Квадрокоптер кто придумал

Квадрокоптер кто придумал Машинки

Почему дроны могут стать проблемой

Количество дронов растёт с каждым днём, и их распространение может вызвать немало проблем. И дело тут вовсе не в том, что все дроны могут в одночасье обернуться против человечества, хотя не стоит исключать и такой поворот. У прогресса всегда две стороны.

Беспилотники открыли людям новые возможности в совершенно неожиданной сфере, но общество оказалось не готово к тому, что по улицам города будут летать десятки автоматизированных роботов, выполняющих самые разные операции. Ладно, если один такой дрон просто несёт посылку. А вдруг он за вами следит? Или в посылке бомба?

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

Достаточно привести несколько очевидных проблем, которые появятся вместе с массовым распространением дронов. Во-первых, беспилотники ставят людей в неравные условия. Представьте себе, что вы звезда телеэкрана. Вы сидите дома, уютно пьёте на кухне чай, и вдруг в окне (допустим, первого этажа) видите человека, который вас фотографирует.

Самое настоящее вторжение в частную жизнь! И если с фотографом можно худо-бедно договориться, то представьте себе, что вас снимает дрон. Кому он принадлежит? Куда попадут снимки? А если вы его разобьёте, то вам ещё и предъявят претензии за поломку имущества.

Похожие случаи то и дело происходили на съёмках седьмого эпизода «Звёздных войн». Фанаты никак не могли дождаться выхода фильма и неоднократно запускали беспилотники прямо на съёмочную площадку. Джей Джей Абрамсу даже пришлось заказать защиту от дронов — систему, которая оповещала бы о приближении беспилотников. То же самое сейчас происходит и с восьмым эпизодом.

Во-вторых, кто и как будет контролировать воздушное пространство? Если для самолётов и вертолётов уже существуют свои правила, то в области беспилотников царит полный бардак. Кто будет виноват, если в воздухе столкнутся два дрона? Или, не дай бог, дрон и самолёт?

А если дрон залетит на частную территорию? А если даже вам удалось поймать нерадивый квадрокоптер, как опознать его владельца? Именно для решения этих вопросов и была введена массовая регистрация, принятая как в США, так и в России. К регистрации дронов можно относиться по-разному, но она, без сомнения, сделает владельцев беспилотников более ответственными.

Так, например, совсем недавно в парижском аэропорту произошло опасное сближение заходящего на посадку самолёта и частного беспилотника. К счастью, ничего страшного не произошло и самолёт всё-таки сел в штатном режиме. Однако полиции ещё предстоит выяснить, откуда там взялся дрон и кто им управлял.

Третья ключевая проблема беспилотников связана со злоумышленниками. Как и везде, в этой сфере есть свои мошенники, взломщики и прочие преступники, стремящиеся получить выгоду любым незаконным способом. Так, например, хакер SkyJack в своём блоге описал взлом беспилотника марки Parrot.

Он собрал собственного хак-дрона, снабдив его дополнительным оборудованием и специализированным софтом. Этот аппарат способен перехватить сигнал находящихся рядом дронов, взломать их по беспроводному соединению и получить контроль над управлением и камерой чужого дрона.

Пять самых необычных дронов

Мы написали о самых популярных вариантах использования дронов. Однако существуют ни с чем не сравнимые образцы, достойные отдельного упоминания. Они вряд ли найдут широкое применение, но нельзя не отметить заслуги их создателей. Или хотя бы их фантазию.

Дрон-ховерборд

Дрон Hover

Канадский изобретатель Каталин Александру Дуру создал ховерборд, который представляет собой мультикоптер с большим количеством винтов. Инженер пролетел на нём почти 300 метров, тем самым установив мировой рекорд. «Почти то, что нужно», — сказал бы Марти Макфлай.

Дрон-пожарник

Дрон FAROS

FAROS — специализированный противопожарный дрон, который умеет ползать по стенам (чтобы проникать в узкие коридоры и проходы) и обладает повышенной огнестойкостью. Кроме того, квадрокоптер хорошо ориентируется в задымлённых помещениях и выдерживает высокие температуры.

Дрон-винтокрыл

Дрон XPlusOne

XPlusOne — дрон в виде буквы «X», который при взлёте ведёт себя как обычный квадрокоптер. Но стоит ему набрать высоту, и он поворачивается на 90 градусов и летит дальше как самолёт-винтокрыл. В таком режиме XPlusOne способен развить скорость до 100 км/ч.

Дрон-бутылка

Дрон Sprite

Sprite — великолепный дрон, который пригодится любому путешественнику. Его владелец может построить маршрут на мобильном устройстве, и дрон всюду за ним последует. А ещё Sprite не боится пыли, не тонет в воде и обладает складывающимися крыльями. Главное — случайно не налить в него кофе: настолько он похож на обычный термос.

Дрон-кроха

SKEYE Nano Drone

Миниатюрный SKEYE Nano Drone может похвастаться своими размерами — он легко умещается на ладони. Впрочем, пожалуй, это единственное его преимущество. Работает такой микрокоптер не больше 10 минут, зато заряжается от обычного USB.

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 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 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.
Смотрите про коптеры:  Наручные часы всех известных брендов, продажа. Купить наручные часы с доставкой или в розничном магазине

Дрон не роскошь, а средство доставки

Мы не зря написали в начале статьи о революции — дроны уже проникли во многие сферы, раз и навсегда изменив гражданскую авиацию. Инженеры и изобретатели придумывают всё более изощрённые способы применения беспилотников. Давайте пройдёмся по самым популярным и интересным.

Ещё в 2021 году компания Amazon рассказала об амбициозной идее использовать дронов для доставки товаров в американских городах. Программа Prime Air должна была стать новым способом отправлять товары покупателям. Однако пока технология находится на стадии тестирования, и неизвестно, какое будущее её ждёт. Вряд ли она придёт на смену курьерской доставке, но наверняка займёт свою нишу.

В марте этого года в продажу поступили беспилотники четвёртого поколения Phantom от компании DJI. Производители снабдили их несколькими режимами работы. Например, в режиме ActiveTrack беспилотник будет следовать за указанной целью; при этом аппарат способен отслеживать препятствия и аккуратно их облетать.

Заряда дрона хватит на полчаса работы, а максимальная скорость полёта — до 72 километров в час! Стоимость такой «игрушки» чуть меньше полутора тысяч долларов. В рекламном видеоролике дрона показана одна из сфер применения «Фантома» — одинокий фермер следит за своим скотом.

Швейцарский иллюзионист Марко Темпест использовал в своём номере 24 беспилотника. Сложная система позиционирования, разработанная японскими инженерами, позволила дронам координировать перемещения в воздухе. В номере можно увидеть самый настоящий танец дронов: они кружат вокруг иллюзиониста, совместно пускают «волну» и по очереди залетают в один чемодан.

Однако в Книгу рекордов Гиннесса вошло другое выступление. На открытии выставки CES 2021 в воздух поднялась сотня квадрокоптеров, снабжённых светодиодами. В то время как живой оркестр на лужайке исполнял «Тему судьбы» из Симфонии №5 Бетховена, дроны выстраивались в разные фигуры и «перемигивались» всеми цветами радуги.

Пожалуй, самое популярное применение дронов — фото- и видеосъёмка. Операторы телепередач о путешествиях снимают совершенно фантастические виды с высоты птичьего полёта — будь то спокойное море или заснеженная пустошь, бескрайняя степь или оживлённый мегаполис.

Дроны применяются и на съёмках большого кино. Зив Маром, владелец компании по производству беспилотников ZM Interactive, рассказывает: «Мы снимали с их помощью буквально все, от погони на танках до взрывающихся зданий и пролетающих мимо мотоциклов». Нил Фрайд, вице-президент Американской киноассоциации, тоже высказался в поддержку аппаратов:

Режиссёр и оператор Рэнди Скотт Славин в 2021 году организовал первый в мире кино фестиваль, посвящённый съёмкам с дронов. Так и называется — «Нью-йоркский фестиваль фильмов, снятых с помощью дронов» (New York City Drone Film Festival, NYCDFF). Вот как комментирует применение беспилотников сам режиссёр:

«Этот фестиваль — о дронах, которых мы используем в искусстве. Я уверен, что съёмки с беспилотников в будущем будут применяться в каждой сфере». Условия конкурса были очень просты: видео не должно идти более 5 минут и не меньше половины времени должны занимать съёмки с помощью дрона. Всего на фестиваль прислали более 150 видео, из которых 8 победили в разных номинациях.

Но беспилотники годятся не только для развлечений. Спасательные службы применяют дронов, чтобы патрулировать местность, следить за животными и искать заблудившихся путников. С помощью беспилотника легко обнаружить очаг лесного пожара или нерадивого рыбака, которого унесло на льдине по реке.

Досягаемость сигнала некоторых дронов составляет несколько километров, и зачастую этого хватает, если человека начинают искать. Проблема пропавших без вести волнует не только спасателей, но и учёных: швейцарские инженеры рассказали, как они с помощью нейронных сетей «научили» дрона ориентироваться в лесу.

Беспилотник летает на высоте человеческого роста вдоль тропинок, по которым ходят люди. В перспективе эта система позволит быстро найти человека в лесу, особенно если его не видно с высоты за кронами деревьев. Для этого будет достаточно запустить в лес пять-шесть запрограммированных дронов.

В свою очередь, московские пожарные не так давно закупили два квадрокоптера. Пожарные планируют применять беспилотники, чтобы оценивать площадь возгораний и с воздуха обнаруживать их очаги. В теории это позволит не только быстрее тушить пожары, но и предотвращать их дальнейшее распространение. Да и сами пожарные смогут лишний раз не подвергать себя риску. Осталось дождаться внедрения новых технологий.

Компании-производители уже поняли, каким потенциалом обладают беспилотники. Поэтому инженеры начали выпускать дронов, ориентированных на конечного потребителя. Перевозка грузов? Сделаем побольше грузоподъёмность. Видеосъёмка? Вот камера с высоким разрешением.

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.

Смотрите про коптеры:  Подводный беспилотник: рейтинг лучших подводных дронов

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.

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
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
Модули квадрокоптеров

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».

Квадрокоптер кто придумал
«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.

Мультикоптеры-игрушки

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

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

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

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

Смотрите про коптеры:  Квадрокоптер Mobicaro Skylight YS0233666-1 - купить в интернет магазине Детский Мир в Москве и России, отзывы, цена, фото

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

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

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

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

Появление современных квадрокоптеров

По прошествии полувека с тестовых испытаний первых квадрокоптеров сложились благоприятные условия для возрождения интереса к этому виду летающей техники:

  • во-первых, достижения в области материаловедения позволили создать прочные и легкие полимеры, которые существенно уменьшают вес аппарата;
  • во-вторых, прогресс микроэлектроники (а именно появление микропроцессоров) обеспечило базу для более простого и стабильного управления винтокрылыми машинами.

В своем современном виде первые в мире квадрокоптеры появились в 2006 году с выпуском моделей от немецкой компании MikroKopter.

Они уже имели бортовой микроконтроллер, 3 гироскопа, барометр и акселерометр, отличались достаточной стабильностью в полете.

Чуть позже их дополнили GPS-модулем для фиксации позиции. Квадрокоптер на радиоуправлении от MikroKopter изначально был предназначен для профессионального использования и имел высокую стоимость, однако открытый исходный код привел к появлению на рынке его дешевых клонов, что негативно отразилось на продажах компании.

В дальнейшем рынок четырехвинтовых дронов пошел по двум направлениям:

  • создание полностью готовых к использованию устройств различного класса, от бюджетных игрушек до профессиональных платформ для видеосъемки, спасательных, полицейских, природоохранных и других операций;
  • разработка микроконтроллеров и программного обеспечения к ним, которые можно адаптировать к самодельным или купленным аппаратам.

По первому пути пошли такие ныне известные компании, как Gaui, DJI, XAircraft и другие производители. Как правило, в их продукцию входит сам аппарат, собственная линейка микроконтроллеров и программного обеспечения к ним. Во втором направлении особо отметились такие компании, как MultiWii, KaptainKuk, ArduCopter.

Благодаря финансовой доступности и простоте этих компонентов сегодня весьма развито любительское моделирование дронов.

Еще одной

важной технологией, благодаря которой квадрокоптеры появились на широком рынке, явилась система стабилизированной подвески

, позволяющая монтировать на аппарат фото- или видеокамеру или иную аппаратуру.

Установленные в ней сервоприводы и датчики позволяют компенсировать колебания и развороты дрона по соответствующим осям, обеспечивая подсоединенному оборудованию оставаться в практически неподвижном положении. Это существенно улучшило качество съемки с квадрокоптеров, и именно благодаря этой технологии они сегодня широко используются в рекламе, кинопроизводстве, военном деле и т. д.

Очевидно, что история дронов не остановится на стадии развлечения и узкоспециализированного применения.

В Саудовской Аравии уже готовятся в ближайшие годы запустить автоматическое беспилотное такси на базе квадрокоптера

, появляются разработки полноценных боевых машин, способных выполнять не только разведывательные функции, но и участвовать непосредственно в военных действиях.

Совершенствование этих аппаратов идет сегодня по пути увеличения длительности работы в автономном режиме, расширения функционала, внедрения систем искусственного интеллекта. Оправдают ли квадрокоптеры себя в будущем – покажет время, но уже сегодня они предоставляют широкие возможности в самых различных областях.

Составные части квадрокоптера и процесс сборки

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

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

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

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

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

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

Общая структура квадрокоптера приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Структурная схема квадрокоптера

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

Рисунок 4 – Сборка коптера

Рисунок 5 – Настройки полетного контроллера KK2.0

Разумеется, не обойтись без аппаратуры для дистанционного управления.

Рисунок 6 – Аппаратура дистанционного управления

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

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

Рисунок 7 – Полет квадрокоптера с фотоаппаратом

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector