ТОП квадрокоптеров с долгим временем полета – Все о квадрокоптерах | PROFPV.RU

В каньоне в предгорье Скалистых гор, расположенном неподалеку от города Форт-Коллинс в Колорадо, молодой человек по имени Джордан Темкин управляет дроном. На Темкине видеоочки, которые транслируют видео с камеры, встроенной в дрон, а в руках он держит консоль с парой джойстиков, которые управляют направлением, креном, тангажом, рысканьем, и скоростью полета. Пилот кладет дрон на гравий у своих ног. Чуть ниже течет река Кэш-ла-Паудр. Склоны каньона возвышаются на девяносто метров над ней. Темкин дает команду, и дрон моментально взлетает к вершине каньона. Затем он парит в вышине, откуда человек кажется маленькой фигуркой, сидящей на борту машины. Тень дрона вспыхивает на поверхности скал, проносясь со скоростью 128 км/ч. Затем пилот спускает аппарат к реке и он летит в полуметре от воды. Река переливается серебром на солнце. Темкин снова поднимает дрон повыше и поворачивает в соседний каньон.

Запас батареи, питающей беспилотник, составляет порядка трех минут. Прежде чем время выйдет, Темкин опускает дрон рядом с собой. Приземление на гравий звучит, как стук от падения пластиковой игрушки. Да и сам дрон похож на игрушку. Темкин называет его «квадрокоптером». У квадрокоптера четыре пластиковых пропеллера, каждый на углу крестообразной пластиковой рамы. Обычно такие дроны называют «квадами». Все устройство легко бы уместилось в упаковке для одного ломтика пиццы. Неизмеримое количество научно-технических открытий, как огромная перевернутая пирамида, сходятся в этой крохотной, игрушечной точке.

Джордан Темкин, фото Engadget

В свои двадцать шесть лет Темкин сохранил те милые, безмятежные манеры любимого родителями, но не избалованного ребенка. Он ростом метр восемьдесят, темноволосый, с азиатскими чертами лица. Одет в черные джинсы, черную футболку с небольшой серебряной эмблемой «DRL», темно-синюю толстовку с расстегнутой молнией, и бело-желтые кроссовки. Когда люди спрашивают Темкина, чем он зарабатывает на жизнь, то тот отвечает, что управляет игрушечными вертолетами. Он пришел к выводу, что это хорошее описание его нового призвания. Темкин — профессиональный пилот дронов, один из лучших в новом спорте. Чтобы практиковаться, он летает в горах так часто, как может.

Темкин частенько летает с Захри Тайером, своим соседом по дому в Форт-Коллинзе, другими профессиональным пилотом. Тайер несколько плотнее Темкина, с волшебными голубыми глазами и окладистой бородой. Оба родом с западного побережья США: Темкин из Сиэтла, а Тайер из Лагуна-Нигуэль, из калифорнийского округа Ориндж. Они познакомились на гонке дронов в Сакраменто в 2023 году, где были соперниками. Темкин закончил Колорадский университет с гуманитарным дипломом и искал, с кем снять жилье, поэтому пилоты решили жить вместе. В сети Темкин нашел других местных любителей пилотирования дронов. Сборище местных энтузиастов объединились в группу «Big Whoop», названную так, потому что поначалу они были не особо впечатляющими пилотами. Текущие успехи Темкина и Тайера придали этому имени блеска. Темкин участвует в гонках под псевдонимом «Jet», образованным от его инициалов. У Тайера другой никнейм — A_Nub, под чем изначальном имелся в виду «новичок», которым Тайер больше не является. Он сохранил прозвище, потому что именно под ним получил известность среди фанатов гонок на дронах.

Big Whoop, фото из Инстаграма Джордана Темкина

«Когда мы только начали летать, я почти ничего не умел, — рассказал мне Темкин в Форт-Коллинзе прошлой осенью. — Я сделал свой первый дрон на основе макета, который нашел в сети и распечатал на своем 3D-принтере. Я заказал для него запчасти, сложил все вместе и начал летать. Мне это нравилось, но я все время разбивался. Сегодня мы можем закладывать такие маневры, о которых даже не могли мечтать пару лет назад. Частично потому, что технология стала лучше, и частично потому, что наши навыки улучшились».

