Краткая история слова «дрон» / Хабр

Основные функции

На самом деле дроны дарят своим владельцам массу интересных возможностей. Базовые функции и специфические опции дадут больше понимания. Дроны активно работают в разных областях человеческой жизни. В конкретных моделях могут присутствовать не все опции сразу.

Основные функции устройства.

  • Удержание высоты и съёмки. Позволяет аппарату зависать на определённом месте в воздухе. Чаще всего присутствует на дронах с камерой. Зависание позволяет сделать более качественные фотографии.
  • Возврат домой. Не у каждого дрона такая функция есть, но без неё слишком велик риск утери. Бывало, что аппарат улетал далеко, и хозяева не могли его найти. Опция позволяет вернуть дрон даже тогда, когда связь с пультом была утеряна либо если причиной стал севший аккумулятор.
  • Полёт по заданной траектории. Хорошая опция, если нет возможности управлять дроном. Также это отличное решение, когда нужно сосредоточиться на деле.
  • Автоматические взлёт и посадка. Первая функция позволяет не управлять во время набора высоты, вторая чем-то напоминает возвращение домой. Дрон автоматически возвращается на то место, с которого начался полёт.
  • Различные лётные режимы. Позволяет выполнять разнообразные задачи. «Круг» активирует полёт по определённой траектории. Режим «Ракета» заставляет аппарат подниматься вверх с камерой, направленной вниз. «Дрони» предназначен для селфи в воздухе. Режим «Спираль» позволит аппарату подниматься над объектом, облетая его по заданной траектории.
  • Разные режимы съёмок. Тут всё зависит от возможностей камеры аппарата. Есть возможность создавать эффектные ролики. Например, дрон может полететь в нужное место, фиксируя всё на своём пути. Или же задать объект, который устройство будет всегда удерживать в поле зрения с помощью компьютерного зрения.
  • Следуй за мной. Опция может быть реализована двумя способами. Иногда аппарат удерживает движущийся объект в поле зрения и следует за ним. Более продвинутые отслеживают месторасположение пульта управления или смартфона, движутся по координатам. При этом дрон держится на расстоянии, может вести видеосъёмку.
  • Управление со смартфона. Даёт много дополнительных возможностей. Можно управлять полётом, вести трансляцию, видеть картинку сразу на экране гаджета. Конкретные возможности зависят только от самого дрона и программы для него.
  • Управление жестами. Некоторые модели просто реагируют на наклоны пульта управления или смартфона. В более сложных устройствах камера распознает движения рук и выполняет команды.

Терминология, что такое дрон

Что такое дрон — это беспилотный летательный аппарат, который управляется внешним пилотом или оператором. Дрон — это физическая машина, внутри которой нет никого живого, кто бы управлял ей, но управление происходит из вне, с помощью радио аппаратуры управления. В движение дрон приводится с помощью двигателей, чаще электрических, но для промышленности или армии используются дроны на двигателях внутреннего сгорания.

Аппаратура управления — это специальное радио оборудование, проще говоря — пульт, с помощью которого можно посылать команды беспилотнику по радио каналу, но сегодня это можно уже делать и по цифровому каналу. Управление обычно происходит с помощью перемещения стиков на пульте. Каждое движение стиков привязано к определенной команде для беспилотника, например, газ прибавить или газ убавить, накрениться влево или накрениться вправо, тангаж вверх или тангаж вниз.

Выглядит аппаратура управления вот так:

Аппаратура для гоночных дронов работает на частоте 2.4Ghz. Аппаратура для дронов, типа DJI — работает тоже на частотах 2.4Ghz.

Управление у военных дронов или сложных промышленных, может осуществляться с помощью сложного компьютерного управления и обычно там вносятся команды и координаты, а также нет такой аппаратуры управления, как на фото выше.

Бытовое применение дронов

Помимо военных целей, дроны широко используются и для бытовых нужд. Тут для их применения имеется много возможностей и направлений. Некоторые из таких направлений изложены ниже:

  • Ни одна передача новостей не обходится без обзорных кадров, снятых кинокамерой с дрона. Они давно уже с успехом применяются для съемок захватывающих репортажей в СМИ. 
  • Многие компании начали использовать дроны для охраны своих территорий. Подача звукового сигнала может означать, что обнаружен злоумышленник. При необходимости они даже могут использовать электрошоковый пистолет.
  • Дроны используются для быстрой доставки различных грузов. Это могут быть почтовые отправления, или заказанные товары из магазина. Даже в некоторых ресторанах доставка еды клиентам производится с помощью дронов.

Рис. 6 Доставка груза

  • Незаменимы дроны для сельского хозяйства. С их помощью можно наблюдать за развитием растений и стадами животных, принимать информацию о состоянии полей.
  • Дроны выполняют и противопожарную функцию, обследуя с высоты различные участки леса. Кроме того они помогают обнаружить места незаконной вырубки леса.
  • Ну и конечно большое количество дронов изготавливается как игрушки для детей. Они имеют небольшой вес и даже могут летать на небольшие расстояния.

Это далеко не все возможности бытовых применений дронов. С каждым днем появляется новые, более совершенные изделия и сфера их использования постоянно расширяется.

Вид от первого лица — fpv

Одной из главных функций и возможностей из-за которой дроны стали популярными — это FPV или вид от первого лица!

Что такое FPV — это First Person View или вид от первого лица.

Вся суть в том, что на дроне установлена камера, которая снимает видео и с помощью видеопередатчика транслирует видео в режиме реального времени в ваш телефон или другое устройства: экран, FPV шлем или очки. Вы видите «глазами» беспилотника, как будто вы находитесь внутри него.

FPV позволяет управлять самолетом, квадрокоптером или другим дроном на дальних расстояниях, в отличие от визуального полета. Также это дает гораздо большую свободу полета. Именно эта технология дала толчок к развитию беспилотников.

Видео передается по радио связи (аналоговый сигнал), либо через цифровой канал. У аналогового канала задержки минимальные, у «цифры» они выше, но сейчас разработки не стоят на месте и задержки становятся минимальными.

Например, DJI Mavic 2 может передавать цифровое видео в ваш телефон на расстоянии до 8 км при разрешении 1080р!

Живое видео в реальном времени — это захватывающая технология беспилотников.

Виды дронов

Дроны трудно разделить по видам, так как один и тот же вариант изготовления аппарата может применятся для разных целей. Но все же можно выделить следующие направления использования:

  • Прежде всего, это растущая потребность населения в использовании беспилотников для «селфи». Такие аппараты не дорогие, бюджетные, укомплектованы фотоаппаратурой высокого разрешения и с дальностью полета до 100 м.

Рис. 9 Дрон для селфи

  • Самые современные и оснащенные БПЛА применяются для военных целей. Они используются как в воздухе, так и под водой, могут длительное время находиться в воздухе, вести разведку и даже наносить бомбовые удары.
  • Появление БПЛА привлекло любителей спортивных гонок и возникновению нового вида соревнований — воздушных гонок летательных аппаратов. Для участия в гонках используют устройства с ручным управлением и дальностью полета в пределах наблюдения до 200 м. 
  • Грузовые дроны имеют захватное устройство и способны доставлять различные грузы по адресу заказчика. На больших предприятиях их применяют для быстрой доставки корреспонденции между подразделениями.
  • Специально оборудованные дроны для обработки сельскохозяйственных полей различными химикатами. Применяют для небольших труднодоступных участков.
  • Подводные дроны. Могут работать вод водой, двигаться и производить фотосъемку.
  • Дроны-игрушки для детей. Могут летать на небольшие расстояния, легкое управления с пульта.

Иногда для разных применений используется один и тот же вид аппарата, с небольшой доработкой для придания ему нужных функций.

Дрон для учебных стрельб, 1936-1959

Слово «дрон» вошло в лексикон ВМФ США в 1936 году [4] вскоре после возвращения адмирала Уильяма Стэндли из Европы, где он наблюдал, как Пчелиную матку сбивают стрелки с военного корабля Орион. С этого момента слово стали использовать в ВМФ США, но официально этот термин не войдёт в обиход армии и ВВС ещё лет десять.

С 1922 года в США использовалась система обозначений ЛА для указания его роли и производителя. К примеру, четвёртый (4) истребитель (fighter, «F»), изготовленный фирмой Vought («U»), обозначался «F4U Corsair». Первый патрульный бомбардировщик (patrol bomber, «PB»)

Почти двадцать лет после появления слова в военном жаргоне, «дрон» обозначал лишь дистанционно управляемый ЛА, предназначенный для учебной стрельбы. Бомбардировщики B-17 и PB4Y (B-24), для операции Афродита и операции Наковальня переделанные под радиоуправления, назывались «наводящимися бомбами».

Вскоре после Второй мировой, вполне вероятно при помощи того же персонала и тех же технологий, что работали над операцией Афродита, оставшиеся с войны B-17 были переделаны под мишени для стрельбы, и их называли дронами-мишенями. Очевидно, что это слово использовалось в этом значении до конца 1950-х.

Краткая история слова «дрон» / Хабр
Дрон QB-17, схожий с тем, что использовался в операции «Афродита»

Если вы подыскиваете подходящую этимологию и определение современного значения слова «дрон», то оно вот такое. Самолёт с дистанционным управлением, служащий мишенью для учебной стрельбы. Дрон не имеет ничего общего со стрельбой по гражданскому населению или подглядыванием за ним с высоты в 13 км. В изначальном смысле слова, дрон – ЛА с дистанционным управлением, специально сделанный для стрельбы по нему.

Но язык меняется, и для успешной защиты от критиков применения слова «дрон» ко всем дистанционно управляемым ЛА, придётся проследить использование слова вплоть до современности.

Дроны в военных целях и конфликтах

Первое использование беспилотных устройств в военных целях произошло задолго до появления дронов. В середине 19 века при осаде Венеции армией Австрии применялись воздушные шары с подвешенными на них бомбами. Они автоматически сбрасывались при появлении над городом.

Ну а во время второй мировой войны немцы продемонстрировали миру управляемые ракеты ФАУ-1, являющиеся прототипами современных крылатых ракет. В ракете был установлен автопилот, в который вводились данные о направлении полета. Из-за недоработки конструкции их применение не оправдало тех надежд, которые на них возлагались немецкими властями. Но все же это дало толчок к дальнейшему развитию таких систем.

Рис. 3 Немецкие ракеты ФАУ-1

После второй мировой войны основной упор стал делаться на создание беспилотных дронов с разведывательной целью. По внешнему виду они были похожи на самолет с такой же функциональной системой. Среди них американский дрон Ryan Model 147E, с успехом применявшиеся во Вьетнаме, и советские самолеты-разведчики на базе ТУ-123, ТУ-143. Всего было выпущено для нужд советской армии 950 штук таких боевых машин.

Рис. 4 Советский дрон ТУ-143

Очередной виток своего развития дроны получили во время войны израильтян с Ливаном в 1982 году. Вес дронов составлял около 100 кг, а размах крыльев достигал 5 метров. В то время уже были разработаны миниатюрные полупроводниковые системы электроники, позволяющие снизить вес и компактность применяемого оборудования.

Беспилотные системы применялись армией США во время операции «Буря в пустыне» в Ираке, а также при применении сил НАТО во время бомбежки бывшей Югославии. В США насчитывается самый большой ассортимент дронов различных модификаций, в 2021 году их было почти 7,5 тысяч.

