацелены на решение множества нестандартных производственных задач. Чаще всего их применяют там, где присутствие людей нежелательно или опасно – в шахтах и карьерах, при осмотре трубопроводов и высотных сооружений, в вулканических кратерах, при изучении погодных явлений и пр. У нас есть целый раздел, посвященный таким моделям. Для таких целей нужен квадрокоптер с камерой.

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 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.

Первый квадрон — предшественник квадрокоптера

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.

Пульт управления квадрокоптером DJI Mavic Air Fly More Combo

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:

Модули квадрокоптеров

Из чего состоит

На нашем сайте есть отдельная статья, посвященная этому вопросу. В данном разделе мы только перечислим составные части БПЛА и немного опишем присущие им задачи.

В конструкцию входят:

• рама – на ней монтируются все узлы;
• контроллер (бортовой компьютер) – обрабатывает информацию, поступающую от прочих компонентов дрона, и отдает команды его силовым элементам;
• электронные регуляторы скорости (ESC) – формируют управляющий ток для каждого движка;
• электродвигатели – входят в силовую установку. На машины бюджетного класса ставятся дешевые коллекторные моторы. Тяжелые и совершенные модели используют довольно дорогие бесколлекторные моторы;
• пропеллеры – своим вращением создают подъемную силу. Самые расходные детали БПЛА;
• приемник – воспринимает радиосигналы от пульта управления и транслирует их в бортовой компьютер;
• аккумулятор – для всех элементов он является единственным источником питания.

У нас имеется инструкция, которая расскажет, из чего и как собрать квадрокоптер самостоятельно.

История квадрокоптеров

Квадрокоптеры уже активно используются и находятся вокруг нас некоторое продолжительное время. Особенно в последние несколько лет их популярность резко возросла из-за растущего применения в различных сферах. Современные инновации сыграли огромную роль в этом развитии. В начале 20-го века были разработан и созданы первые концепты вертолетов с четырьмя винтами.

Однако они были такими маневренными, как современные квадрокоптеры. Они только преодолевали короткие расстояния и были настоящими вертолетами. Ими нельзя было управлять дистанционно. Они также были очень неэффективными и рудиментарными. Ранние беспилотные летательные аппараты были усовершенствованием этих вертолетов, но их применение было ограничено военными.

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

Как используется квадрокоптеры?

Традиционно БПЛА использовались военными для разведывательной деятельности и обеспечения топографической рекогносцировки.Поскольку технологии продвигаются вперёд и они стали более доступными, БПЛА в настоящее время широко используются в «гражданских» операциях.

Благодаря простоте конструкции появились доступные по цене БПЛА для массового использования. Теперь это приобретает масштабы популярного хобби, игрушки и даже заработка среди обывателей. Недорогие беспилотники со встроенными видеокамерами и различным дополнительным обвесом весьма востребованы на рынке.

Каковы преимущества использования квадрокоптеров в качестве бпла?

Они имеют высокую ремонтопригодность, в отличие от традиционных вертолетов, есть только одна движущаяся часть — ротор. Остальная часть машины является статическим элементом. Таким образом, квадрокоптер имеет гораздо более упрощенный дизайн, чем подобные летательные аппараты.

Большинство малых квадрокоптеров используют корпус, имеющий защиту роторов и лопастей. В случае контакта с препятствиями, что делает их более прочным по сравнению с другими БПЛА. Квадрокоптеры используют более короткие лопасти, чем у вертолета. Несущие винты работают на низких скоростях, вызывая меньший коэффициент трения.

Кто придумал и изобрел

Первые разработки квадрокоптеров велись еще в 1900 годах. Американец Георгий Александрович Ботезат сконструировал машину с четырьмя винтами, приводящимися одним двигателем. В ходе испытаний квадрокоптер поднялся в воздух, пролетев 1 км, с высотой до 15 метров. Но к сожалению из за ряда проблем, разработки были прикрыты.

Первый современный квадрокоптер был разработан в 2006 году. Эту машину представила немецкая фирма MikroKopter. Дрон комплектовался микроконтроллером, который анализировал информацию, поступающую от гироскопа, акселерометра и барометра. Чуть позже появился и GPS модуль.

БПЛА был ориентирован на профессионалов, стоил дорого, но открытое программное обеспечение привело к появлению на рынке дешевых клонов. Это сказалось на доходах компании. Код закрыли, но было поздно. Модель побудила прочих производителей электроники разрабатывать гражданские дроны различного размера и класса.

С появлением прочных и легких полимеров, небольших электродвигателей, а особенно с потрясающими достижениями в области микроэлектроники, стало возможным создание надежных и эффективных беспилотных мультироторных систем.

Купить квадрокоптер

Если вы ищите, где купить квадрокоптер, то вы, обнаружите, что на рынке сегодня представлено множество брендов и моделей. Их цены широко варьируются в зависимости от производителя и технических характеристик. Мы сгруппировали несколько самых популярных категорий, которые посещают в нашем интернет-магазине:

При покупке хорошего квадрокоптера лучше всего искать тот, который имеет функции и характеристики, которые вам больше всего подходят. Количество роторов, например, их параметры, аккумуляторные батареи, камеры и варианты хранения и перевозки. Контроллер, зарядное устройство и другие аксессуары тоже очень важны, и небольшое исследование позволит вам принять правильное решение. У вас есть большой выбор лучших квадрокоптеров и дронов для покупки здесь, на этом сайте.

Лидер рейтинга dji phantom 4 pro

Китайский квадрокоптер имеет среднюю цену в России в пределах 99 000 рублей. Продвинутые версии Phantom 4 поступили в продажу еще с ноября 2023 года. Самый лучший квадрокоптер обладает такими техническими характеристиками, как:

• Предельной высотой полета в шесть км;
• Предельной скоростью полета в 20 м/c;
• Встроенными датчиками GPS и ГЛОНАСС;
• Управлением через радиоканал;
• Функциями автопилота, следования за оператором, возвращения в точку пуска;
• Дальностью управления до 3.5 км;
• Wi-Fi;
• Аккумулятором, позволяющим совершать полеты продолжительностью до 30 мин;
• Массой 1400 г;
• В комплекте: креплением для мобильного устройства, четырьмя парами пропеллеров, аккумулятором, зарядным устройством.

Камера внешняя в комплекте с разрешением матрицы в 20 мп, углом обзора 84°, разрешением видеосъемки — 4K (2160p), разрешением фотосъемки 5472×3648.

Лучшие характеристики современных квадрокоптеров

Грузоподъемность зависит от соотношения силы, создаваемой винтомоторной группой, и собственного веса машины. Отличные показатели имеют относительно большие квадрокоптеры. Например, характеристики Phantom 4 позволяют использовать эту модель для доставки посылок потребителям.

Малые бпла и современное российское законодательство

Беспилотники – отнюдь не безобидные игрушки. Используя их, например, можно намеренно и незаметно следить за человеком или же случайно создать аварийную ситуацию в городе. По этой причине, приобретая дрон, нужно знать следующее:

• мультикоптеры весом от 250 граммов (без уточнения назначения аппарата) подлежат обязательной регистрации, при этом у пользователя должна быть соответствующая полетная лицензия. В дальнейшем планируется снабжать каждый дрон специальной RFID-меткой, которая позволит оперативно осуществлять контроль за его использованием;
• необходимо каждый раз получать разрешение на БПЛА-пилотирование в определенных случаях, например, во время демонстрации;
• запрещено запускать беспилотники над закрытыми объектами, а также поднимать их на высоту более 150 метров;
• мультикоптеры весом свыше 30 килограммов приравниваются к частным самолетам, а потому постановка их на учет отвечает требованиям гражданской авиации. Владельца такого аппарата могут, к примеру, лишить права управлять им по причине судимости или пристрастия к наркотикам.

Использование дрона без разрешительных документов может привести к солидным штрафам, а в случае серьезных последствий – даже к тюремному заключению.

Меленький класс

Переходим к следующему квадрику –старшему брату для нашего DHD D1 –

Да, в ладонь такой квадрик поместиться лишь в одном экземпляре. С его помощью уже можно ощутить «хоть какой-то вес». Как можно заметить, на данной игрушке уже установлены защитные ограничители для лопастей, а это значит, что повреждений от такого квадрика ( а точнее, от его винтов) ждать практически не придется. Дальность действия всего 30 метров, но для дома этого вполне хватит.

Ну и завершу свой «мелкий класс» квадриком Syma x13 (*).

Еще немного больше в размере, и стабильнее в полете. Размер такого квадрика около 170 мм и в моем списке он занимает «последнее оптимальное» место для домашних коптеров.

Можно ли собрать квадрокоптер самостоятельно?

Обычно такую задачу ставят перед собой опытные специалисты, которых не устраивает дальность полета дрона, продолжительность его нахождения в воздухе или другие параметры. В этом случае мастер либо начинает модернизировать купленный мультикоптер, либо рискует собирать квадрокоптер самостоятельно – с нуля (благо современный рынок запчастей позволяет приобрести практически все, что для этого нужно).

Для такого занятия требуются знание электроники и устройства беспилотников, профессиональные навыки пайки. Не помешают усидчивость и терпение, поскольку подобная работа может занять несколько месяцев.

Но, даже обладая всеми перечисленными качествами, стоит серьезно подумать, прежде чем приступить к выполнению этой нелегкой задачи. Ведь перед вами могут встать непреодолимые препятствия в виде несовместимости компонентов, невозможности что-то достать и так далее.

Мотор

Большая часть любительских мультикоптеров оснащена двумя типами электродвигателей – коллекторными и бесколлекторными. Как правило, вторые используются в бюджетных, любительских и наиболее простых вариантах. Их мощности вполне достаточно для поднятия в воздух мало и средне весовых квадронов любительского класса.

Коллекторные двигатели имеют другую, более совершенную конструкцию и несколько иной принцип работы. Они лишены коллекторов и щеток. Магнитные элементы расположены вокруг вала и выполняют непосредственно роторную функцию. Таким образом, двигатель работает с более плавным контролем оборотов у винтов и с большей отдачей, что обеспечивает лучшую тягу, энергорасход и производительность.

Мультикоптеры

Мультикоптер – это альтернативный, вариант квадронов, превосходящий их по количеству моторов. Его несущие винты вращаются диагонально и в противоположных по отношению друг к другу направлениях.

Различаются мультикоптеры между собой количеством моторов. В современной практике помимо трех- и четырехвинтовых моделей встречаются гексакоптеры и октокопторы с 6- и 8-ю пропеллерами, соответственно. Количество винтовых элементов по большому счету определяет возможности пиковых нагрузок аппарата по массе, то есть то, сколько веса он сможет взять с собой на борт.

Научные исследования

Беспилотник нужен и для проведения научных исследований, сбора данных в местах со сложным доступом. Например, его назначением может быть видеосъёмка. Исследователь может подлететь в ту область, куда не доберется своим ходом.

Съемка в труднодоступных местах

Такое применение дроны нашли в археологии, картографии, биологии. Если модель оборудована «рукой» для захвата предметов, ученные могут брать анализы и пробы растений, грунта или воды.

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

Особенности

https://www.youtube.com/watch?v=EfrCLkKuq8Y

Строение коптера предполагает установку 4-х моторов и такого же числа пропеллеров. Этим он отличается от прочих мультикоптеров – гексакоптеров и октокоптеров (модели с 6 и 8 лучами и воздушными винтами).

Два двигателя вращаются по часовой стрелке (CW), а вторая пара – против (CCW). Такая комбинация призвана компенсировать вращательный момент и обеспечить текущую стабильность.

Относительная дешевизна компонентов, надежность и малые размеры – вот основные достоинства лучших современных коптеров. Они обладают отличной маневренностью и высокой грузоподъемностью, которой хватает на перенос трехосевого стабилизированного подвеса и полетной камеры.

Стоит отметить и прекрасную ремонтопригодность таких машин. Дрон легко разбирается, а практически все запчасти можно заказать в магазинах.

Подборки лучших квадрокоптеров в различных ценовых диапазонах

Прежде чем сделать выбор и купить конкретную модель, рекомендуем ознакомиться с квадрокоптерами в разных ценовых категориях.

На нашем сайте представлены цены на квадрокоптеры во всех популярных диапазонах: от 1000 руб. до 1 млн. руб. Выбрать интересующий вас порог стоимости коптера вы можете в соответствующем разделе по ссылке, либо нажав на кнопку «Цены» в верхнем меню сайта.

Ниже представлены ссылки на подборки квадрокоптеров не выше определенной стоимости:

• Лучшие квадрокоптеры от 500 до 900 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 1000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 1500 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 2000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 2500 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 3000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 4000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 5000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 6000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 7000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 8000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 9000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 10000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 12000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 15000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 20000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 30000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 50000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 100000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 200000 руб.
• Лучшие квадрокоптеры до 1000000 руб.

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 квадрокоптера

Давайте разберемся с принципом действия подробнее. Квадрокоптер — это аэродинамически абсолютно нестабильный аппарат. Стабильным его полет делает бортовой компьютер или полетный контроллер. Для того, чтобы дрон накренился, необходимо, чтобы два двигатели замедлили вращение, а два противоположных — наоборот увеличили.

Например, если аппарат хочет свернуть влево, он ускоряет два двигателя на правой стороне рамы и замедляет два на левой стороне. Точно так же, если он хочет полететь вперед он ускоряет задние два мотора и замедляет два передних.

Коптер может повернуть (так называемое «рыскание») влево или вправо, ускоряя два двигателя, которые расположены по диагонали друг к другу, одновременно замедляя два других. Для перемещения доступны 3 оси — тангаж (pitch), крен (roll), рыскание (yaw).

Как перемещается квадрокоптер (принцип работы)

Полезное видео на тему: «Принцип работы квадрокоптера»

Принцип работы квадрокоптера

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). 2 винта осуществляют вращение против часовой стрелки, 2 пропеллера – в обратном направлении. Благодаря такой работе основных винтов, мультикоптер не нуждается в хвостовом винте.

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.

Революционный дрон dji «inspire 1»

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). Цены на них сравнительно высоки, но можно быть уверенным: потраченные деньги окупят себя с лихвой.

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.

Квадрокоптер

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.

Спасатель

Квадрокоптеры хорошо выручают спасателей в стихийных бедствиях. Помогают пожарным тушить пожары в труднодоступных местах там, где человек в меру своих габаритов не сможет пройти или пролезть. Медикам в их практике нужен квадрокоптер для оказания экстренной помощи.

Они дополнительно оснащают аппараты микрофонами и динамиками, чтобы давать указания пострадавшим по оказанию медицинской помощи, пока карета скорой помощи в пути или нет возможности добраться к пострадавшим из-за завалов. Возможно в скором времени квадрокоптеры смогут транспортировать людей. В этом направлении уже есть предпосылки к удачным разработкам.

На фото дрон, оснащенный дефибриллятором:

Беспилотник с дефибриллятором

Устройство квадрокоптера

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. На четырехвинтовой мультикоптер устанавливают приемник GPS. Он позволяет заранее записать с компьютера маршрут, по которому устройство будет лететь. Если связь с управляющим будет потеряна GPS-приемник помогает вернуть квадрокоптер к месту старта.

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».

Чем обусловлено количество моторов на квадрокоптерах?

Во–первых безопасностью: при выходе из строя одного винта или мотора квадрокоптер рухнет на землю и разобьётся, гексакоптер сядет с минимальными повреждениями, октакоптер – фактически не заметит потерю одного двигателя/винта.

Ниже на видео видно, как гексакоптер садится без существенных повреждений на 5 двигателях.

Во–вторых: полезную нагрузку гексакоптер способен взять бОльшую, за счет большей суммарной мощи двигателей.

Но есть у гексы/окты и минусы:

1. Выше стоимость – рамы стоят дороже, большее количество двигателей, регуляторов оборотов (ESC) и винтов.
2. Чтобы обеспечить сопоставимое время полета требуются батареи большей емкости.

На современных БПЛА применяются электромоторы двух типов — бесколлекторные и коллекторные. Последними оснащаются в основном бюджетные (самые дешевые и доступные) варианты моделей, профессиональные же дроны укомплектованы более дорогими и надежными бесколлекторными двигателями.

Виды современных моторов, используемых на квадрокоптерах