Квадрокоптер что это такое
Квадрокоптер что это такое
Что такое квадрокоптер, зачем нужен, цены, производители, кто изобрел.
Квадрокоптер (quadrocopter, коптер) – это дистанционно управляемый летательный аппарат, силовая часть которого представлена четырьмя моторами и таким же количеством пропеллеров. Роторы одной пары движков вращаются по часовой стрелке, два других – в противоположную сторону. Полет подобных машин невозможен без эффективной системы стабилизации, управляемой бортовым компьютером.
Кто придумал и изобрел
Первые разработки квадрокоптеров велись еще в 1900 годах. Американец Георгий Александрович Ботезат сконструировал машину с четырьмя винтами, приводящимися одним двигателем. В ходе испытаний квадрокоптер поднялся в воздух, пролетев 1 км, с высотой до 15 метров. Но к сожалению из за ряда проблем, разработки были прикрыты.
Первый современный квадрокоптер был разработан в 2006 году. Эту машину представила немецкая фирма MikroKopter. Дрон комплектовался микроконтроллером, который анализировал информацию, поступающую от гироскопа, акселерометра и барометра. Чуть позже появился и GPS модуль. БПЛА был ориентирован на профессионалов, стоил дорого, но открытое программное обеспечение привело к появлению на рынке дешевых клонов. Это сказалось на доходах компании. Код закрыли, но было поздно. Модель побудила прочих производителей электроники разрабатывать гражданские дроны различного размера и класса.
С появлением прочных и легких полимеров, небольших электродвигателей, а особенно с потрясающими достижениями в области микроэлектроники, стало возможным создание надежных и эффективных беспилотных мультироторных систем.
Зачем и для чего нужен
Предназначение современного беспилотника очень широко и разнообразно. Он находит свое приложение в целом ряде областей, связанных как с получением удовольствия, так и с работой:
В последние годы лучшие квадрокоптеры нацелены на решение множества нестандартных производственных задач. Чаще всего их применяют там, где присутствие людей нежелательно или опасно – в шахтах и карьерах, при осмотре трубопроводов и высотных сооружений, в вулканических кратерах, при изучении погодных явлений и пр. У нас есть целый раздел, посвященный таким моделям. Для таких целей нужен квадрокоптер с камерой.
Как летает квадрокоптер
Принципы работы
На беспилотник устанавливаются 4 электромотора и столько же воздушных винтов. Два диагональных пропеллера вращаются по часовой стрелке (CW), два других (CCW) – против. Интенсивность вращения и подъемная сила определяют скорость и направление перемещения нашего дрона.
Если два правых двигателя будут крутиться быстрее, чем левые, они наклонят и погонят машину влево. В противном случае все произойдет наоборот. Если задние винты разогнать сильнее передних, дрон клюнет и полетит вперед. Если будет иначе, голова машины приподнимется. Маневры относительно вертикальной оси выполняются одновременным ускорением пропеллеров CW с соответствующим замедлением винтов CCW. Повороты в противоположном направлении требует разгона группы CCW и торможения CW. Равномерное вращение заставит дрон взлететь или опуститься.
Главным электронным компонентом является полетный контроллер. Он реагирует на все поступающие через приемник команды и отдает распоряжения блокам ESC, которые определяет тягу и интенсивность вращения двигателей. Стабильность поддерживается показаниями гироскопа, измеряющего углы тангажа, крена и рыскания.
Виды управления
Пульт со смартфоном
Если дрон оснащен полетной камерой, то на держатель ПДУ устанавливается мобильное устройство, отображающий всю воздушную обстановку. Чаще всего такая комбинация используется при полетах в режиме FPV.
Смартфон без ПДУ
Смартфон и особое приложение позволяют вообще отказаться от пульта. В этом случае связь поддерживается по каналу WiFi. Экран мобильного устройства показывает живое видео, поступающее с бортовой камеры. На его фоне рисуются виртуальные стики и мнемонические изображения команд. Неоспоримым плюсом такого метода считается минимальная стоимость комплекта, хотя пилот будет вынужден заряжать свой мобильник значительно чаще, чем обычно.
G-сенсора мобильного устройства
Третьим способом взаимодействия с дроном считается применение G-сенсора мобильного устройства, который отслеживает пространственную ориентацию операторского смартфона и переводит дрон в аналогичное положение. Простыми словами, управление с помощью наклона гаджета.
Только пульт
В данном случае, пульт имеет свой встроенный экран. Всю телеметрию вы можете считать без применения смартфона. Такой вариант присущ дорогим моделям.
Особенности
Два двигателя вращаются по часовой стрелке (CW), а вторая пара – против (CCW). Такая комбинация призвана компенсировать вращательный момент и обеспечить текущую стабильность.
Относительная дешевизна компонентов, надежность и малые размеры – вот основные достоинства лучших современных коптеров. Они обладают отличной маневренностью и высокой грузоподъемностью, которой хватает на перенос трехосевого стабилизированного подвеса и полетной камеры.
Стоит отметить и прекрасную ремонтопригодность таких машин. Дрон легко разбирается, а практически все запчасти можно заказать в магазинах.
Лучшие характеристики современных квадрокоптеров
Грузоподъемность зависит от соотношения силы, создаваемой винтомоторной группой, и собственного веса машины. Отличные показатели имеют относительно большие квадрокоптеры. Например, характеристики Phantom 4 позволяют использовать эту модель для доставки посылок потребителям.
Радиус полета
Радиус полета определяется устойчивостью системы связи, емкостью бортовой батареи и избранного пилотом режима перемещения. Дальность лучших моделей компании DJI (в идеальных погодных условиях) составляет 5-7 км.
GPS система
Наличие GPS уже становится почти обязательным. Спутниковая система способна определить местонахождение дрона с высокой точностью и не даст его потерять. Более того, она позволяет преодолеть маршрут, проложенный пилотом на карте.
Самые продвинутые летательные аппараты нашего времени способны взлетать на 5000 м. Полеты в верхних слоях атмосферы связаны с разрежением воздуха и снижением его температуры. На лучших моделях эти проблемы компенсируются крупными винтами и автономной системой подогрева.
Большое время полета
Полетное время зависит от емкости АКБ и эффективности ВМГ. У лидеров рынка этот параметр приближается к часу.
Наличие камер высокого формата
В состав всех современных дронов входит установленная на носовом или донном стабилизированном подвесе камера формата 4K или Full HD. Она используется не только с целью получения красивого видео и фото, но и для полетов в режиме FPV.
Датчики обнаружения препятствий
Облет препятствий поддерживается набором оптических камер и ультразвуковых сонаров, которые обнаруживают помехи на дистанции до 20-30 м. Высота полета также контролируется оптикой и инфракрасным датчиком.
Блок OSD формирует и передает всю телеметрическую информацию, которая поступает на экран ПДУ и демонстрируется поверх основного изображения.
Из чего состоит
В конструкцию входят:
Виды коптеров
Для новичков
Любительские модели
В последние годы появилось огромное число полноценных летательных аппаратов любительского класса. Как правило, видеокамеры таких машин обладают разрешением не ниже 720P и хорошо стабилизированы. Предел трансляции живого видео и полетная дальность доходит до 1 км. Время пребывания летательного аппарата в воздухе составляет 20-25 минут. На такой квадрокоптер устанавливаются БК движки, способные разогнать машину до 50-70 км/ч, и даже модуль GPS. Стоимость одного комплекта (с ПДУ) – 150-300 долларов.
Профессиональные
Лучшие профессиональные дроны обладают массой полетных режимов. На помощь пилоту приходит и спутниковая навигация, определяющая положение коптера с сантиметровой точностью. ВМГ комплектуется БК электродвигателями и крупными пропеллерами. Съемка ведется полетной камерой формата 4K. Изображение записывается на карту памяти или в режиме FPV передается на несколько километров. Аппаратура управления поддерживает 2 частотных диапазона – 2,4 и 5,8 ГГц. Система безопасности представлена всеми типами датчиков – оптическими, инфракрасными и ультрафиолетовыми.
Гоночные коптеры
Завершим раздел кратким описанием гоночных моделей. Аккумулятор таких квадрокоптеров обладает высоким выходным напряжением. Это позволяет оперативно изменять скорость перемещения, делает поведение воздушного гонщика очень мобильным и динамичным. Дальность управляемого полета доходит до 500-1000 м, скоростной предел достигает 100-120 км/ч. Младшие полетные режимы предназначены для новичков, старшие – для продвинутых пилотов. Ситуации на маршруте отображается на экране или в линзах видеоочков.
Лучшие производители квадрокоптеров
Первой из них является корпорация DJI Technology Co, продукция которой отличается высочайшим качеством и возможностями. Нельзя не назвать компанию Walkera, известную своими гоночными моделями. Под брендом Syma выпускается широкий спектр бюджетных машин. Zerotech производит удачный селфи дрон Dobby. Eachine E016H Mini является лучшей миниатюрной моделью.
Европейские производители
Из европейских производителей упомянем французскую фирму Parrot, которая выпустила две интересные машины в серии Bepop и изготавливает беспилотник Anafi с полетной камерой 4K. Первая модель компании 3DRobotics (США) носит название Solo. Она способна переносить аппаратуру GoPro.
Русские компании
Русские квадрокоптеры выпускаются фирмами DRONESTROY, Коптер Экспресс, Pilotage, ЦБП ARMAIR и др.
В каком виде можно купить
Если вы захотите приобрести дрон, то очень быстро обнаружите, что один и тот же беспилотник продается в разных комбинациях и по различной цене.
RTF (ready to fly)
Летательные аппараты класса RTF (Готов к полету). Эти машины требуют только предварительной настройки компаса и гироскопа. Название RTF прямо заявляет, что в поставку входят все необходимые комплектующие для быстрого запуска. Начинающим пилотам рекомендуется именно эта версия.
BNF (Bind-and-Fly)
Второй набор называется BNF (Привязывай и лети). В этом комплекте отсутствует ПДУ. Пилот должен работать с пультом, уже имеющимся в его распоряжении или его приобрести отдельно.
ARF (Almost Ready to Fly)
Пользователи, желающие собрать БПЛА самостоятельно, могут приобрести комплект Quadcopter KIT. Иногда встречается и другое название такого конструктора – ARF (Почти готовый к полётам). Данный набор поставляется как с пультом, так и без него. Квадрокоптер приобретается в разобранном виде.
Цены на квадрокоптеры в 2019 году
Законодательство
Все полеты в РФ регулируются двумя документами – Воздушным кодексом и Федеральными правилами использования воздушного пространства. Законы говорят так:
Заключение
Квадрокоптеры, обладают обширной историей и возможностями, и по нашему мнению, будут являться неотъемлемой частью жизни современного человека.
Вас приветствует команда mykvadrocopter.ru! Наше хобби — дроны. Здесь мы описываем их модели, характеристики, делимся новостями и выкладываем инструкции по применению. Вступайте в наше сообщество любителей дронов в Контакте.
Опубликовано 13 Мар 2019 14:15 © Всё о квадрокоптерах
Что такое квадрокоптер: для чего он нужен, как устроен и кто его придумал?
Приветствуем всех, кто не безразличен к БПЛА и по этой причине оказались на страницах нашего сайта! Что такое квадрокоптер? Как и кем был разработан? Почему он стал таким популярным сегодня? Как летает, как устроен, и для каких целей предназначен? Зачем и для чего он нужен?
Пожалуй, это основные вопросы, которые интересуют новичков в беспилотном пилотировании. Приобретение первого дрона – дело ответственное, ведь от того, каким он окажется, во многом зависит ваш дальнейший интерес и увлечение коптерами в принципе.
Именно поэтому важно иной раз обратиться к истокам, чтобы иметь общее представление о таких современных гаджетах, знать, чего от них ожидать, понимать принцип работы квадрокоптера и т.п. Все эти и другие аспекты мы постараемся осветить сегодня более подробно.
Что такое и зачем он нужен?
Квадрокоптер – англоязычный термин, дословно переводимый на русский, как «четырехвинтовой вертолет». Но что это означает на практике? По сути, это беспилотник (летательный аппарат на ДПУ), оснащенный четырьмя винтовыми пропеллерами. Управление осуществляется посредством специального RC-пульта с земли.
На большинстве современных моделей дронов установлены миниатюрные видеокамеры, обеспечивающие возможности съемки в фото- и видеоформате с воздуха.
Как только первые квадрики появились на прилавках магазинов беспилотной техники на радиоуправлении, их цена едва ли могла привлечь обывателя. Но со временем стоимость таких гаджетов продолжала стремительно падать (собственно, она продолжает падать со времен своего появления до сих пор, а ценовой диапазон – расширяться до бесконечных пределов). Сегодня они доступны многим людям со средним достатком.
Появились и квады с камерой, которые стали настоящим бумом среди широких масс любителей БПЛА. Таким образом, сфера их применения существенно развернулась по всем фронтам, привлекая внимания людей всех возрастов, от школьников и дошколят, до людей пенсионного возраста, любителей и профи в сфере беспилотных полетов, любителей спортивных состязаний на мультикоптерах, журналистов, блогеров, репортеров и даже представителей военно-разведывательных структур.
Современные технологии дроностроения шагнули далеко вперед в последние годы. Но в большинстве случаев на вопрос о том, что такое коптер и каково его предназначение, люди склонны отвечать – это гаджет для развлечения и захватывающих любительских съемок с высоты.
Кто придумал?
История создания/разработки таких БПЛА уходит корнями в первую половину прошлого века. Первый действующий прототип всех действующих ныне любительских и профессиональных дронов, а также вертолетов появился в 1922 году и получил название «вертолет Ботезата». В рамках первых тестовых полетов ему удалось не только успешно подняться в воздух, но и поднять с собой на высоту до четырех метров груз весом около 450 килограмм.
Георгий Александрович Ботезат – тот, кто придумал квадрон, был гражданином США российского происхождения, изобретателем, естествоиспытателем и профессором Петроградского института высоких технологий.
Разработки первого в мире квадрона под его началом велись при финансовой поддержке армии США. Военным требовался летательный аппарат, который сможет производить вертикальные взлеты и посадки. Со временем проект был прикрыт из-за определенных технических трудностей.
Основная проблема состояла в обязательном наличии попутного ветра для полетов. Ученый так и не успел довести разработку и оптимизацию схемы вращения двигателей до конца.
Почему именно 4 мотора?
Испытания вертолета с 4-мя винтами начались под руководством Ботезета в 22-м году. Устройство квадрокоптера на основе четырехвинтовой конструкции еще в те времена было признано наиболее устойчивым и оптимальным с точки зрения полетных характеристик.
Благодаря многовинтовому принципу работы, аппарат становился легко управляемым. Для поворота достаточно было изменить положение носовой части коптера.
В более поздние времена, когда начальные квады на радиоуправлении обзавелись полноприводной винтовой системой, они получили абсолютный баланс и максимальный полетный контроль, а все недостатки квадрокоптеров были минимизированы за счет внедрения новых технологий и электроники. По сей день 4-моторный коптер — лучший и самый надежный с точки зрения конструкции, летных и технических характеристик.
Мультикоптеры
Мультикоптер – это альтернативный, вариант квадронов, превосходящий их по количеству моторов. Его несущие винты вращаются диагонально и в противоположных по отношению друг к другу направлениях.
Различаются мультикоптеры между собой количеством моторов. В современной практике помимо трех- и четырехвинтовых моделей встречаются гексакоптеры и октокопторы с 6- и 8-ю пропеллерами, соответственно. Количество винтовых элементов по большому счету определяет возможности пиковых нагрузок аппарата по массе, то есть то, сколько веса он сможет взять с собой на борт.
Устройство и принцип работы
Принцип действия современных коптеров предельно прост. Каждый несущий винт приводится в движение электромотором. Одна часть двигателей вращается по часовой стрелке, а вторая – против. Это позволило исключить из конструкции квада хвостовой винт и сложный в плане конструктивной реализации автомат перекоса.
Как правило, каркасная рама любого квадрика имеет X-образную форму. На конце каждого из четырех лучей закреплена винтомоторная конструкция, обеспечивающая аппарату необходимую летную тягу.
Часто для придания оригинальности кваду раму украшают имитацией кабины пилота, различными принтами и светодиодными огнями. К слову LED-подсветка выполняет не только декоративную функцию – зачастую она помогает пилоту ориентироваться в управлении и позиционировании квадрика, а также необходима для пилотирования в темное время суток.
Платы управления и полетный контроллер
Контроллерная плата – мозг любого дрона. Она отвечает за все бортовые программные функции, включая контроль оборотов двигателей, съемку интегрированной камерой, позиционирование в пространстве на основе GPS-координат, работу светодиодов, выполнение виражей, прием различных сигналов с ДПУ и многое другое.
Мотор
Большая часть любительских мультикоптеров оснащена двумя типами электродвигателей – коллекторными и бесколлекторными. Как правило, вторые используются в бюджетных, любительских и наиболее простых вариантах. Их мощности вполне достаточно для поднятия в воздух мало и средне весовых квадронов любительского класса.
Коллекторные двигатели имеют другую, более совершенную конструкцию и несколько иной принцип работы. Они лишены коллекторов и щеток. Магнитные элементы расположены вокруг вала и выполняют непосредственно роторную функцию. Таким образом, двигатель работает с более плавным контролем оборотов у винтов и с большей отдачей, что обеспечивает лучшую тягу, энергорасход и производительность.
Трансмиттер и Пульт управления
Трансмиттер, то есть передатчик сигнала или пульт управления – это основной контрольный элемент любого квадрика. Контроль осуществляется посредством радиоволн, излучаемых аппаратурой на определенной частоте (как правило, это 2,4ГГц для радиосигнала и 5,8 для AV-видеосигнала с большим радиусом покрытия).
Регуляторы оборотов
Регуляторы оборотов или контроллеры скорости полета отвечают за контроль мощности двигателей. Суммарный рабочий ток этих элементов должен превышать по своим показателям максимальный ток электромоторов. Среди основных параметров, о которых нужно знать, подбирая оборотные регуляторы самостоятельно, стоит отметить максимальный рабочий ток и диапазон рабочих напряжений.
В данном контексте аббревиатура FPV подразумевает трансляцию видео с бортовой камеры агрегата на принимающее устройство в режиме реального времени от первого лица. В качестве приемника могут использоваться очки VR, а также пилотный шлем или монитор трансмиттера/смартфона. Иными словами, технология позволяет видеть пилоту то, что «видит» дрон в момент планирования.
Подвес с камерой
Это важная часть любых мультикоптеров с функцией съемки. Подвесное крепление служит для соединения видеокамеры с корпусом аппаратика. Она может иметь несколько осей (обычно две или три), позволяющих вращать камеру для захвата изображения в различных направлениях.
Нередко подвес оснащается специальными демпферными подушками, которые призваны гасить вибрации и обеспечить качественную стабилизацию видео на аппаратном уровне.
Батарея
АКБ – это сердце квадронов, обеспечивающее зарядом винтовые моторы. Они могут иметь моноблочную или многоблочную структуру, от чего во многом зависит их емкость. Аккумуляторные блоки подсоединяются в электроники посредством специальных клемм и устанавливаются на борт в специальных блоках. Для многих моделей предусмотрена возможность замены АКБ на аналогичные или с большей мощностью.
Чтобы понять, можно ли использовать другую батарею, необходимо внимательно почитать описание или инструкцию к агрегату.
Почему так популярен?
Ошеломительную популярность эти устройства получили в последние несколько лет, во многом благодаря параллельному развитию мобильных и видеотехнологий. С появлением высокотехнологичных смартфонов и повсеместными селфи, актуальными стали и так называемые селфи-дроны – миниатюрные беспилотники с камерой, позволяющие делать отменные селфи и видео.
Сложности в управлении
Новичок на этапе обучения может столкнуться с некоторыми трудностями контроля. В основном они связаны с пространственной ориентацией аппаратика и координацией движений стиков, что, надо сказать, по началу действительно очень непривычно.
Однако для таких случаев многие производители (в частности бюджетных модификаций) предусмотрели такую полезную функцию, как Headless Mode. Она меняет ориентацию дрона таким образом, что пилоту не нужно задумываться о том, где у квадрона зад, а где перед.
БПЛА и современное законодательство
В настоящее время на законодательном уровне действуют определенные ограничения в контексте применения и использования квадрокоптеров. Например, каждый дрон весом 0,25 – 30 кг подлежит регистрации на территории РФ и подразумевает наличие у пилота полетной лицензии.
К тому же придется получать разрешение на полеты, для которого потребуется удостоверение летной пригодности, доступ к эксплуатации воздушного пространства и удостоверение правомерности БПЛА-пилотирования. Если планируется ведение съемки в определенных регионах, то потребуется также соответствующе разрешение.
Будущее дронов
На что еще способны и для чего нужны людям коптеры, кроме развлечений?
Уже сегодня довольно успешно применяются такие летательные аппаратики для помощи строительным бригадам при монтаже сложных, композиционных конструкций, в сельском хозяйстве, при съемках документальных фильмов формата BBC, и даже для транспортировки людей.
Последний пункт можно считать особо интересной, революционной перспективой в мире БПЛА. Отдельную статью, посвященную таким крупногабаритным беспилотникам вы можете найти на страницах нашего сайта.
Надеемся, статья оказалась полезной и познавательной для вас. Если так, подпишитесь на наши обзоры и расскажите о них друзьям/знакомым в соцсетях. Удачного освоения ваших первых беспилотников!
Что такое квадрокоптер? Как он устроен и зачем нужен?
Людей всегда влекло к себе небо. Однако летательные аппараты, которые поднимают в воздух современного землянина, – это не совсем то, о чем он мечтает. Говорят, что в будущем человек настолько изменится, что научится левитации, а пока…
Впрочем, если уж не летать, то увидеть мир сверху и даже запечатлеть увиденное сегодня вполне реально. Это стало возможным благодаря мультикоптерам – дистанционно управляемым вертолетам с несколькими винтами. На таких устройствах устанавливаются мини-камеры, благодаря чему можно видеть землю с высоты, ощущая всю прелесть полета, и при этом вести съемку.
Квадрокоптер (коптер, квадролет) – это самый простой вид мультикоптера, который приводится в движение 4-мя двигателями, с установленными на них винтами. Двигатели, которые расположены на лучах рамы напротив друг друга, вращаются в разные стороны – 2 по часовой стрелке, два – против. Таким образом создается подъемная тяга.
Квадрокоптер DJI Mavic Air Fly More Combo
Принцип действия квадрокоптера
Давайте разберемся с принципом действия подробнее. Квадрокоптер – это аэродинамически абсолютно нестабильный аппарат. Стабильным его полет делает бортовой компьютер или полетный контроллер.
Для того, чтобы дрон накренился, необходимо, чтобы два двигатели замедлили вращение, а два противоположных – наоборот увеличили.
Например, если аппарат хочет свернуть влево, он ускоряет два двигателя на правой стороне рамы и замедляет два на левой стороне. Точно так же, если он хочет полететь вперед он ускоряет задние два мотора и замедляет два передних.
Коптер может повернуть (так называемое “рыскание”) влево или вправо, ускоряя два двигателя, которые расположены по диагонали друг к другу, одновременно замедляя два других. Для перемещения доступны 3 оси – тангаж (pitch), крен (roll), рыскание (yaw). А также газ (Throttle).
Как перемещается квадрокоптер (принцип работы)
Полезное видео на тему: «Принцип работы квадрокоптера»
Из истории создания квадрокоптеров
Своим появлением квадрокоптер (квадрон, как называли его в первой половине XX века) обязан российскому авиаконструктору Георгию Александровичу Ботезату. Правда, профессор Петроградского университета создавал его в США, где он тогда жил и трудился. Работу ученого финансировали ВВС Соединенных Штатов. В то время американцы планировали создание летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой. Изобретение Батезата пришлось как нельзя кстати.
В 1922 году появился первый квадрон, который не только поднялся над землей и оставался какое-то время в воздухе, но и поднял груз весом более четырехсот килограммов. Однако гениальное изобретение профессора Батезата оказалось преждевременным. В те годы на летательных аппаратах использовались лишь двигатели внутреннего сгорания, а потому на квадрон можно было «посадить» всего один мотор, который передавал крутящий момент всем четырем винтам посредством довольно сложной трансмиссии. К тому же аппарат мог летать только при наличии попутного ветра. Поэтому предпочтение в конце концов было отдано вертолету с дополнительным хвостовым винтом.
Первый квадрон – предшественник квадрокоптера
Время квадрокоптеров наступило лишь в XXI веке, когда они (мультикоптеры, дроны, беспилотники, БПЛА) стремительно вошли в нашу жизнь и стали широко применяться не только в армии или для иных государственных нужд, но и в быту. Благодаря уникальным возможностям и ценовой доступности «карманные» квадрокоптеры используются сегодня для съемки различных мероприятий, а также для «присутствия» в таких местах, куда человеку практически невозможно добраться.
Виды мультикоптеров
Существуют несколько видов мультикоптеров которые различают по количеству винтов/моторов (винты и моторы обычно называют винтомоторной группой или ВМГ).
Помимо квадрокоптера выделяют:
Чем обусловлено количество моторов на квадрокоптерах?
Во–первых безопасностью: при выходе из строя одного винта или мотора квадрокоптер рухнет на землю и разобьётся, гексакоптер сядет с минимальными повреждениями, октакоптер – фактически не заметит потерю одного двигателя/винта.
Ниже на видео видно, как гексакоптер садится без существенных повреждений на 5 двигателях.
Во–вторых: полезную нагрузку гексакоптер способен взять бОльшую, за счет большей суммарной мощи двигателей.
Но есть у гексы/окты и минусы:
На современных БПЛА применяются электромоторы двух типов — бесколлекторные и коллекторные. Последними оснащаются в основном бюджетные (самые дешевые и доступные) варианты моделей, профессиональные же дроны укомплектованы более дорогими и надежными бесколлекторными двигателями.
Виды современных моторов, используемых
на квадрокоптерах
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:
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. Таким образом можно сказать, что полетный контроллер управляет вращением двигателей, но делает это не напрямую, а через регулятор оборотов или ESC (Electric speed controller — электронный контроллер скорости).
Пульт управления квадрокоптером DJI Mavic Air Fly More Combo
Познакомьтесь также с простейшей схемой устройства современного квадрокоптера:
Дополнительные модули
Современные модели помимо основных модулей содержат ряд вспомогательных таких как:
Сенсорные датчики DJI mavic Air
Для чего нужен квадрокоптер
Активное развитие и внедрение коптеров в гражданскую среду, привели к росту вариантов использования:
Рынок бытовых квадрокоптеров
Несмотря на огромное разнообразие бытовых беспилотников, их можно разделить на три основные группы:
Рекомендации по покупке квадрокоптера
Популярность дронов сегодня растет лавинообразно. Многие люди приобретают их просто для видео-селфи, которые можно выложить в Интернет, чтобы удивить и порадовать своих подписчиков в соцсети.
Сразу предупредим: при покупке беспилотника не соблазняйтесь его слишком низкой ценой. На современном рынке много подделок, которые стоят сравнительно дешево, но ведь и небольшую сумму жалко «выбросить на ветер».
Лидерами по оптимальному соотношению цены и качества являются сегодня квадролеты китайской фирмы DJI. Выбрать можно как профессиональные дроны (скажем, DJI Phantom 4 Pro), так и более простые, но очень качественные модели (к примеру, DJI Mavic Air). Цены на них сравнительно высоки, но можно быть уверенным: потраченные деньги окупят себя с лихвой. Большинство впечатляющих видео, которые вы смотрите на видеохостингах Интернета, сделаны как раз с помощью коптеров компании DJI.
При выборе конкретной модели нужно исходить из тех задач, которые вы хотите решать с помощью БПЛА. Например, видео с беспилотника может передаваться в режиме реального времени или же записываться на флеш-память. Первый вариант, разумеется, предоставляет куда больше возможностей по видеосъемке и видеомониторингу.
Дроны различаются и по количеству каналов управления: чем их больше – тем лучше. Новичкам посоветуем обратить внимание на наличие такой полезной функции гаджета, как Headless Mode, благодаря которой не нужно задумываться, где у квадрокоптера перед, а где зад.
Предпочтительнее также выбрать БПЛА с гироскопом: этот миниатюрный датчик контролирует положение дрона во время полета, обеспечивая ему завидную устойчивость, особенно при сильном ветре. В данном случае коптер просто зависает, благодаря чему уменьшается риск сноса его в сторону и столкновения с препятствием.
И, конечно же, огромное значение для любого дрона имеют дальность полета и продолжительность нахождения в воздухе.
Подборки лучших квадрокоптеров в различных ценовых диапазонах
Прежде чем сделать выбор и купить конкретную модель, рекомендуем ознакомиться с квадрокоптерами в разных ценовых категориях.
На нашем сайте представлены цены на квадрокоптеры во всех популярных диапазонах: от 1000 руб. до 1 млн. руб. Выбрать интересующий вас порог стоимости коптера вы можете в соответствующем разделе по ссылке, либо нажав на кнопку «Цены» в верхнем меню сайта.
Ниже представлены ссылки на подборки квадрокоптеров не выше определенной стоимости:
Можно ли собрать квадрокоптер самостоятельно?
Обычно такую задачу ставят перед собой опытные специалисты, которых не устраивает дальность полета дрона, продолжительность его нахождения в воздухе или другие параметры. В этом случае мастер либо начинает модернизировать купленный мультикоптер, либо рискует собирать квадрокоптер самостоятельно – с нуля (благо современный рынок запчастей позволяет приобрести практически все, что для этого нужно).
Для такого занятия требуются знание электроники и устройства беспилотников, профессиональные навыки пайки. Не помешают усидчивость и терпение, поскольку подобная работа может занять несколько месяцев.
Но, даже обладая всеми перечисленными качествами, стоит серьезно подумать, прежде чем приступить к выполнению этой нелегкой задачи. Ведь перед вами могут встать непреодолимые препятствия в виде несовместимости компонентов, невозможности что-то достать и так далее. Как утверждают опытные пользователи БПЛА, проще, надежнее и даже выгоднее (не стоит забывать о гарантии на коптер) все-таки купить дрон. А если что-то в нем не устраивает, можно в крайнем случае сделать апгрейд гаджета.
Малые БПЛА и современное российское законодательство
Беспилотники – отнюдь не безобидные игрушки. Используя их, например, можно намеренно и незаметно следить за человеком или же случайно создать аварийную ситуацию в городе. По этой причине, приобретая дрон, нужно знать следующее:
Имеются данные, что регистрация бытовых беспилотников будет проходить упрощенно – через Интернет, на сайте uavreg.ru. Поэтому рекомендуем посетить данный ресурс и периодически заглядывать на него в дальнейшем. Другие законы и нормативные акты о квадрокоптерах (дронах) в РФ можете почитать в нашей рубрике по ссылке.
Полезное видео на тему: «Чиновники запретили полеты квадрокоптеров без регистрации»
Заключение
Малые мультикоптеры, и в первую очередь квадролеты, становятся неотъемлемой частью жизни современного россиянина. Популярность их растет из года в год. По прогнозам аналитиков, объем мирового рынка этих беспилотников в 2035 году составит не менее 200 миллиардов долларов США, из которых свыше 40 миллиардов придется на долю России. К этому времени на руках наших соотечественников будет не меньше 100 тысяч БПЛА.
Если вы хотите ознакомиться с лучшими современным квадрокоптерами, рекомендуем вам посмотреть наши популярные обзоры:
Ниже представлены цены на популярные квадрокоптеры (в списке только надежные и проверенные интернет-магазины с хорошими отзывами на Яндекс.Маркете):
Нажмите на ссылку выбранного вами варианта, чтобы увидеть подробные характеристики и комплектацию квадрокоптера.
Полезное видео на тему: «Как научиться управлять квадрокоптером»
Будем рады вашим вопросам в комментариях ниже!
Что такое квадрокоптер?
Что такое квадрокоптер?
Квадрокоптер – разновидность мультикоптера. Мультикоптер – многомоторный или мультироторный летательный аппарат (вертолет), несущие винты которого осуществляют вращение диагонально в противоположных направлениях. Различаются мультикоптеры по количеству моторов (или по количеству несущих винтов). В наше время применение получили мультикоптеры с тремя и более несущими винтами.
Самые распространенные схемы это: 4/6/8 несущих винтов. Аппарат с тремя несущими винтами называется – трикоптер; с четырьмя – квадрокоптер; с шестью — гексакоптер и с восемью несущими винтами — октокоптер. Применение каждой из схем в основном определяет такой параметр как – масса полезной нагрузки, или проще говоря, вес который мультикоптер может взять собой на борт.
Примеры современных мультироторных решений.
Современные мультироторные решения из разных ценовых ниш:
Из истории
Все началось в далеком 1922 году с русско-американского авиаконструктора Георгия Александровича Ботезат. Который изобрел первый в своем роде действующий квадрокоптер. Его аппарат смог не только оторваться от земли, но и продержаться в воздухе некоторое время. На тот момент такие аппараты имели один существенный недостаток – принцип работы.
Из четырёх несущих винтов, ведущим был лишь один (вращение задавалось двигателем внутреннего сгорания), т.е. крутящий момент посредством сложной трансмиссии, передавался одним мотором на остальные 3 несущих винта. До серийных разработок дело не дошло. А такие изобретения как «Хвостовой винт» и «Автомат перекоса» заставили полностью отказаться от разработок многороторных летательных аппаратов, впоследствии чего позднее был создан первый в мире вертолёт.
С наступлением ХХI века мультикоптеры пришли в нашу жизнь уже как беспилотные летательные аппараты или дроны.
Основные компоненты мультикоптеров
Чисто технически примерно 5 лет назад появилось три основных компонента мультикоптеров (дронов):
Принцип действия
Принцип действия современного мультикоптера прост. В зависимости от схемы применения (3/4/6/8-несущих винтов) каждый несущий винт приводится во вращение эл.двигателем (эл.мотором). Одна половина моторов осуществляет вращение винтов по часовой стрелки, а вторая против. Благодаря такому подходу для осуществления управления мультикоптером не требуется применение в конструкции дрона хвостового винта и сложного в работе автомата перекоса.
*Порядок направления вращения несущих винтов мультикоптера.
Пример управления полётом:
*Схема управления полётом вращением несущих винтов.
Моторы
На современных мультикоптерах (дронах) в настоящий момент применяются два типа электромоторов — коллекторные и бесколлекторные. Бесколлекторными в основном оснащают дорогие и профессиональные дроны. Коллекторными же моторами оснащают только бюджетные варианты, игрушки. Подробнее об их различиях можно узнать здесь.
Управление
Управление мультикоптером осуществляется контроллером дистанционного управления (он же пульт управления, аппаратура, трансмиттер) посредством исходящих радиоволн (как правило, на частотах 2.4ГГц либо 5.8ГГц).
Чтобы заставить мультикоптер отвечать на запросы пульта управления, дрон оснащают целым комплексом электронных систем:
*Простейшая схема устройства квадрокоптера.
Какие бывают?
В настоящее время рынок бытовых беспилотников предлагает огромное количество мультикоптеров (дронов), но в целом их можно разделить на три большие группы: Для Новичков/Любительские/Профессиональные.
Для новичков – подходят как детям, так и взрослым с целью первого ознакомления и обучения. Как правило, оснащены микропроцессором, 6-осевым гироскопом и простейшим барометрическим сенсором для обеспечения удержания высоты.
Любительские – для пилотов уже имеющих опыт владения БПЛА. Больше подходят для конкретного применения. Например для аэросъемки, либо для спортивных состязаний, таких как дрон-рейсинг. Дроны этой группы могут иметь автономные функции полёта и съёмки.
Профессиональные – подходят исключительно для опытных пилотов, которые используют возможности мультикоптеров (дронов) в профессиональной сфере. Например, профессиональная фото и видео съёмка, геодезия, мониторинг угодий, трафика, в спасательных операциях и т.д. В большинстве случаев дроны имеют автономные функции полёта и съёмки. Электронная начинка собирается из высокоточных современных систем обеспечивающих удаление на большие расстояния, а питание позволяет проводить значительно большее времени в полёте. Характерным отличием таких мультикоптеров является их цена.
Для более полного ознакомления с беспилотными системами рекомендуем тему «Что такое дрон?».
Что такое квадрокоптер? Как он устроен и зачем нужен?
Людей всегда влекло к себе небо. Однако летательные аппараты, которые поднимают в воздух современного землянина, – это не совсем то, о чем он мечтает. Говорят, что в будущем человек настолько изменится, что научится левитации, а пока…
Впрочем, если уж не летать, то увидеть мир сверху и даже запечатлеть увиденное сегодня вполне реально. Это стало возможным благодаря мультикоптерам – дистанционно управляемым вертолетам с несколькими винтами. На таких устройствах устанавливаются мини-камеры, благодаря чему можно видеть землю с высоты, ощущая всю прелесть полета, и при этом вести съемку.
Квадрокоптер (коптер, квадролет) – это самый простой вид мультикоптера, который приводится в движение 4-мя двигателями, с установленными на них винтами. Двигатели, которые расположены на лучах рамы напротив друг друга, вращаются в разные стороны – 2 по часовой стрелке, два – против. Таким образом создается подъемная тяга.
Квадрокоптер DJI Mavic Air Fly More Combo
Принцип действия квадрокоптера
Давайте разберемся с принципом действия подробнее. Квадрокоптер – это аэродинамически абсолютно нестабильный аппарат. Стабильным его полет делает бортовой компьютер или полетный контроллер.
Для того, чтобы дрон накренился, необходимо, чтобы два двигателя замедлили вращение, а два противоположных – наоборот увеличили.
Например, если аппарат хочет свернуть влево, он ускоряет два двигателя на правой стороне рамы и замедляет два на левой стороне. Точно так же, если он хочет полететь вперед он ускоряет задние два мотора и замедляет два передних.
Коптер может повернуть (так называемое “рыскание”) влево или вправо, ускоряя два двигателя, которые расположены по диагонали друг к другу, одновременно замедляя два других. Для перемещения доступны 3 оси – тангаж (pitch), крен (roll), рыскание (yaw). А также газ (Throttle).
Как перемещается квадрокоптер (принцип работы)
Полезное видео на тему: «Принцип работы квадрокоптера»
Из истории создания квадрокоптеров
Своим появлением квадрокоптер (квадрон, как называли его в первой половине XX века) обязан российскому авиаконструктору Георгию Александровичу Ботезату. Правда, профессор Петроградского университета создавал его в США, где он тогда жил и трудился. Работу ученого финансировали ВВС Соединенных Штатов. В то время американцы планировали создание летательного аппарата с вертикальным взлетом и посадкой. Изобретение Батезата пришлось как нельзя кстати.
В 1922 году появился первый квадрон, который не только поднялся над землей и оставался какое-то время в воздухе, но и поднял груз весом более четырехсот килограммов. Однако гениальное изобретение профессора Батезата оказалось преждевременным. В те годы на летательных аппаратах использовались лишь двигатели внутреннего сгорания, а потому на квадрон можно было «посадить» всего один мотор, который передавал крутящий момент всем четырем винтам посредством довольно сложной трансмиссии. К тому же аппарат мог летать только при наличии попутного ветра. Поэтому предпочтение в конце концов было отдано вертолету с дополнительным хвостовым винтом.
Первый квадрон – предшественник квадрокоптера
Время квадрокоптеров наступило лишь в XXI веке, когда они (мультикоптеры, дроны, беспилотники, БПЛА) стремительно вошли в нашу жизнь и стали широко применяться не только в армии или для иных государственных нужд, но и в быту. Благодаря уникальным возможностям и ценовой доступности «карманные» квадрокоптеры используются сегодня для съемки различных мероприятий, а также для «присутствия» в таких местах, куда человеку практически невозможно добраться.
Виды мультикоптеров
Существуют несколько видов мультикоптеров которые различают по количеству винтов/моторов (винты и моторы обычно называют винтомоторной группой или ВМГ).
Помимо квадрокоптера выделяют:
Чем обусловлено количество моторов на квадрокоптерах?
Во–первых безопасностью: при выходе из строя одного винта или мотора квадрокоптер рухнет на землю и разобьётся, гексакоптер сядет с минимальными повреждениями, октакоптер – фактически не заметит потерю одного двигателя/винта.
Ниже на видео видно, как гексакоптер садится без существенных повреждений на 5 двигателях.
Во–вторых: полезную нагрузку гексакоптер способен взять бОльшую, за счет большей суммарной мощи двигателей.
Но есть у гексы/окты и минусы:
На современных БПЛА применяются электромоторы двух типов — бесколлекторные и коллекторные. Последними оснащаются в основном бюджетные (самые дешевые и доступные) варианты моделей, профессиональные же дроны укомплектованы более дорогими и надежными бесколлекторными двигателями.
Виды современных моторов, используемых
на квадрокоптерах
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:
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. Таким образом можно сказать, что полетный контроллер управляет вращением двигателей, но делает это не напрямую, а через регулятор оборотов или ESC (Electric speed controller — электронный контроллер скорости).
Пульт управления квадрокоптером DJI Mavic Air Fly More Combo
Познакомьтесь также с простейшей схемой устройства современного квадрокоптера:
Дополнительные модули
Современные модели помимо основных модулей содержат ряд вспомогательных таких как:
Сенсорные датчики DJI mavic Air
Для чего нужен квадрокоптер
Активное развитие и внедрение коптеров в гражданскую среду, привели к росту вариантов использования:
Рынок бытовых квадрокоптеров
Несмотря на огромное разнообразие бытовых беспилотников, их можно разделить на три основные группы:
Рекомендации по покупке квадрокоптера
Популярность дронов сегодня растет лавинообразно. Многие люди приобретают их просто для видео-селфи, которые можно выложить в Интернет, чтобы удивить и порадовать своих подписчиков в соцсети.
Сразу предупредим: при покупке беспилотника не соблазняйтесь его слишком низкой ценой. На современном рынке много подделок, которые стоят сравнительно дешево, но ведь и небольшую сумму жалко «выбросить на ветер».
Лидерами по оптимальному соотношению цены и качества являются сегодня квадролеты китайской фирмы DJI. Выбрать можно как профессиональные дроны (скажем, DJI Phantom 4 Pro), так и более простые, но очень качественные модели (к примеру, DJI Mavic Air). Цены на них сравнительно высоки, но можно быть уверенным: потраченные деньги окупят себя с лихвой. Большинство впечатляющих видео, которые вы смотрите на видеохостингах Интернета, сделаны как раз с помощью коптеров компании DJI.
При выборе конкретной модели нужно исходить из тех задач, которые вы хотите решать с помощью БПЛА. Например, видео с беспилотника может передаваться в режиме реального времени или же записываться на флеш-память. Первый вариант, разумеется, предоставляет куда больше возможностей по видеосъемке и видеомониторингу.
Дроны различаются и по количеству каналов управления: чем их больше – тем лучше. Новичкам посоветуем обратить внимание на наличие такой полезной функции гаджета, как Headless Mode, благодаря которой не нужно задумываться, где у квадрокоптера перед, а где зад.
Предпочтительнее также выбрать БПЛА с гироскопом: этот миниатюрный датчик контролирует положение дрона во время полета, обеспечивая ему завидную устойчивость, особенно при сильном ветре. В данном случае коптер просто зависает, благодаря чему уменьшается риск сноса его в сторону и столкновения с препятствием.
И, конечно же, огромное значение для любого дрона имеют дальность полета и продолжительность нахождения в воздухе.
Подборки лучших квадрокоптеров в различных ценовых диапазонах
Прежде чем сделать выбор и купить конкретную модель, рекомендуем ознакомиться с квадрокоптерами в разных ценовых категориях.
На нашем сайте представлены цены на квадрокоптеры во всех популярных диапазонах: от 1000 руб. до 1 млн. руб. Выбрать интересующий вас порог стоимости коптера вы можете в соответствующем разделе по ссылке, либо нажав на кнопку «Цены» в верхнем меню сайта.
Ниже представлены ссылки на подборки квадрокоптеров не выше определенной стоимости:
Можно ли собрать квадрокоптер самостоятельно?
Обычно такую задачу ставят перед собой опытные специалисты, которых не устраивает дальность полета дрона, продолжительность его нахождения в воздухе или другие параметры. В этом случае мастер либо начинает модернизировать купленный мультикоптер, либо рискует собирать квадрокоптер самостоятельно – с нуля (благо современный рынок запчастей позволяет приобрести практически все, что для этого нужно).
Для такого занятия требуются знание электроники и устройства беспилотников, профессиональные навыки пайки. Не помешают усидчивость и терпение, поскольку подобная работа может занять несколько месяцев.
Но, даже обладая всеми перечисленными качествами, стоит серьезно подумать, прежде чем приступить к выполнению этой нелегкой задачи. Ведь перед вами могут встать непреодолимые препятствия в виде несовместимости компонентов, невозможности что-то достать и так далее. Как утверждают опытные пользователи БПЛА, проще, надежнее и даже выгоднее (не стоит забывать о гарантии на коптер) все-таки купить дрон. А если что-то в нем не устраивает, можно в крайнем случае сделать апгрейд гаджета.
Малые БПЛА и современное российское законодательство
Беспилотники – отнюдь не безобидные игрушки. Используя их, например, можно намеренно и незаметно следить за человеком или же случайно создать аварийную ситуацию в городе. По этой причине, приобретая дрон, нужно знать следующее:
Имеются данные, что регистрация бытовых беспилотников будет проходить упрощенно – через Интернет, на сайте uavreg.ru. Поэтому рекомендуем посетить данный ресурс и периодически заглядывать на него в дальнейшем. Другие законы и нормативные акты о квадрокоптерах (дронах) в РФ можете почитать в нашей рубрике по ссылке.
Полезное видео на тему: «Чиновники запретили полеты квадрокоптеров без регистрации»
Заключение
Малые мультикоптеры, и в первую очередь квадролеты, становятся неотъемлемой частью жизни современного россиянина. Популярность их растет из года в год. По прогнозам аналитиков, объем мирового рынка этих беспилотников в 2035 году составит не менее 200 миллиардов долларов США, из которых свыше 40 миллиардов придется на долю России. К этому времени на руках наших соотечественников будет не меньше 100 тысяч БПЛА.
Если вы хотите ознакомиться с лучшими современным квадрокоптерами, рекомендуем вам посмотреть наши популярные обзоры:
Ниже представлены цены на популярные квадрокоптеры (в списке только надежные и проверенные интернет-магазины с хорошими отзывами на Яндекс.Маркете):
Нажмите на ссылку выбранного вами варианта, чтобы увидеть подробные характеристики и комплектацию квадрокоптера.
Полезное видео на тему: «Как научиться управлять квадрокоптером»
Все о квадрокоптерах: применение, классификация, производители
В рамках подготовленной статьи мы расскажем, что такое квадрокоптеры, для чего нужны и какими бывают эти устройства, рассмотрим конструкционные особенности упомянутых аппаратов, а также плюсы и минусы их использования. Отдельный раздел посвятим ведущим производителям квадрокоптеров и характеристике изготавливаемой ними продукции.
Квадрокоптер – это беспилотный летательный аппарат с 4 пропеллерами, контролируемый на расстоянии с помощью пульта дистанционного управления или смартфона. Это устройство используют для развлечения и многих других целей, причем назначение конкретной модели квадрокоптера определяется преимущественно размерами и конструкционными особенностями аппарата.
По сравнению с обычным радиоуправляемым вертолетом среднестатистический квадрокоптер имеет целый ряд преимуществ. В первую очередь речь об улучшенных показателях управляемости и маневренности. Во вторую – о низких показателях шума и большей грузоподъемности. К тому же конструкция квадрокоптера позволяет считать этот аппарат более универсальным решением. Если радиоуправляемые вертолеты в глазах большинства людей – просто игрушки, то квадрокоптеры – это отличное решение для выполнения многих задач.
Конструкция квадрокоптера
В продаже присутствует немало разнообразных моделей квадрокоптеров, различающихся эстетическими и функциональными характеристиками. При этом базовая конструкция всех моделей практически идентична и состоит из следующих элементов:
Также в некоторых моделях присутствуют крепления для дополнительных элементов. В качестве примера можно привести любой квадрокоптер со съемной камерой, размещаемой на специальных креплениях.
Принципы полета квадрокоптера
Далее расскажем о том, как летает квадрокоптер. Опишем общие моменты, так как в некоторых моделях беспилотников используются особые технологии, за счет которых принципы полета или управления могут отличаться от тех, что характерны для стандартных вариаций квадрокоптеров.
Квадрокоптер (будь это большая профессиональная модель или мини квадрокоптер) поднимается в воздух благодаря работе винтов, управляемых синхронными двигателями. Два пропеллера двигаются по часовой стрелке, два – против часовой стрелки. Координация направления и скорости движения квадрокоптера осуществляется с помощью пульта дистанционного управления. Команды передаются на приемник блока управления, а затем реализуются в виде усиления или ослабления мощности двигателей. При быстром вращении одного мотора квадрокоптер совершает наклон, при ускорении синхронной пары двигателей – поворачивается в нужную сторону.
Все квадрокоптеры могут двигаться в любых направления по прямой, а некоторые модели беспилотников способны кружить на месте и даже выполнять флипы. Компенсация порывов ветра при полете производится благодаря использованию гироскопов или акселерометров.
Наглядная демонстрация принципа работы квадрокоптера приведена в видеообзоре.
Области применения квадрокоптеров
Недорогие модели квадрокоптеров (например, мини квадрокоптеры с камерой) зачастую применяются ради развлечения владельцев, в том числе для проведения любительских съемок. Многие люди с детства мечтали увидеть мир с высоты птичьего полета и сейчас воплощают мечты путем эксплуатации беспилотников.
Такие владельцы квадрокоптеров ежедневно совершают своеобразные виртуальные путешествия, снимая окрестности и наслаждаясь незабываемым видом различных красот, находясь в произвольно выбранном месте.
Квадрокоптер с камерой и трансляцией на пульт ДУ позволяет делать все перечисленное практически на интуитивном уровне. К тому же управление беспилотником сложностей не вызывает, а запас энергии в аккумуляторе позволяет устройству находиться в воздухе до 10-40 минут (в зависимости от модели).
Возможны и более практичные применения квадрокоптеров:
Также квадрокоптеры активно применяют в военном деле (в том числе для разведки и охраны объектов). Военные нередко оснащают беспилотники дорогостоящим высокоточным оборудованием, позволяющим получать детальную картинку местности в режиме реального времени. Дополнительно коптеры оборудуют системами распознавания лиц и другими приборами для идентификации личности.
Используют квадрокоптеры и в спасательных миссиях. Периодически жизнь людей и сохранность ценного имущества зависят от точности планирования операции. В таких случаях коптеры позволяют оперативно собрать нужные разведданные и организовать мероприятия с учетом всех особенностей местности. И даже высокая цена квадрокоптеров с камерой (в случае приобретения самых мощных и дорогих моделей) не является помехой. Безопасность людей стоит любых затрат.
Возможные области применения квадрокоптеров
Уже сейчас коптеры используют для доставки легкого, но ценного груза в труднодоступные регионы. Речь о транспортировке вакцины в страны Африки, о пересылке еды в горные поселения и, конечно же, о доставке продуктов в изолированные зоны. Все эти действия продиктованы необходимостью, но в будущем подход может измениться, причем известные логистические организации уже заявили о намерении приобретать и настраивать квадрокоптеры ради доставки обычной почты и мелких посылок.
Прогнозируется и использование квадрокоптеров в развлекательной индустрии. К примеру, не так давно «Диснейленд» подал запрос на патентование идеи демонстрации видеоизображений прямо в воздухе. Это нововведение предназначено, прежде всего, для показа рекламы и мультфильмов. Хотя владельцы парка развлечений видят и другие пути применения технологии.
Некоторые люди и вовсе призывают применять мини квадрокоптеры с камерой для организации слежки за выявленными и потенциальными преступниками. Однако такое решение противоречит правам человека, а потому вряд ли будет использовано в будущем. По крайней мере, официально.
Некоторые компании, занимающиеся разработкой квадрокоптеров, ставят целью создание аппаратов, подходящих для транспортировки небольших групп людей. Главными сложностями реализации такого решения является достижение необходимых показателей грузоподъемности (до 300-400 кг) и обеспечение достаточного количества времени полета коптера. При этом желательно обеспечить удобство и рентабельность подобной транспортировки.
Классификация квадрокоптеров
Люди быстро разбираются, что такое квадрокоптер и для чего он нужен, но часто затрудняются с выбором подходящего механизма. Поэтому далее мы представим классификацию коптеров по нескольким критериям и добавим описание разновидностей этих устройств в зависимости от их размеров и назначения.
Виды квадрокоптеров: классификация по размерам
Одним из основных критериев выбора коптера считаются его габариты. Одним пользователям нравятся маленькие квадрокоптеры. Он просты в управлении (обучение обращению с квадрокоптером редко длится более получаса), занимают мало места, а их приобретение обычно обходится достаточно дешево. Большим плюсом является отсутствие сложностей в организационном плане. Например, покупателям не нужно думать, как зарегистрировать квадрокоптер. Можно просто купить и наслаждаться его функционалом на частной территории. Самые большие (профессиональные) аппараты необходимо регистрировать. Зато они открывают обширные возможности – как в плане функционала, так и в плане удобства эксплуатации.
Классификация квадрокоптеров по габаритам выглядит следующим образом:
Для начинающих «летчиков», еще не знающих, как настроить квадрокоптер, больше подойдут маленькие модели. Опытным пользователям однозначно понравятся более тяжелые аппараты. Слишком уж много возможностей они открывают перед профессиональными «пилотами».
Типы квадрокоптеров: классификация по назначению
Далее представим разделение коптеров на группы по способу использования:
Зная, что такое квадрокоптер и его предназначение, легко подобрать подходящую модель устройства. Если с выбором возникли сложности, то рекомендуем изучить материал о том, как выбрать квадрокоптер, и на его основе принять единственно верное решение.
Ведущие производители квадрокоптеров: описание брендов и характеристика продукции
В наше время квадрокоптеры используют во многих сферах деятельности, причем спрос на эти устройства стабильно растет – как со стороны военных и медицинских структур, так и среди гражданского населения. Именно поэтому производители такой продукции постоянно улучшают имеющиеся наработки, выпуская новые модели квадрокоптеров, характеризующиеся повышенной скоростью, маневренностью, надежностью и функциональностью. Ежегодно на рынке появляется несколько десятков новых вариаций беспилотников с отличными характеристиками и доступной стоимостью.
Улучшается и техническая подкованность населения. В Интернете уже представлено немало материалов, направленных на обучение управлению квадрокоптером. Люди понимают, что управлять беспилотниками действительно просто, а потому покупают упомянутую продукцию без особого страха и с готовностью к регулярному использованию. Особым спросом у населения пользуется продукция нижеупомянутых производителей.
Квадрокоптеры DJI
DJI Innovations – наиболее известный разработчик и поставщик квадрокоптеров. Компания производит любительские и профессиональные модели дронов, предназначенные для выполнения разнотипных задач – от любительских съемок до доставки негабаритной продукции и проведения разведывательных операций.
Квадрокоптеры DJI имеют много достоинств. Среди них:
Среди ведущих разработок компании стоит выделить квадрокоптеры DJI Mavic 2 Zoom, DJI Mavic Air Fly, DJI Phantom 4 Pro. Все модели характеризуются отличной защитой, стильным дизайном, продолжительным временем непрерывного полета (20-30 минут), наличием камер 12-20 МП. Квадрокоптер DJI Phantom 4 Pro и вовсе считается лучшей разработкой нашего времени, причем это утверждение обосновано как рейтингами специализированных изданий, так и отзывами пользователей. Отдельного упоминания заслуживает квадрокоптер DJI Tello TLW004 – недорогой и хороший квадрокоптер с камерой 5 МП. Эта модель является отличным решением по соотношению цены и качества, поэтому популярность этого коптера полностью обоснована.
Квадрокоптеры Xiaomi
Xiaomi – организация, занимающаяся производством популярных видов гаджетов и умных устройств для дома. В последние годы одним из приоритетных направлений деятельности компании является разработка и изготовление квадрокоптеров универсального назначения. И хотя бренд Xiaomi еще не готов соперничать с DJI в вопросах качества и разнообразия продукции, товары Сяоми все же пользуются спросом. Во многом благодаря низкой стоимости коптеров и простоте их конструкции.
Квадрокоптеры Xiaomi характеризуются такими достоинствами:
Наиболее востребованной разработкой бренда считается квадрокоптер Xiaomi Mi Drone 4K. Внешне аппарат выглядит не слишком надежно, но это лишь первое впечатление. Корпус из поликарбоната и углеродного волокна прекрасно защищает электронику, а 8 степеней защиты батареи гарантируют продолжительность и эффективность ее работы. Чуть меньшим спросом пользуются более простые модели – квадрокоптеры с камерой Xiaomi Mi Drone 1080p и Xiaomi MITU Mini RC Drone 720p.
Квадрокоптеры Syma
Syma – китайский производитель, занимающийся выпуском дронов различной конфигурации, в том числе квадрокоптеров. Организация делает ставку на изготовление и продажу устройств из бюджетного ценового сегмента, благодаря чему ее продукция востребована как на китайском, так и на международном рынке.
Среди достоинств квадрокоптеров Syma числятся:
К сожалению, качество большинства коптеров нельзя назвать высоким. Большая часть моделей относится к категории «игрушечных» дронов. Эти изделия отлично подходят на роль первого коптера – для обучения пользования устройствами перед приобретением более дорогих и надежных аналогов. Тем не менее, для многих людей именно цена является решающим фактором, а потому популярность упомянутой продукции уже немало лет держится на высоком уровне. Из общего перечня предлагаемой брендом продукции можно выделить квадрокоптеры Syma x21w, Syma x5uw, Syma x5c, Syma x20 и x8Pro. Любой из этих дронов может стать хорошим и недорогим подарком для человека, еще не окунавшегося в увлекательный мир полетов на квадрокоптерах.
Разумеется, эти три компании – не единственные производители коптеров. У них есть десятки конкурентов, постоянно работающих в двух направлениях – создании надежных летательных аппаратов и выходе на первые места в соответствующем сегменте рынка.
В результате такого подхода на рынке уже сейчас представлено немало достойных моделей. Поэтому, перед тем как изучить ассортимент магазина и определиться, какой квадрокоптер лучше купить, рекомендуем заглянуть в подготовленный топ квадрокоптеров 2020 года и оценить основные преимущества популярных моделей, разработанных на протяжении нескольких последних лет. Каждая представленная там модель заслуживает приобретения, а потому к выбору оптимального варианта следует отнестись с максимальной серьезностью.
Что такое квадрокоптер или мультикоптер, виды и типы
Что такое квадрокоптер? Наверняка новичок сразу представит квадрокоптер фирмы DJI, вот такой:
Это все благодаря маркетологам этой компании, но на самом деле, существует множество видов и типов квадрокоптеров, от детских игрушек до профессиональных в несколько килограмм беспилотников.
Что такое квадрокоптер? Это беспилотный летательный аппарат, оснащенный 4 двигателями, от слова «quadro», то есть, 4 и управляемый с помощью внешней аппаратуры управления. Другие беспилотники могут иметь другое количество двигателей, но будут иметь другое название — октокоптер, бикоптер, викоптер и так далее.
Новичка, возможно, обилие видов и типов, может привести в замешательство, но для этого я и пишу эту статью, чтобы помочь вам разобраться в этой теме. Ниже вы найдете все основные типы и виды квадрокоптеров.
Для начала рассмотрим мультикоптеры и какие они бывают.
Виды мультикоптеров
Дроны делятся на:
Игрушечные квадрокоптеры
Игрушечные — это все те дроны, которые стоят до 2 тысяч, а чаще — меньше. У них щеточные моторы, которые быстро изнашиваются, маленький диапазон управления. Но в чем плюс — это отличный способ войти в хобби, чтобы понять нравится вам это или нет, прежде чем тратить тысячи рублей на нормальное оборудование и компоненты для дрона. Также, вам не нужно будет покупать дополнительно аппаратуру управления, видеопередатчик, приемник и так далее, в таких все уже есть, хоть и «игрушечного» уровня. Такие дроны медленные и не опасные, подходят в том числе для детей.
Этот вид умеренно популярен, через него проходят многие начинающие и как правило — случайно, вот захотелось поиграться и заказал человек такой дрон, а потом затянуло так, что он попадает на этот сайт 
Стоимость: от 800 рублей до 2 тысяч в среднем.
Гоночные квадрокоптеры
Набирающий с каждым годом популярность вид квадрокоптеров. Уже несколько лет подряд проводятся масштабные соревнования пилотов гоночных квадрокоптеров. Оборудование и компоненты профессиональные. Как правило, такие квадрокоптеры собирают сами, новички из КИТ-наборов, а опытные подбирают компоненты сами. Но сейчас чаще новички тоже сами с нуля подбирают себе компоненты и иногда ошибаются, но это дело опыта.
Этот вид квадрокоптеров — быстрый и опасный благодаря бесщеточным двигателям на неодимовых магнитах, некоторые сборки могут разгоняться до 200 км/ч, но большинство любителей собирают сборки, которые «выжимают» 80-120 км/ч. Управление полуавтоматическое и ручное, опытные летают только в ручном режиме. Об этом виде квадрокоптеров как раз и наш сайт.
При этом, есть и подвид гоночных: микроквадрокоптеры. Они тоже с качественными и профессиональными компонентами, у них есть бесщеточные двигатели, просто они маленькие:
Для таких дронов нужно отдельно покупать аппаратуру управления и шлем, либо очки для приема видео.
Стоимость: можно собрать дрон за 5 тысяч (если постараться), но в среднем цены от 7 тысяч. Сюда не входит: аппаратура управления, аккумуляторы, зарядное устройство, шлем или очки.
Съемочные квадрокоптеры
Самый популярный вид квадрокоптеров. О съемочных дронах знают все. Такие дроны делятся на профессиональные, такие как dji inspire и любительские, такие как dji phantom. На себе несут качественный обвес с хорошей камерой. В комплекте всегда идет аппаратура управления, а в качестве приемника видео — используется телефон, либо планшет, который устанавливается в специальный держатель пульта.
Это большие и медленные (по сравнению с гоночными) дроны, обычно скорость не превышает 70 км/ч. Но скорость им и не нужна, ведь они заточены под съемку, у них есть различные интеллектуальные режимы и датчики. Управление полуавтоматическое и чтобы разбить такой дрон — это надо еще постараться.
Стоимость: съемочные дроны дорогие, в среднем от 50 тысяч рублей, основная цена конечно же оптика и подвес камеры, еще значительная часть — бренд.
На этом по видам дронов все, если есть вопросы, задавайте в комментариях.
Типы мультикоптеров
Под мультикоптерами подразумевают квадрокоптеры, то есть, дрон с 4 двигателями, но они могут быть не только квадрокоптерами, но и такими:
Вертолет
Кто не хочет себе вертолетик? Самые дешевый и забавный вариант получить радиоуправляемую модель! На самом деле, видов вертолетов очень много, от 300-400 рублей за вертолетик, до десятков или сотен тысяч за вертолет (тоже на радиоуправлении)! Дорогие вертолеты обычно имеют бензиновый или керосиновый двигатели.
Бикоптер
Экспериментальные дроны, популярности не имеют. Самым известным прототипом бикоптера является Bell Boeing V-22 Osprey:
Трикоптер
Экспериментальные дроны, такие собирают не часто. Имеет 3 двигателя, потому у него маленькая грузоподъемность, но хорошая маневренность.
Тип Y6
Это дрон, у которого 6 двигателей. Используется промышленностью, киношниками и теми, для кого важна грузоподъемность, потому что она у такого дрона большая. Рама как у трикоптера, но на лучах расположено по 2 двигателя, 1 сверху и 1 снизу. Выглядит это все вот так:
Тип VTail
Квадрокоптер с 4 двигателями, но 2 задних мотора близко расположены друг к другу под углом. Время от времени такие можно увидеть на различных соревнованиях:
Hexacopter (гексакоптер)
Двигателей 6 штук, как у трикоптера, но в этом случае у рамы дрона 6 лучей и каждый двигатель расположен на своем луче. Используется теми же людьми, что используют и трикоптер. Большая грузоподъемность — это про гексакоптер.
Octocopter (октокоптер)
6 двигателей хорошо, а 8 еще лучше! Прототип этого дрона — гексакоптер, добавляется еще 2 луча с 2 двигателями, еще больше стабильности и грузоподъемности. Стоит дороже, чем гексакоптер, но это и понятно. Используется киношниками, так как поднимает любую тяжелую камеру и не надо нанимать вертолет :), а также фермерами для опыления полей.
Из каких компонентов состоит мультикоптер или квадркоптер?
Как управлять квадрокоптером
Управляется квадрокоптер с помощью аппаратуры управления:
Сигнал с пульта принимается приемником на квадрокоптере, а далее обрабатывается полетным контроллером и передается на ESC, а они в свою очередь меняют скорость вращения двигателей. Так как поворачивает мультикоптер?
Какие у квадрокоптера есть датчики
Могут быть еще некоторые, но это основные, которые можно встретить на большинстве профессиональных мультикоптеров.
Выводы
Как вы увидели, квадрокоптеров бывает большое множество и все они уникальны по своему. Думаю, после этой статьи у вас не осталось вопросов о том, что такое квадрокоптер, а если все же остались, задавайте их в комментариях!
Квадрокоптеры — как все начиналось?
Современный квадро (гекса, окто) коптер — это достаточно мощное «вычислительное» устройство, способное управляться со смартфона по WiFi, зависать в одной точке, летать по маршруту и пр. Купить такой аппарат сейчас может любой желающий. А с чего все начиналось?
Как летает квадрокоптер?
Чтобы понимать суть технических решений, разберемся немного как вообще квадрокоптер летает. По сути, квадрокоптер — это неустойчивая система. Если взять 4 мотора, и просто подключить их к батарейке, квадрокоптер никуда не полетит, он просто перевернется т.к. сила тяги моторов никогда не будет идентичной. И тут вступает в действие электроника. На борту квадрокоптера есть центральная «плата управления», ключевой частью которой является блок датчиков. В простейшем случае, это трехосевой гироскоп. Микроконтроллер постоянно считывает данные с гироскопов, и как только гироскоп «чувствует» наклон по какой-либо оси, контроллер дает соответствующему двигателю команду чуть-чуть увеличить или уменьшить обороты, чтобы компенсировать наклон. В общем-то и вся логика — за исключением кучи всего (ПИД-регуляторов, теории управления, фильтров Калмана), ничего сложного тут нет (шутка). Ну а для пользователя все действительно прозрачно. Никаких движущихся частей кроме моторов, в квадрокоптере нет, все управление происходит исключительно изменением вращения оборотов моторов (с поворотами аналогично — изменяем скорости вращения, получаем вращающий момент). А теперь вернемся к истории.
MikroKopter
Легендарная немецкая компания, благодаря инженерам которой в 2006 году появился первый аппарат. Контроллер имел на борту процессор Atmega644 c 4Кбайт памяти и частотой до 20МГц, 3 гироскопа по каждой из осей, акселерометр (для возможности горизонтального полета) и барометр для удержания высоты (точность барометра MPX4115A около 1м). Позже появились дополнительные модули, например GPS для удержания позиции.
Сейчас в youtube можно найти видео, как примерно все это летало (2007 год).
В целом система оказалась весьма удачной. Их продукция никогда не была дешевой, ценник начинался где-то от 1500Евро. Фирма существует и сейчас, они производят профессиональные аппараты, ценовая категория соответствующая. И еще один важный момент — первоначально, создатели Микрокоптер сделали исходный код открытым. Разумеется, уже в скором времени стали появляться различные клоны (в том числе производимые и в РФ), это конечно негативно сказалось на продажах, и код потом закрыли. Но все-таки, думаю это послужило большим толчком к созданию различного вида мультикоптеров.
У нас MikroKopter не был популярен из-за цены, и владельцев было не так уж много. Однако толчок мировому сообществу был дан, и различные системы стали появляться.
KaptainKuk
Одна из самых простых систем, выпускаемых (в различных версиях) с 2010 года и до сих пор. Плата управления имеет только 3 гироскопа, для регулировки параметров используются обычные переменные резисторы. 
(Фото с сайта Hobbyking.com)
Такая плата сейчас стоит всего около 15$, как можно видеть, на борту кроме гироскопов и слабого процессора, в общем-то ничего и нет. Прошивки в исходных кодах для KK свободно доступны в Интернете, желающие могут скачать их, набрав в поиске гугла имя файла «kk2_1V1.zip» (размер всего 90Кб). Наверное, это первая и последняя версия прошивки какого-либо коптера, написанная на ассемблере.
MultiWii
Следующей вехой в развитии коптеров стала система MultiWii. Название пошло от игрового манипулятора Nintendo Wii и Wii Nunchuk, которые умельцы разбирали, и выпиливали оттуда плату с датчиками. В качестве центрального процессора использовалась Arduino Nano.
Внешний вид платы получался примерно такой (фото с сайта rcgroups, 2010 год): 
Впрочем, за несколько лет система эволюционировала, и последние платы (они продаются и сейчас, цена вопроса 20-30$) выглядят где-то так: 
(фото с сайта Hobbyking.com)
Последние версии MultiWii имеют вполне неплохие датчики, умеют зависать в точке по GPS, удерживать высоту и возвращаться домой. Т.к. Multiwii был написан для Arduino, все платы так и остались Arduino-совместимыми, исходный код можно скачать на Github. Одним из недостатков MultiWii является слабый процессор, что ограничивает вычислительные возможности алгоритмов, позже стали появляться клоны на STM32, однако погоды они не сделали, т.к. в плане «железа» любой квадрокоптер достаточно прост, 95% сложности заключается именно в коде. В то же время, я уверен что именно исходники MultiWii стали основой всех сегодняшних коммерческих систем.
ArduCopter
Еще одна система, основанная на Arduino, пошла дальше всех. Сейчас это система с возможностью программируемого полета по точкам, поддержкой радиомодемов и передачи телеметрии, хранения различных логов и пр.
Их софт выглядит примерно так: 
Платы эволюционировали от таких: 
до таких 
Платы продаются и сейчас, цена вопроса от 50$ (за клоны) до 250$ за оригинальные версии. Исходные коды Ardupilot так же полностью доступны на github, и судя по количеству коммитов, проект активно развивается. Эта система по возможностям не уступает профессиональным аппаратам, качество полета можно посмотреть на видео:
Здесь все классно, за исключением одного «но» — это Open Source, со всеми вытекающими последствиями. Система открытая, дорабатывается энтузиастами, и никто ничего не гарантирует, в том числе и отсутствия багов в софте. Если квадрокоптер упадет на чей-то BMW, жаловаться будет некому.
Бесколлекторные подвесы (brushless gimbal)
Видно что коптер качается, а ось камеры нет.
Сейчас этим уже никого не удивить, а тогда это был настоящий прорыв в качестве видеосъемки.
Коммерческие системы
Про них писать не так интересно, т.к. принцип здесь простой, «заплати и лети». Первым был вышеупомянутый MicroKopter, следующей (и не очень удачной) попыткой был XAircraft, в бюджетном секторе были популярны аппараты марки Gaui (это был первый бюджетный аппарат ценой около 400$ за готовый коптер). И наконец, самой успешной компанией является DJI, про которую не писал только ленивый, так что повторяться здесь смысла нет. Они вышли на рынок с контроллерами DJI Naza (ценой 200-400$, с возможностью удержания позиции, возврата домой), была отдельная профессиональная серия DJI Wookong (ценой около 1000$ и большей стабильностью полета). Наконец, DJI вышла на рынок устройств готовых к полету (RTF, Ready To Fly), ну про них уже все знают.
И последние видео.
Первый бюджетный квадрокоптер Gaui 330. Цена вопроса 400$, 2010 год, никаких доп.функций.
Dji Naza v2, цена вопроса те же 400$, возможность удержания позиции, возврата домой, полета любой стороной к пилоту (режим carefree).
Dji Phantom 3 — со встроенным подвесом камеры, управлением со смартфона и прочими плюшками.
На этом пока все, sorry за большое количество видео, но без них никак, иначе было бы неинтересно. Посмотрим что будет дальше, лет через 5…
Что такое и для чего предназначен квадрокоптер с камерой
Квадрокоптер позволяет получать удовольствие от управления летающим аппаратом или делать снимки с высоты птичьего полета. Чтобы как следует оценить устройство, стоит изучить его особенности и виды.
Что такое квадрокоптер, как выглядит и для чего предназначен
Квадрокоптер — это сравнительно небольшой летательный аппарат, управляемый оператором с земли при помощи пульта или мобильного устройства. Внешне дрон больше всего напоминает миниатюрный вертолет, поскольку тоже обладает продолговатым корпусом, пропеллерами и посадочными полозьями. Однако винтов у коптера чаще всего сразу несколько — от четырех до двенадцати штук.
Качественные дроны способны развивать скорость, сравнимую с автомобильной
При очень разных фото предназначение у квадрокоптеров в основном универсальное. Прежде всего, их можно использовать в качестве интересной и увлекательной игрушки, для этого подходят любые модели. Пилотировать коптер, задавать ему направление полета и даже делать виражи в воздухе нравится и детям, и взрослым. Некоторые дроны подходят для гонок.
Наибольший интерес представляют квадрокоптеры со встроенной или внешней камерой. Они позволяют делать снимки и записывать видео с высоты. Их применяют профессиональные фотографы и любители, а дорогие модели используют в промышленности для подробного осмотра строений и крупных объектов.
Как устроен и из чего состоит квадрокоптер
Основной частью конструкции квадрокоптера является силовая рама — на ней закреплены все остальные элементы. В центре расположен корпус дрона с электронной начинкой и камерой. От середины отходят фиксированные или поворотные лучи с зафиксированными на них двигателями. Снизу располагаются ноги или полозья, металлические, как у вертолета, или резиновые, представляющие собой простые накладки.
Многие модели дронов оснащены подсветкой для вечернего времени суток
Внутри корпуса расположены электронные элементы, отвечающие непосредственно за летательные возможности. Среди них:
Набор сенсоров может меняться в зависимости от модели дрона и его стоимости. Большинство устройств оснащаются гироскопом, он отвечает за стабилизацию коптера в полете и его крен, позволяет удерживать высоту.
Как работает и летает квадрокоптер
Принцип работы квадрокоптера довольно простой. Двигатели в количестве четырех штук и более, расположенные на лучах рамы аппарата, создают при включении подъемную силу, и дрон отрывается от земли. Режимов действия у моторов предусмотрено несколько:
В целом схема устройства дрона очень похожа на вертолетную. Но если большая летательная машина маневрирует за счет наклона вала лопастей, то коптер изменяет положение в пространстве благодаря разнице воздушных потоков по бокам. Для вращения на месте нужно уменьшить обороты одной из пар двигателей, в таком случае возникнет обратный момент, и вся конструкция сможет закрутиться вокруг оси.
Чем меньше лопастей у винтов дрона, тем он быстрее
Как работает квадрокоптер с камерой
Наибольший интерес представляют дроны со встроенной или подвесной камерой, их возможности самые широкие. По внутреннему устройству такие аппараты практически не отличаются от простейших моделей. Разница состоит в том, что в основном блоке на силовой раме предусмотрен еще и небольшой видеодатчик либо крепления для фиксации внешней фототехники.
Камеры дронов из разных ценовых категорий отличаются по возможностям. Речь идет не только о качестве изображения, но и о функционале. Например, дорогие камеры оснащаются настраиваемым фокусом, а также поворотным механизмом. Их можно направлять в разные стороны, при этом не меняя положение самого дрона в пространстве.
Передавать видео и фото в реальном времени дроны могут на небольшое расстояние до 1 км
Бюджетные коптеры с камерой отправляют фото и видео непосредственно на мобильное устройство оператора. Более дорогие модели поддерживают карты памяти, позволяющие не только сохранять изображения, но и программировать маршрут и схему поведения дрона.
На какой частоте работает квадрокоптер
Почти все дроны поддерживают управление через радиопульт. Существует несколько типов передатчиков и приемников и основных частот:
Как правило, при покупке коптера приходится выбирать между дальностью и качеством сигнала. Чем шире радиус действия дрона, тем выше вероятность, что связь с ним прервется при возникновении на пути каких-либо препятствий.
Радиус действия квадрокоптера
Максимальная дальность полета дрона колеблется в очень широких пределах. Самые бюджетные модели коптеров способны улетать не более чем 50-100 м от владельца. У них есть свои преимущества — такие аппараты чутко отзываются на команды с пульта, их сложно потерять. Однако и возможности устройств ограничены, с их помощью не получится записать видео или сделать фото в труднодоступной местности с большой высоты.
Премиальные дроны поддерживают функцию возвращения в точку взлета при потере сигнала
Более дорогие дроны, обычно с ценником от 5000 рублей и выше, удаляются на расстояние до 500 м. Возможности фото- и видеосъемки у них более широкие, хотя местность для полета нужно подбирать внимательно и следить за тем, чтобы вокруг было поменьше препятствий. Посторонние твердые объекты влияют на качество сигнала и могут осложнять процесс управления дроном. И, наконец, премиальные модели летающих аппаратов могут улетать на расстояние вплоть до 5-20 км, стоят они очень дорого, и покупают их обычно для профессиональных целей.
Радиус действия квадрокоптера с камерой
Дальность действия квадрокоптера обычно не зависит от наличия или отсутствия у него камеры. Значение имеет класс дрона в целом. Бюджетные модели, способные удаляться на 100-500 м, могут быть оснащены встроенным видеодатчиком, но разрешение у него редко превышает 2 Мп. Более дорогие дроны с хорошими камерами на 5 Мп и более улетают в среднем на 500-800 м. Профессиональные аппараты с высокой стоимостью и качественным внешним фотооборудованием поддерживают радиус действия вплоть до 20 км.
Виды квадрокоптеров
Летающие дроны можно разделить на несколько категорий:
При выборе летающего дрона следует учитывать, для каких именно целей он нужен — для съемки или акробатических трюков.
Как управляется квадрокоптер
Управлять квадрокоптером можно несколькими способами. Бюджетные модели поддерживают только один вариант пилотирования, более дорогие могут предлагать режимы на выбор.
Управление через радиопульт
Этот способ является основным — параметры полета задаются при помощи специального джойстика, внешне похожего на компьютерный. Посредством пульта можно регулировать обороты двигателей, уменьшать и увеличивать высоту, заставлять коптер замирать на месте или вращаться.
Главное достоинство управления с пульта — поддержка максимальной дальности сигнала
Управление через смартфон
Многие дроны могут пилотироваться с мобильного — на смартфон в таком случае нужно установить специальное приложение. На экране устройства появится панель управления с точно такими же кнопками, как и на обычном джойстике. Связь с коптером осуществляется через Wi-Fi, аппарат может в режиме реального времени передавать фото и видео на смартфон.
Минус управления дроном со смартфона — малая дальность в пределах около 100 м или немного больше
Управление через G-сенсор
Интересный способ пилотирования также требует использовать мобильное устройство. Но в данном случае оператору не нужно нажимать на кнопки, предложенные специальным приложением. Дрон меняет направление полета за счет наклона смартфона. Метод очень удобен для скоростного маневрирования.
При управлении через наклон смартфона дрон повторяет пространственную ориентацию мобильного
Заключение
Квадрокоптер — интересное и функциональное устройство, представленное многочисленными дорогими и бюджетными моделями. Использовать его можно как для развлечения, так и в профессиональных целях.