Смотрите про коптеры:  Купите камера для квадрокоптер ufo — мегаскидки на камера для квадрокоптер ufo АлиЭкспресс

Рис. 5 Военный дрон

Современные дроны, помимо сбора разведывательных данных, могут выполнять все функции, которые свойственны военным самолетам. Они могут сбрасывать бомбы, расстреливать войска противника, наносить точечные удары по террористам, и даже есть дроны-камикадзе, начиненные взрывчаткой.

Ещё более короткая история слова «дрон» и аргументы в его защиту

Слово «дрон» впервые было применено для описания БПЛА в конце 1934-начале 1935 года, поскольку низко летящие бипланы звучали, будто облако пчёл. 25 лет слово употреблялось только для обозначения самолётов, использовавшихся в качестве мишеней. С конца 1950-начала 1960 определение «дрона» расширили, и включили в него все беспилотные летательные аппараты, от крылатых ракет до космических аппаратов.

Примерно с 1965 года начали появляться акронимы UAV, RPV – либо из-за более конкретного описания аппарата, либо из-за одержимости военных аббревиатурами. В конце 1990-х ВВС США и ЦРУ начали эксперименты с Predator UAV и ракетами «Хеллфаер». Первое использование этих аппаратов было зафиксировано всего через несколько недель после атак 11 сентября.

Чаще всего слово дрон просят не использовать для всего, от гоночных квадрокоптеров до БПЛА с удалённым управлением и неподвижным крылом, из стремлению к лингвистической чистоте. Спорщики предлагают использовать более точные слова для описания каждого вида ЛА. Квадрокоптер – это квадрокоптер. Автономный самолёт для проверки трубопровода – беспилотная авиасистема.

Аргумент по поводу лингвистической чистоты не работает, поскольку словом «дрон» уже называли любой мыслимый ЛА. В 1960-х дрон мог означать космический корабль или разведывательный самолёт. В 1940-х дрон обозначал ЛА, неотличимый от сегодняшнего аэроплана из бальсы, с двигателем внутреннего сгорания и управляемого дистанционно.

Аргумент о том, что слово «дрон» нельзя использовать для обозначения игрушек, разбивается об тавтологию. Критики утверждают, что дроном можно называть только военный ЛА, ведущий разведку или стреляющий ракетами. И, как утверждают критики, раз значение слова определяется его общепринятым использованием, то квадрокоптер от Phantom нельзя называть дроном.

Вместо того, чтобы играть словами, я обращаюсь к философским темам. Например, оригинал этой статьи расположен на сайте Hackaday, и в течение 30 лет нам было известно, что «хакер» – это человек, взламывающий компьютерные системы, крадущий деньги из банков, публикующий пароли в даркнете, и занимающийся другими незаконными вещами.

При этом, конечно же, мы сами не вкладываем такой узкий смысл в слово «хакер». Это слово расположено на каждой странице сайта, и статьи объясняют, что мы имеем в виду под ним. Хакинг – это копание в прошивках, поиски того, что можно достичь при помощи электроники, и чего пока нет в широком доступе.

На сайте Hackaday все уже давно поняли, что педантичностью людей не впечатлить. Нельзя привлечь на свою сторону никого из тех, кто считает, что хакеры украли у тёти Маши её личные данные, просто рассказывая им, что хакер – это термин нейтральный. Всегда лучше признавать термин, чем пытаться его отвергать. Мы это поняли за последние десять лет, и надеемся, что любители дронов тоже смогут это сделать.

Изменение определения «дрона», 1960-1965


Слово, используемое четверть столетия, обречено обрасти дополнительными значениями, и в начале 1960-х определение дрона было расширено, от авиацели до слова, которым можно было бы в ретроспективе назвать и немецкую летающую бомбу

. Ведь и она тоже служила летающей целью во время Второй мировой для британских военных.

Следующее развитие слова можно встретить в New York Times от 19 ноября 1964 года [5], в статье пулитцеровского лауреата Хансона В. Болдуина [Hanson W. Baldwin]. В последующие 20 лет с момента знакомства широкой публики со словом «дрон», у этого ЛА появилось ещё несколько возможностей:

Дрон, или беспилотный летательный аппарат, использовался в военных и экспериментальных целях уже более 25 лет. Со времен впечатляющей Фау-1, крылатой ракеты, во Второй мировой войне, достижения электроники и системы наведения ракет стимулировали развитие дронов, по манёвренности не отстающих от пилотируемых аппаратов.

Описание возможностей дронов распространяется на борьбу против подводных лодок, наблюдение за военными действиями, и классическое применение в качестве мишени. И даже в аэрокосмической индустрии определение дрона менялось от очень сложной мишени для стрельбы до чего-то более полезного.

В начале 1960-х для НАСА поставили задачу отправить человека на Луну. Для этого требовался стыкуемый космический аппарат, и в то время никто не знал, как достичь такого результата применения орбитальной механики. В компании Martin Marietta решили эту задачу при помощи дронов.

Задачу стыковки на орбите необходимо было решать до путешествия на Луну, и её решили благодаря программе Джемини. Начиная с неё, астронавты начали проводить орбитальные встречи и стыковки с беспилотными космическими аппаратами, запущенными на несколько часов или дней ранее.

Беспилотный космический аппарат Agena Target Vehicle дроном не был. Однако, за несколько лет до того, как эти встречи и стыковки проложили путь на Луну, инженеры из Martin Marietta разработали метод стыковки двух аппаратов при помощи устройства, которое они называли «дроном» [6].

Патент Martin Marietta № 3 201 065 использовал автономный космический аппарат с дистанционным управлением, привязанный к носу Джемини. Оборудованный баком со сжатым газом, несколькими маневровыми двигателями и электромагнитом, этот «стыковочный дрон» под управлением астронавта входил в стыковочную полость целевого аппарата, активировал электромагнит и втягивал за привязь второй аппарат.

Если вы хотите увидеть невероятно крутой дрон, который всё-таки летал, вам нужно лишь обратиться к Lockheed D-21, разведывательному ЛА, разработанному для полётов над Китаем со скоростями в 3 Маха.

Краткая история слова «дрон» / Хабр
Носитель M-21 и дрон D-21. M-21 – разновидность разведывательного ЛА A-12, предшественника SR-71.

«D» в D-21 означает «дочка», а «M» в названии носителя M-21 – «мать». И тем не менее, современники называли D-21 дроном. Возможно, D-21 стал первым аппаратом, который назвали дроном, предназначенным исключительно для разведки.

В 1960-х дроны научились не только таскать камеры. Тогда же появился и первый атакующий дрон – первый аппарат, называемый дроном, и способный сбрасывать наводящиеся торпеды в океан для борьбы с вражескими подлодками.

Gyrodyne QH-50, также известный, как DASH, противолодочный дрон-вертолёт [Drone Anti-Submarine Helicopter] использовался в ВМФ США. В то время СССР строил подлодки быстрее, чем США успевали строить фрегаты для борьбы с ними. Старые корабли не подходили для размещения полноразмерных вертолётов.

Это был относительно небольшой соосный вертолёт на дистанционном управлении. Он мог протащить одну торпеду на расстояние в 30 км от корабля, а она уже брала на себя всё остальное.

QH-50 стал исторической диковиной, рождённой от двух реальностей. Флот США был оснащён противолодочными кораблями, способными обнаруживать советские подлодки за десятки километров. Но у этих кораблей не было торпед с таким радиусом действия и палубы, с которой могли бы взлетать вертолёты.

Источник слова «дрон», около 1935 года

До того, как слово использовали для описания летательного аппарата (ЛА), у него было два значения. Первое – глухое жужжание, второе – самец пчелы. Трутень не работает, мёд не собирает, и существует лишь для оплодотворения матки. Несложно понять, почему «дрон» стал идеальным словом для описания квадрокоптера.

Наиболее цитируемое определение слова «дрон» исходит из статьи 2021 года в Wall Street Journal [1], за авторством лингвиста и лексикографа Бена Циммера, отследившего это слово до 1935 года. В этом году адмирал США Уильям Г. Стэндли [William H. Standley] наблюдал британскую демонстрацию нового беспилотного ЛА, предназначенного для тренировок по стрельбе королевского флота.

Он был основан на биплане Тайгер Мот [De Havilland Tiger Moth], тренировочном самолёте, большое количество которых было построено между двумя войнами, и затем переименованном в «Пчелиную матку» [Queen Bee – по-английски у пчёл не матка, а королева – прим. перев.].

Дроны – изобретение не новое. Изобретатели экспериментировали с ними уже 25 лет назад. До войны небольшие радиоуправляемые самолёты использовались в целях защиты от авиации – широко в Англии, откуда происходит слово «дрон», и реже тут, у нас. Технология радиоуправления, использовавшаяся в экспериментах, была разработана и улучшена так, чтобы подходить почти к любому виду обычных самолётов.

Я нашёл этот очевидный источник этимологии от Бена Циммера за пять минут, но из него непонятно, происходит ли название радиоуправляемого биплана Queen Bee от слова «дрон», или же наоборот. Такая этимология не даёт информации по поводу технических возможностей или тактического использования этих дронов.

А БПЛА, о котором писали в New York Times, лучше было бы назвать крылатой ракетой, а не дроном. Был ли Queen Bee атакующим дроном, или всего лишь устройством, предназначенным для практики стрельбы? На эти вопросы необходимо ответить, прежде чем требовать у людей, играющихся с Phantom’ами, чтобы они «жужжали отседова».

Краткая история слова «дрон» / Хабр
«Пчелиная матка» и Черчилль

В биологии иногда отражается лингвистика, и лучше всего в поисках истории дронов отправится в историю Пчелиной матки, Queen Bee. Queen Bee – и это не её изначальное имя – родилась из спецификации Министерства ВВС Британии 18/33. В то время Министерство ежегодно выпускало несколько спецификаций для различных летательных аппаратов.

Supermarine Spitfire изначально был известен, как F.37/34; истребитель, основанный на тридцать седьмой спецификации, вышедшей в 1934 году. Из этого следует, что спецификация для радиоуправляемого летательного аппарата, служащего целью для стрельб флота, должна была выйти в 1933 году.

Дроны, в изначальном смысле, не предназначались для атаки. Они нужны были для стрельб, и с похожей целью встали на вооружение флота США в 1936 году, и авиации – в 1948. Остаётся вопрос, появилось ли название «дрон» до Queen Bee, или всё было наоборот?

Первый дрон-мишень построили между 1933 и 1935 годами в RAF Farnborough, скомбинировав фюзеляж Большого мотылька де Хэвилленда [de Havilland Moth Major] с двигателем, крыльями и управлением Тигрового мотылька де Хэвилленда [de Havalland Tiger Moth] [3].

ЛА протестировали на авиабазе, и позже запустили с корабля королевских ВМФ Орион для практики в стрельбе. Команды заметили странный эффект – самолёт не поворачивал, не менял угол тангажа и не кренился, и не менял скорости: он летел, как трутень. При пролёте над головой он издавал громкий, низкий гул. Дроном его назвали из-за жужания, а Queen Bee – просто последующая игра слов.