Слева направо: Джордан Темкин, Зак Тайер, Трэвис Макинтайр. Фото Engadget

Джордан и Зак (переключимся с фамилий на их имена, что, кажется, подходит им больше) часто летают со своим другом и соседом по комнате, Трэвисом Макинтайром — худощавым, широко улыбающимся малым со степенью по философии. Если Зак и Джордан летают ради соревнований, но Трэвис — чтобы развеяться и ему интереснее собирать дроны. Он редко соревнуется с профессионалами. Его вклад в общее дело, по большей части, заключается в беззаботном веселье, с которого Трэвис легко переключается на серьезный настрой. Big Whoop даже дурачатся с дронами по-серьезному: если дрон разбивается в горах, они идут и достают его. Однажды они привлекли к этому пару знакомых профессиональных альпинистов и поднимались вместе с ними вверх по веревкам. Когда они разбили дрон в реке, то арендовали гидрокостюмы и ныряли за ним. Пилоты утверждают, что потеряли всего один дрон.

Мир летающих дронов делится на две части. Большинство людей сразу же думают о военных беспилотниках. Дроны Predator и Reaper, которые стреляют ракетами и занимаются разведкой — это беспилотные самолеты с пропеллерами, оснащенные двигателями внутреннего сгорания. Их смертоносность придает зловещий смысл слову «дрон». Квадрокоптер, самый популярный тип гражданского дрона, летает на электрическом моторе, питаемом от батарей. Обычно они имеют четыре пропеллера, но некоторые могут иметь и больше

(примечание: все коптеры с роторами являются подтипом мультикоптера)

; некоторые умельцы делали дроны с пятьюдесятью пропеллерами. Все дроны управляются радиосигналами. Многие военные дроны принимают отправленные с земли сигналы через спутник. Другие дроны работают по сигналу, который принимается от пульта управления в пределах прямой видимости.

Один из самодельных дронов Джордана Темкина, фото из Facebook

Люди, которые управляют беспилотниками ради развлечения и в других мирных целях, обычно покупают готовые аппараты в магазинах или через интернет. Некоторые из этих дронов большие, как тумбочки. Большинство доступных в магазинах коптеров ограничивают пределы поля зрения пилота прямой видимостью, то есть ими нужно управлять так же, как радиоуправляемыми машинками или авиамоделями. Дроны, которые направляются пилотами при помощи бортовой камеры через видеоочки, позволяют маневрировать куда точнее. Они принадлежат к подкатегории под названием FPV, что расшифровывается как first-person view (вид от первого лица). Гонки дронов в своем современном виде были бы невозможны без FPV-систем.

Число квадрокоптеров непрестанно растет благодаря смартфонам. Чтобы изображение на дисплее смартфона все время было правильно ориентировано, гаджет должен знать, в какой стороне находится верх, а также свое положение по вертикали и горизонтали. Инструмент под названием акселерометр, измеряющий изменение скорости по отношению к гравитации Земли (прим. переводчика: на самом деле, акселерометр работает немного по-другому), отвечает за первую функцию, а гироскоп — за вторую. Они оба обычно заключаются в отдельный крохотный компонент, который активно применяется при разработке игровых контроллеров. Смартфоны популяризировали технологию, а их распространенность обеспечила такой объем производства комбинированного модуля акселерометра-гироскопа, что он стал достаточно дешевым для использования в квадрокоптерах.

Разобранный квадрокоптер, фото из Facebook Джордана Темкина

Акселерометр и гироскоп помогают квадрокоптеру сохранять равновесие. Теперь представьте его зависшим в воздухе, с пропеллерами, крутящимися параллельно земле. У дрона нет руля и закрылков, чтобы управлять полетом; вместо этого он маневрирует, регулируя скорость и, иногда, угол своих пропеллеров. Команды, которые указывают, как и когда менять вращение, поступают через радиосигналы, которые бортовое аппаратное обеспечение расшифровывает в компьютерный код. Джордан, Зак, Трэвис и другие пилоты Big Whoop собирают собственные дроны. Алгоритмы стабилизации дрона можно загрузить в свободном виде из интернета, но Зак умеет экспериментировать и писать собственный код. Джордан с его художественным образованием овладел искусством пайки крохотных контуров в полетном контроллере.

FPV-камера, транслирующая видео в очки пилота, представляет собой аналоговую систему. Ее изображению недостает резкости цифровой съемки. Однако аналоговая трансляция приходит в реальном времени, когда как цифровая отстает на сотню миллисекунд. Такой крохотной разницы достаточно, чтобы помешать высокоскоростному пилотированию, поэтому бортовые цифровые камеры обычно используются для съемки видео. Эти камеры называются GoPro — по самому популярном бренду. Видео, которые они снимают, захватывают дух.

Если вы хотите узнать, каково это — лететь со скоростью 128 км/ч сквозь заброшенные сталелитейные заводы, больницы, торговые центры, склады и подобные места, на YouTube вас ожидает широкий выбор снятых на GoPro роликов. Некоторые записи с дронов перенесут вас на лесные тропы, позволят полетать с чайками над океанскими волнами, или же полюбоваться горными каньонами с высоты полета орла (на последнем жанре специализируются пилоты Big Whoop). Джордан утверждает, что может посмотреть на видео и сказать, кто пилотирует дрона, потому что у каждого есть свой характерный стиль. Тысячи фанатов смотрят видео Джордана и Зака в сети.

Я увидел первый в своей жизни квадрокоптер около четырех лет назад, когда шел по Пятой авеню. Он напоминал один из подносов, которые ставят на колени для завтрака в постели, только с пропеллерами. Его нес молодой человек, и я почувствовал мимолетное желание последовать за ним. Спустя два года я нашел маленький дрон на дереве в парке рядом с моим домом в Нью-Джерси. Тот коптер был округлым и сделанным из белого пластика, около 15 сантиметров в поперечнике, без камеры — типичный дрон новичка. Я изучал его в изумлении, достойным доисторического человека. Четыре пропеллера дрона казались неповрежденными. Похоже, он не врезался в дерево. Скорее, кто-то специально поместил дрон сюда на уровне глаз, чтобы потерявший его пилот мог найти свой коптер. Я посчитал это хорошим предзнаменованием и вернул находку на место.

Рост популярности дронов прошел через ранний период, когда каждый, кто пытался управлять FPV-дроном, непременно разбивал его. Шоу летающих моделей включали демонстрационные зоны для дронов, огражденные с полу до потолка сеткой вроде той, которую можно увидеть на полях для гольфа. Там пилоты могли забавляться со своими дронами. На выставке Академии авиационных моделей в корпоративном парке Мидоулэндс на выделенную под дроны зону указывал характерный дребезжащий звук падающих коптеров. Большинство демонстраций включали короткий полет и неожиданное падение; а затем пилоты сбивались в кучку, пытаясь оценить ущерб.

День дронов в Liberty Science Center в Джерси-Сити. Источник фото: официальная страница центра в Facebook

В одно воскресенье в начале марта 2023 года я посетил День дронов в научном центре в Джерси-Сити. Тогда мне пришлось порядком покружить, чтобы найти свободное место для парковки. Дети всех возрастов и национальностей сбивались посмотреть на битвы дронов (мало контактов, много падений), гонки (еще больше падений, но немного настоящих гонок, проходящих на треке, установленном на территории музея), а в IMAX-кинотеатре крутили картины-победители Нью-Йоркского фестиваля фильмов, снятых на дроны. Восторженные дети роились повсюду, некоторые со своими собственными летательными аппаратами. Гонщики, по большей части двадцатилетние парни из группы FPV Addiction, собирали вокруг себя зачарованных зрелищем детей, чьи родители терпеливо ждали неподалеку.

День дронов в Liberty Science Center в Джерси-Сити. Источник фото: официальная страница центра в Facebook

Я впервые увидел соревнующихся Джордана и Зака 7 августа 2023 года на мероприятии под названием Национальный чемпионат США по гонкам на дронах, который проводила организация под названием «Спортивная ассоциация дронов». На тот момент я знал только прозвища пилотов. Спортивная ассоциация дронов, или D.S.A., в основном существует в сети. Согласно ее официальному заявлению, в ходе ряда отборочных соревнований по всей стране была подготовлена группа из тридцати пилотов, которые и участвовали в чемпионате. Трек для гонки, помеченный пластиковыми кольцами, воротами и флажками, располагался на травяном поле на острове Говернорс в Нью-Йоркской бухте. По словам комментатора чемпионата, Уилбур Райт взлетел с этого самого поля в 1909 году, чтобы совершить свой знаменитый облет Статуи Свободы. Сегодня будет такой же исторический день, утверждал комментатор.

Чемпионат по дрон-рейсингу, остров Говернорс, Нью-Йорк. Источник фото: Quartz

Зрители заполнили трибуны, установленные на финише; флаги спонсоров реяли над треком и платформой, где сидели пилоты. Вдоль одной стороны поля выстроились коммерческие палатки с относящимися к миру дронов товарами, а большие мониторы с разделенными экранами показывали вид с камер дронов-участников. Была даже VIP-ложа, по большей части пустующая. Выступил с речью основатель ассоциации Скот Рефсланд. Он отметил, что мероприятие впервые транслирует спортивный канало ESPN, и и провозгласил гонки дронов «новым Наскаром».

Чемпионат по дрон-рейсингу, остров Говернорс, Нью-Йорк. Источник фото: Quartz

Однако мероприятие прошло не лучшим образом, поскольку возможные проблемы никто заранее не проработал. В отличие от братьев Райт, который решали все свои технические трудности в уединении на пастбище в Огайо, организаторы гонки DSA, по всей видимости, столкнулись с некоторыми базовыми трудностями впервые. Так, Wi-Fi подключения зрительских смартфонов заполнили узкую радиочастотную полосу, нужную пилотом для связи со летающими аппаратами. Установление и поддержка открытых каналов оказались рискованной затеей. Из-за большого количества помех меньше пилотов могли соревноваться в каждом заезде, так что число заездов пришлось увеличить. Кроме того, даже для старта пришлось много хлопотать. Разделенные экраны все время забивались «снегом» и выключались. Комментатор продолжал повторять: «Если у вас работает Wi-Fi, пожалуйста, выключите его… У нас проблемы с радиоканалом… пожалуйста, выключите ваш личный Wi-Fi и хот-споты… У судей есть видео?.. Когда мы наконец начнем, все будет так здорово! Пожалуйста, зрители, выключите Wi-Fi».

Чемпионат по дрон-рейсингу, остров Говернорс, Нью-Йорк. Источник фото: Quartz

Дроны постоянно падали и сбивались с пути. Дрон Джордана влетел в надстройку над финишной прямой и застрял в ней, так что пилоту пришлось взобраться наверх, чтобы достать его. Зак прибыл на проходивший накануне отборочный раунд в полусонном состоянии. Он всю ночь вел машину из округа Ориндж, где был шафером на свадьбе. Впрочем, в состоянии серьезного недосыпа он сумел превзойти свое окружение, найдя утешение в полете. Во время своих заездов в финале Зак сидел на выделенной пилотам платформе, качаясь взад-вперед в такт движению видения в видеоочках, и в итоге выиграл первый приз — десять тысяч долларов, плюс дополнительно две тысячи за соревнование по фристайлу. К концу вечера многие зрители разбрелись, так и не поняв, что они только что увидели. Сейчас Спортивная ассоциация дронов либо неактивна, либо перестала существовать.

Когда я посетил Джордана, Зака и Трэвиса в Форт-Коллинсе, они жили в одноэтажном доме в частном секторе, по соседству с открытой прерией. Я приехал около 11 утра, чтобы не будить их. Зак должен был быть дома, но в последнюю минуту решил посетить гонку дронов в Сеуле. Туда его пригласили в качестве пилота-знаменитости, а не участника соревнований. Джордан попросил меня снять обувь. Я был поражен тем, какой порядок царил у них дома. Ни о чем подобном я в свои 26 лет не мог и мечтать.

Двухметровая полка с трофеями занимала центральное место в гостиной — с призами с гонок в Фениксе, Детройте, Орландо, Луисвилле и Дубае, помимо всего прочего. Некоторые достигали в высоту метра и напоминали абстрактные скульптуры. Настоящим центром дома был подвал, куда меня сразу и повели. В Америке есть десятки миллионов таких подвалов: пол застелен ковровым покрытием, голые бетонные стены, высокие подвальные оконца, открытые воздуховоды и трубы под потолком, бойлер в углу… Чувствуется, что здесь кто-то постоянно прячется от семейных дел. Этот конкретный подвал оказался заполнен гулом изобретений и амбиций, знакомым братьям Райт. На стенах, вместо обычных музыкальных постеров и копий дорожных знаков, висели несколько огромных чеков, которые выдают победителям для новостных снимков. На некоторых были нанесены логотипы гонок и четырехзначные суммы посредине.

Запчасти для коптеров, фото из Инстаграма Джордана Темкина

То там, то тут стояли стойки с полками, набитые разобранными на части квадрокоптерами. «Большинство из них — наши неудачные творения, которые не заработали так, как мы хотели, — сказал Джордан. — Этот корпус квадрокоптера, к примеру, был моим самым первыми дроном, который я напечатал на 3D-принтере. Вы можете заметить тонкие линии там, где принтер укладывал новый слой. Все эти двенадцать-пятнадцать коробок вдоль стен заполнены пропеллерами. Мы их тратим тысячами. Вот в этой коробке куча упаковок с пропеллерами, произведенных одним из наших спонсоров». Он вытащил упаковку и показал фотографию с ним и Заком на этикетке, напоминающей по дизайну старомодную коробку с овсянкой.

Запчасти для коптеров, фото из Инстаграма Джордана Темкина

Вокруг лежали паяльники, удлинители, многочисленные коробки аккумуляторов разной степени свежести, моторы для квадрокоптеров, пульты управления, FPV-очки с крупной надписью Fat Shark (название главного производителя таких очков), квадрокоптеры разных размеров. Было все, вплоть до карманных мини-дронов, которыми пилоты снимают видеоролики с высоты полета насекомого: облетают свои гостиные и кухни, маневрируют между ножками стульев и подушек диванов и вокруг банки с арахисовым маслом на столе. Такое изобилие техники придавало подвалу вид мастерской волшебника. В стороне стоял многоуровневый гоночный трофей, который казался тут ни к месту.

«Ах, это, — сказал Трэвис, когда я спросил о кубке. — Однажды мы сидели и разговаривали, смотрели на него и задумались, а может ли он летать. Ну, мы приделали к нему моторы и пропеллеры, и на следующий день протестировали. Он полетел достаточно неплохо, особенно для тяжелого, почти метрового гоночного трофея».

Ежедневное пилотирование дронов составляло основу расписания. После ланча в забегаловке в Форт-Коллинсе (деревянные столы, роскошные комбо, самодельная газировка), Джордан и Трэвис отвезли нас на новом хэтчбеке Subaru WRX, принадлежащем Джордану, в Национальный заповедник имени Рузвельта, а потом дальше, в каньон реки Кэш-ла-Паудр. Река, которая известна как «Пудер», является одним из лучших мест для ловли форели в штате, а спуск к воде здесь есть каждые 400 метров. Мы остановились около узкого прохода у стены каньона, вытащили свое оборудование, надели очки и отправили дроны в полет. Скальные образования каньона напоминали книги на книжной полке. Изредка каменный столб выделялся, как оголенный книжный корешок. Дроны скользили вдоль вертикальных скал, почти касаясь их, а потом залетели в низкорослый можжевельник на склоне. Их моторы стрекотали, как швейная машинка.

У нас были дополнительные FPV-очки, чтобы я мог следить за происходящим вместе с пилотом. Я пришел к выводу, что делать это невозможно, не вцепившись намертво в машину. С каждым прыжком и нырком вид от первого лица в очках заставляет непривыкший мозг предчувствовать скорую гибель. Через пару минут я с огромным облегчением снял очки. Наблюдая за дронами без них, я впервые заметил кубический черный теневой узор, отбрасываемый скалами каньона. Пока Джордан пилотировал дрон, Трэвис рассказал мне о пролетавшей мимо стае гусей, к которой он попытался пристроиться на своем дроне, и о том, как внезапно перед его коптером появился медведь. Он вернул дрон, чтобы снова посмотреть на зверя, но медведя, кажется, это ничуть не смутило.

Дрон Джордана столкнулся с веткой можжевельника и упал. Отложив очки, пилот быстро взобрался по крутому склону и вернулся с дроном, аккумулятором и камерой GoPro. Крушение дрона, при котором он разлетается на части, называют «дворовой распродажей», таким же термином обозначают падение лыжника, растерявшего в процессе свое снаряжение. Джордан занимался лыжной акробатикой, но в позднем подростковом возрасте забросил спорт, после того как случайно разбил колено о собственную голову и месяц провалялся в постели. Как и многие другие пилоты дронов, он заменил напряженный физический спорт на такой, где врезаешься во что-то лишь опосредованно.

Зак появился дома следующим утром, после ночного перелета из Южной Кореи. По всей видимости, смены часовых поясов он не заметил. Новоприбывший сидел на диване в своей гостиной в футболке и паре мешковатых черных штанов, украшенных белыми узорами из штурмовиков из «Звездных войн», и восхвалял южнокорейское правительство, которое поощряет развитие технологий беспилотников. Власти страны основали общественный парк для дронов на окраине Сеула и проводят регулярные гонки дронов, которые посещают тысячи человек. В корейских школах в рамках STEM-программ раздают инструкции по сборке беспилотников. «Дружелюбные люди, отличная еда, веселая ночная жизнь на Таймс-сквер в Сеуле, множество поклонников дрон-рейсинга, — рассказывал Зак. — Южная Корея — одна из лучших стран в мире для беспилотников».

Видео, снятое Заком Тайером в Южной Корее.

«На международном уровне корейцы в среднем являются лучшими пилотами. Их, как соперников, я боюсь больше всего», — добавил Джордан.

Я особенно хотел спросить Зака о видеоролике, который я видел в интернете, где дрон состязался с электромобилеи. Зак управлял тем дроном.

«Да, это было потрясающе, — сказал он, смеясь. — Это произошло прошлым летом во время двухдневной гонки Формулы Е на трассе в Бруклине, в районе Ред-Хук. Мы соревновались против электрокара на дроне, который собрали сами. Дрон был размером в три квадратных фута, весил 18 килограмм, и издавал ужасающий рев — можно было почувствовать, как он разрывает воздух. Он разгонялся до 177 км/ч. Дронам не нужно время на разгон, потому что они достигают максимальной скорости почти мгновенно. После старта я оставил электрокар настолько далеко позади, что казалось, будто он и не движется. Дрон шел здорово, но потом начал рыскать, не было достаточно пространства, чтобы сбросить скорость. Это перегрузило систему, которая не предназначалась для такого здорового дрона. Я испугался, что не смогу безопасно приземлить его, так что я позволил ему подняться вверх, а затем влетел прямо в трек. Он разбился примерно на миллион кусков и заслужил самые громкие аплодисменты за те выходные».

Конец первой части. Вторую вы можете прочитать по этой ссылке.