Слово «дрон» не произошло от названия Пчелиной матки де Хэвилленда, поскольку та изначально называлась Большим мотыльком и Тигровым мотыльком де Хэвилленда. Именно «Матка» произошла от «дрона», а «дрон» – от жужжащего звука пролетающего над головой аэроплана.

Как работает дрон?

Сфера дронов развивается ошеломительными темпами, каждый год появляется масса новых технологий и материалов, из которых создаются дроны, квадрокоптеры и другие авиа модели.

Обычный беспилотный дрон изготовлен из легких композиционных материалов для уменьшения веса и повышения маневренности. Прочность этого композитного материала позволяет военным беспилотным летательным аппаратам совершать полеты на экстремально больших высотах.

Смотрите про коптеры:  Настройка и калибровка квадрокоптера

Дроны оснащены различными современными технологиями, такими как инфракрасные и лазерные камеры, GPS (бытовые, коммерческие и военные дроны). Беспилотники управляются с помощью систем дистанционного наземного управления (GSC), а также с помощью наземной кабиной экипажа:

Беспилотный летательный аппарат состоит из двух частей — самого беспилотника и системы управления, как говорилось выше.

Про военные беспилотники продолжать рассказывать не буду, так как интересны нам только гражданские.

Дрон как правило состоит из рамы, платы распределения питания, полетного контроллера, регуляторов оборотов двигателей и самих двигателей. Далее, на квадрокоптер устанавливается камера и видеопередатчик, для возможности снимать/передавать изображение на устройство приема, например, телефон или FPV шлем.

Ниже представлен набор для гоночного типа дрона (квадрокоптера):

Сигнал с аппаратуры управления передается в полетный контроллер дрона (квадрокоптера) с помощью радио связи, либо цифрового канала. Полетный контроллер — это мозг беспилотника, он обрабатывает сигнал с аппаратуры, передает обработанные данные в регуляторы оборотов на основе данных с различных датчиков.

Например, пилот дал задачу дрону удерживать позицию на одной высоте, то есть, зависнуть в воздухе: полетный контроллер опрашивает датчик барометр о текущем значении, запоминает его. Внезапно подул ветер, значение с датчикам поменялось в меньшую сторону. Алгоритмы в полетном контроллере понимают, что раз значение барометра понизилось, его нужно повысить.
Полетный контроллер командует регуляторам оборотов прибавить обороты двигателям, что он и делает — квадрокоптер поднялся выше и значение барометра стало как и прежде. Полетный контроллер командует регуляторам оборотов снизить обороты, чтобы значение не стало выше.

Все это делается очень и очень быстро в реальном времени, корректировка идет каждую миллисекунду.

Полетный контроллер может использовать и другие датчики, например, GPS, камеры или сонары.

Какие бывают дроны?

Разделить все дроны можно на военные и гражданские. Военные — это большие летательные аппараты с множеством сложного оборудования, естственно, предназначенного для военных целей и обычно это сбор различных данных, от высококачественного фото и видео, до перехвата телефонных разговоров.

Для военных целей, это огромные беспилотники, похожие на самолеты:

Для гражданских целей: это большие квадро или октокоптеры для киношников, геологов и другим, кому необходимо поднимать в воздух тяжелое съемочное оборудование:

Для фермеров, спасателей и других, используются промышленные дроны, например, такие:

Такие несут большую полезную нагрузку и могут поднять небольшие бочки с химикатами для опрыскивания от вредителей, например.

Все остальные, например, фотографы или любители, используют более легкие и простые модели, тем не менее, способные снимать очень качественную картинку:

Квадрокоптерами это все не ограничивается, есть также монокрылья, самолеты, вертолеты, подводные лодки, катеры — это тоже все беспилотные летательные аппараты или дроны:

Какой дрон выбрать?

Устройства на радиоуправлении не просто так обрели популярность. Управлять ими довольно легко, особенно моделями для начинающих. При выборе стоит ориентироваться на потребности. Важные нюансы.

  • Вес и габариты. Крупные модели устойчивы на ветру, но стоят дороже. Комнатные полёты могут осуществлять небольшие модели весом до 250 граммов с диагональю винта 20 см. Если модель более 350 мм в диагонали, то можно проводить съёмки на улице в любую погоду. Вес таких устройств более 2 кг. Дроны с промежуточными параметрами подойдут для полётов в хорошую погоду.
  • Камера. Любительская съёмка возможна при характеристиках камеры 10-15 Мп. FPV-система обеспечивает прямую трансляцию картинки на пульт. Дрон с хорошей камерой должен быть оборудован стабилизатором, чтобы снимки получались действительно крутые.
  • Комплектация. Маркировка даст точное понимание о том, что находится в коробке. RTF – готов к полёту, нужно только дозарядить аккумулятор. Если маркировка ARF, то следует самостоятельно собрать детали. BNF – в наборе нет пульта. Такой дрон не готов к полёту.
  • Пропеллеры и защита. Важная характеристика для любого устройства. Каркас на винтах защитит окружающие предметы и сам дрон. При падении пропеллер может просто сломаться, аппарат будет испорчен. Посадочные ноги с резиновыми насадками нужны в том случае, если вес дрона превышает 1 кг. Аппараты для съёмки должны иметь массивные винты для стабильности, а вот гоночные оборудуют маленькими для скорости и трюков. Пропеллер на три лопасти делает дрон более быстрым.
  • Длительность полёта и расстояние. Дистанция у простых моделей варьируется в пределах 30-100 м. Всё, что летает дальше, намного дороже стоит. Профессиональные коптеры летят на 3-5 км. Такое расстояние нужно не всем. Стандартная любительская модель летает около 7-25 минут. Можно приобрести бюджетную модель и дополнительные аккумуляторы к ней.
  • Скорость. Тут тоже всё зависит от потребностей. Нет смысла покупать быстрый дрон для съёмок окрестностей. Если цели другие, то можно подобрать модель, которая летит со скоростью 40-50 км/ч.
  • Способ управления. Пульт ДУ обычно идёт в комплекте с каждым дроном. Только при маркировке BNF придётся купить его отдельно. Некоторые модели поддерживают управление через смартфон с помощью фирменной программы. Пульт намного лучше для новичков. Его использование в разы проще.

Камера: видео и фотосъемка

Еще один пункт, который подтолкнул сферу дронов к очень быстрому развитию — камера. Изначально камеры на квадрокоптерах были низкого качества, а еще у всех была линза с эффектом «рыбий глаз», из-за чего качество видео было посредственным. Производители быстро поняли, что люди хотят использовать дрон для качественной съемки видео, красивых мест, а также делать фотографии, поэтому поменяли вектор на нормальные линзы без всяких эффектов и искажений.

Такие гиганты как DJI, Yuneec, Xiaomi и другие, начали ставить качественные камеры с разрешением съемки 4К и большим битрейтом записи. Это позволило запуститься новому витку развития аэросъемки. Для записи доступны качественные и тяжелые форматы, такие как CinemaDNG и RAW.

Что такое дрон? Фото и видео
Это фото сделано с квадрокоптера

Кроме просто качественной картинки, производители начали устанавливать в камеру оптический и цифровой зум. Например, камера Zenmuse Z30 от DJI имеет оптический 3,5 кратный зум, а также 2-кратный цифровой без потерь качества. А у Walkera Voyager 5 оптический зум составляет невероятные 30 крат!

Для того, чтобы видео было плавным, используются специальные механические подвесы камер, которые крепятся на резиновые демпферы к днищу дрона, либо крепятся к передней части, как у DJI Mavic. Да, сегодня много говорится об этой фирме, потому что они являются законодателями мира дронов и качественной беспилотной продукции.

Чаще всего, это 3-осевые подвесы, такого вида:

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.

Краткая история возникновения

Первые дроны разрабатывались во время Первой мировой войны, но тогда их так не называли. Да и не использовались аппараты для военных нужд. Однако именно в те годы был заложен фундамент для всех дальнейших разработок. А уже в 1935 году появился беспилотный вертолёт. Тогда аппарат назвали «дроном» шутя. Шум от пропеллера был очень громким и чем-то напоминал шмеля. Переводить слово не стали, оно осталось в употреблении в первоначальном виде во всех странах. Обычно таким термином называли любые летательные аппараты, внутри которых не было пилота.

В 1945 году само слово «дрон» было внесено в документацию армии США. Так термин стал официальным. В середине пятидесятых годов дронами называли абсолютно все беспилотники, начиная от ракет и заканчивая космическими аппаратами.

Слово пытались заменить на разные длинные термины, например, «удалённо пилотируемые аппараты». Но все эти попытки были безуспешными.

Особенности эксплуатации

В наборе с каждым дроном есть инструкция. Там указано значение всех клавиш на пульте. При управлении через смартфон также есть подсказки. Эти нюансы не универсальны, отличаются в зависимости от производителя или конкретной модели. Запустить дрон в первый раз довольно волнительно и ответственно.

Для тренировки стоит позаботиться и о запасном аккумуляторе. Особо важно, если дрон летит не дольше 10 минут. Для первого запуска этого недостаточно. Если защиты на пропеллерах нет, то стоит и эти детали иметь в запасе.

Калибровка дрона.

  • Поднять на 0,5 метра. Давать команды полёта вперёд и назад, вправо и влево.
  • Если летит ровно – всё хорошо.
  • Если устройство отклоняется от заданного направления, то нужны дополнительные действия. Следует удостовериться, что лопасти и контроллер в одной плоскости.
  • Если в предыдущем пункте проблем не обнаружено, то необходимо проверить датчик-акселерометр.

Если опыта работы с дронами нет, то не стоит запускать аппарат на большую высоту. Слишком велик риск случайного падения, которое закончится критической поломкой. Также это может навредить оператору, окружающим людям. Вряд ли кому-то будет приятно, если дрон свалится сверху. Первые полёты рекомендуется проводить в безветренную погоду.

Первые модели и их применение

Основоположником создания беспилотных аппаратов является Никола Тесла. Он в конце 19 века получил патент на управление аппаратом с помощью радиоволн. Была построена первая модель, которая в 1898 году предстала перед зрителями на водной акватории пруда в парке Нью-Йорка.

Ну а первым аппаратом, поднявшимся в воздух без пилота, стал аэроплан Хьютта Сперри, в 1917 году. Он не имел радиоуправления, а вся программа полета настраивалась с помощью двух гироскопов, размещаемых на борту.

Рис.2 Коптер

В то же время проводилась активная работа по созданию коптеров – аппаратов с четырьмя одновременно используемыми пропеллерами. Коптеры являются предвестниками современных промышленных дронов, те же 4 винта вращающиеся одновременно. К сожалению в то время такие аппараты не нашли широко применения, очень сложная конструкция трансмиссии постоянно ломалась. Аппараты не могли стабильно проводить полеты, и даже при небольшом ветерке аппарат падал на землю.

Смотрите про коптеры:  Квадрокоптер с камерой: недорогой и хороший, рейтинг самых бюджетных вариантов

В последующем такие аппараты создавались и применялись в основном для военных целей, при получении разведочных данных и нанесения ракетных ударов. Но в конце 20 века дроны стали активно применяться в бытовых и промышленных целях. И если поначалу это были аппараты по форме похожие на самолет, то позже появились и современные летающие роботы, выполняющие самые различные задачи.

Популярные модели

Дроны уже стали довольно популярными, но индустрия постоянно развивается. Ежегодно на рынке появляется множество новых моделей с интересными возможностями. Однако есть коптеры, которые уже проверены пользователями и заслужили особую любовь.

Популярные и качественные модели.

  • DJI Mavic Air. Настоящее чудо техники. Модель относится к профессиональным. Камера позволяет снимать ролики 4К в формате Ultra HD. Есть опция замедленной съёмки, которая позволяет снимать эффектные ролики. Качественный стабилизатор сводит к минимуму помехи и вибрации для максимально чёткой съёмки. Функция ActiveTrack позволяет дрону распознавать 16 объектов и держать в фокусе один из них. Опция SmartCapture даёт возможность управления одной рукой. TapFly поможет выбрать определённую точку и отправить дрон на заданной скорости прямо к ней. Есть варианты с траекториями, которые настраиваются дополнительно, встроенная память в размере 8 Гб. При нормальной погоде устройство летит со скоростью 68 км/ч. Если аккумулятор заряжен полностью, то полёт продлится около 20 минут. Радиоуправление возможно на расстоянии до 2 км.
  • DJI Spark. Дрон открывает большие возможности для творчества. Устройство весит всего 300 г, по диагонали – 17 см без учёта пропеллеров. Камера на 12 Мп дополнена интеллектуальной съёмкой. Делает фото с разрешением 3968 x 2976 пикселей и снимает видео 1080р. Технология Ultra Smooth обеспечит отсутствие помех и дрожи. Приложение DJI GO 4 можно установить на гаджет – так весь отснятый материал будет сразу в смартфоне. Дрон развивает скорость до 50 км/ч даже против ветра. От полного аккумулятора может работать 16 минут. Система GEO оповещает владельца, если дрон приближается к зоне, в которой запрещены полёты. Радиосигнал спокойно работает на расстоянии 500 м. Есть опция возврата домой.

FaceAware позволит поднять дрон в воздух, просто взглянув на него. Система распознаёт лицо.

  • Hubsan X4 FPV Brushless H501S. Простое управление, качественная камера и множество смарт-функций сплелись в этом компактном дроне. Даже новичок справится с аппаратом. Устройство может удерживать высоту, возвращаться на место начала полёта при потере связи. А ещё дрон может следовать за своим пультом, снимая при этом видео или делая фото. Картинку в хорошем качестве можно наблюдать просто на пульте. Зернистость в изображении возможна лишь при плохом освещении. Дрон работает от аккумулятора 20 минут.
  • MJX Bugs 2 SE. Хороший выбор для тех, кто любит игрушки на радиоуправлении. Позволяет сделать досуг весёлым и полезным. Интересный дизайн сразу бросается в глаза. Полёт ровный и стабильный, а потому и съёмка качественная. Может развивать скорость до 60 км/ч, пролетает до 600 м. Аккумулятора хватает примерно на 18 минут. При исполнении трюков время сокращается. Камера на 8 Мп снимает в формате Full HD и транслирует всё на гаджет с фирменным приложением. Передача возможна на расстояние 300 м. Модуль GPS позволяет сохранять заданную траекторию и возвращаться на место начала полёта. Причём дрон вернётся автоматически, если сигнал будет потерян.
  • Syma X8Pro. Бюджетная модель с хорошим качеством. Модуль GPS гарантирует чёткое позиционирование и пилотирование. Барометр обеспечивает замирание в воздухе. Управление покажется лёгким даже тем, кто вовсе не знаком с подобной техникой. Для взлёта и посадки можно использовать всего одну клавишу. Дрон не теряется даже в ночное время суток, у него есть подсветка. Аккумулятор заряжается 150 минут и даёт 9 минут полёта. Можно менять угол наклона камеры. Управляется пультом или смартфоном.
  • YUNEEC Typhoon H. Необычный дрон относится к категории гексакоптеров, реализовано сразу 6 винтов. Модель дорогостоящая, но просто захватывает дух. Сам дрон весит 1,7 кг и имеет грузоподъёмность до 2 кг. Может двигаться со скоростью 19,4 м/с. Интересно, что дрон можно отправить на расстояние до 1600 метров. Устройство составляет трёхмерную модель реального мира и может выстраивать оптимальные траектории для их преодоления. Всё это улучшает качество исполнения опции следования за оператором. Камера на 12,4 Мп снимает видео в формате 4К.

Автономность составляет 25 минут, что очень хорошо с учётом всех возможностей.

  • Relice QD-704WHD. Простенькая модель позволяет новичку познакомиться с техникой и научиться её использовать. Дрон может отлетать на расстояние до 120 м от оператора, при использовании Wi-Fi – до 30 м. Автономность от полного заряда составляет 8 минут. Модель не имеет модуля GPS, но есть опция возвращения на место старта. В наборе идёт камера на 2 Мп, которую можно подвесить или снять в зависимости от потребностей.
  • Pilotage Butterfly RC61124. Интересная модель для детей. Оформление соответствующее, мини-дрон сверху похож на бабочку. Винты расположены снизу. Предусмотрена защита для них, которая одновременно выступает и ножками для приземления. Автономность составляет 8 минут, а восполнение заряда займёт всего 30 минут. Управление максимально упрощённое. Реализована возможность автоматического взлёта и посадки. Самая популярная модель для детей используется в качестве игрушки и позволяет познакомить ребёнка с новыми технологиями.

Приложение для управления дроном

У каждого съемочного дрона есть свое приложение (либо стороннее у бюджетных моделей), с помощью которого можно управлять беспилотником. Там содержится много информации и настроек, а также транслируется видео.

Интуитивно понятное приложение полета Xiro позволяет легко летать на Xplorer Mini, показывая при этом информацию о всех важных характеристиках, снимать видео и фото.
Интуитивно понятное приложение полета Xiro позволяет легко летать на Xplorer Mini, показывая при этом информацию о всех важных характеристиках, снимать видео и фото. Это пример бюджетного квадрокоптера.

Современные дроны, с 21 октября 2001 года по сей день

Краткая история слова «дрон» / Хабр

Современный вид дрона – это, конечно, MQ-1 Predator (с англ. — «Хищник») от компании General Atomics, с противотанковой ракетой AGM-114 «Хеллфаер» под каждым крылом. Predator сложно спутать с чем-то. Его распухший нос едва вмещает спутниковую антенну.

Небольшая камера свисает с подбородка. Длинные тонкие крылья будто бы украдены у планера. Небольшой винт укреплён прямо на хвосте, и необычный хвост в виде перевёрнутой «V» создаёт впечатление, что без катастрофы этот аппарат приземлиться не способен.

Его разработка началась в середине 1990-х и изначально его называли «беспилотным воздушным судном» [Unmanned Aerial Vehicle, UAV]. Это поменялось 21 октября 2001 года, в статье в Washingon Post от автора Боба Вудворда [Bob Woodward] под названием «ЦРУ велели ‘любыми средствами’ уничтожить Бен Ладена».

Если вам не нравится, что слово «дрон» применили к квадрокоптеру Phantom, обвинять вы можете двоих. Первый – Хэнсон В. Болдуин, военный редактор New York Times. За 40 лет карьеры он использовал слово «дрон» для описания всего, от самолётов-мишеней до крылатых ракет. Второй – Боб Вудворд из Washington Post. Он отвечал за Уотергейт, а также заново ввёл в обиход слово «дрон».

Спутниковое позиционирование

Сейчас дроны средней и выше ценовой категории оборудованы сразу двойной системой спутникового позиционирования. Более дешевые модели обладают обычно только GPS.

Что дает спутниковая система дрону:

  • С помощью спутников работает функция «Возврат домой» при нажатии всего лишь одной кнопки;
  • Ваш дрон не потеряется;
  • Точное позиционирование в пространстве;
  • Полностью автоматический облет заданных точек на карте без участия пилота.

Также, спутниковая навигация спасет дрон, если:

  • Аккумулятор почти разрядился — дрон сам полетит на точку взлета;
  • Потерян сигнал с аппаратуры управления — дрон сам полетит на точку взлета.

Перед началом полета важно, чтобы дрон «поймал» нужное количество спутников, обычно это не менее 8 спутников. В противном случае, данные функции работать не будут, что может привести к неприятностям, например, к потере дрона.

Функция обнаружения препятствий и предотвращение столкновения

Современные дроны имеют функцию предотвращение столкновения, основанную на технологии SLAM при использовании нескольких специальных датчиков, таких как:

  • Объемный датчик;
  • Ультразвуковой датчик;
  • Инфракрасный датчик;
  • Лидар;
  • Лазер (ToF);
  • Прибор искусственного зрения.

Используя эти датчики, алгоритмы (программное обеспечение) полетного контроллера дрона, умеет на лету создавать 3D карты, позволяя дрону «видеть» мир и препятствия.

Еще пару лет назад, дроны могли обнаруживать препятствия только спереди, но теперь они могут сканировать пространство со всех сторон. Так умеет, например, Mavic 2 PRO. Технология называется APAS и помогает пилотам управлять дроном. При виде препятствия, квадрокоптер его облетит, а если это сделать невозможно, то просто зависнет на месте.

Такую функцию имеют не только дроны от DJI. В 2021 появился дрон Skydio 2 с полным сканирование пространства со всех сторон. У него 6 камер на борту в разрешении 4К непрерывно оценивают обстановку вокруг. Видео, в котором показывается и то, как видит квадрокоптер пространство вокруг себя:

Языковые трудности, около 1965-2000

13 июня 1963 года статья в Рейтер рассказала о совместном британско-канадском предприятии по постройке беспилотных наблюдательных самолётов. [7] Репортёр, обладавший знаниями о двух предыдущих десятилетиях развития БПЛА, написал, что «об этом проекте говорили, как о дроне».

Термин «дрон» впоследствии начал вытесняться новым и более неуклюжим названием «беспилотного воздушного судна» [unmanned aerial vehicle, UAV]. Слово, использовавшееся для всего, от летающих мишеней до подсистем космических аппаратов, постепенно заменяли.

Термин UAV впервые публично появился в отчёте Минобороны США в 1972 году. Термин «удалённо пилотируемые аппараты» [remotely piloted vehicle, RPV] впервые появился в официальных документах в конце 1980-х. От слова «дрон» произошли тысячи немного различающихся терминов в 60-х, 70-х и 80-х годах.

Инженеры строили дроны для наблюдения над коммунистическим Китаем на скорости в 3 Маха. Они запатентовали дрон для стыковки космических аппаратов. Для охоты и потопления подлодок. В ВВС брали старые самолёты, раскрашивали в оранжевый цвет и называли их дронами-мишенями. Они распространились по поверхности Земли, и их прекратили называть дронами.

В 70-х, 80-х и 90-х термин «дрон» применялся к самолётам-мишеням, и с таким значением используется и сегодня. В остальных областях военного применения, обширных числом, появились новые термины для беспилотных аппаратов.

Можно спорить о том, почему появилось так много терминов. Военная и космическая отрасль никогда не стеснялись обилия акронимов и пригоршней случайных буквенных обозначений, разбросанных в отчётах в целях соблюдения секретности. Откуда враг узнает о наших действиях, если мы сами ничего не понимаем?

Вопрос, могут ли новые возможности дронов оправдать большое количество новых акронимов, остаётся открытым. Создаётся впечатление, что новые акронимы просто придумывали новые капитаны, майоры и инженеры Пентагона или десятка аэрокосмических компаний.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector