за счет чего летает квадрокоптер
Квадракоптеры: как они устроены и почему летают
Пилоты управляют квадрокоптерами (ещё их называют дронами) с помощью пультов дистанционного управления, содержащих передатчики, которые изменяют скорость несущих винтов и обеспечивают маневренность в воздухе. Большинство современных моделей, также поддерживают управление через приложение мобильного телефона. Эта функция работает через Wi-Fi, который раздаёт смартфон.
Приемник дрона обрабатывает команды и сигналы пилота поступают на датчики высоты квадрокоптера. После интерпретации этих данных, встроенный контроллер полета сигнализирует ESC (электронный регулятор оборотов), который передают команды двигателям.
Из чего состоит квадрокоптер
Двигатель
Без двигателей ваш квадрокоптер никуда не полетит, в большой степени именно они определяют лётные возможности устройства. К сожалению их технические характеристики не очень понятны большинству начинающих пилотов.
Большинство квадрокоптеров используют бесщеточные двигатели постоянного тока, хотя в дешевые модели часто устанавливают коллекторные моторы.
Бесщеточные двигатели состоят из якоря с постоянным магнитом и ряда окружающих его катушек. Бесщеточные двигатели могут иметь от 2 до 14 полюсов. Чем больше полюсов, тем точнее можно управлять двигателем.
Еще одним важным фактором является номинальный ток двигателя. Вам нужно будет знать его значение, для выбора ESC и аккумулятора.
Номинальная тяга двигателя зависит от размера пропеллера. Основное эмпирическое правило состоит в том, что комбинация двигателя и пропеллера должна выдавать тягу вдвое превышающую вес дрона.
Пропеллеры бывают самых разных диаметров и размеров и могут быть изготовлены из пластика, углеродного волокна или даже дерева. Пропеллеры диаметром менее 15 сантиметров используют на небольших и быстрых дронах. Пропеллеры диаметром более 20 сантиметров используют с низкооборотистыми двигателями, в дронах предназначенных для подъема тяжелых полезных нагрузок.
Шаг, это расстояние которое проходит винт за один полный оборот. Чем больше шаг, тем меньше сопротивление воздуха и выше скорость подъема. Маленький шаг позволяет развить больше тяги, но быстрее сажает аккумулятор.
Электронный регулятор скорости
Устройство управляющее бесколлекторными двигателями постоянного тока, называется электронным регулятором скорости или ESC. На каждый двигатель устанавливается по одному экземпляру.
ESC должен быть рассчитан на максимальный ток, потребляемый двигателем. Всегда лучше выбрать ESC, номинальный ток которого превышает максимальный ток двигателя.
Полётный контроллер
Продвинутые контроллеры полета имеют больше возможностей и связаны с такими датчиками, как гироскопы, акселерометры, гидролокаторы, GPS и магнитометры. Простые контроллеры полета содержат только гироскопы и их вполне достаточно для большинства новичков.
Каркас квадрокоптера изготавливается из различных материалов: дерево, пластик, углеродное волокно. Рамы из углеводородного волокна очень хрупкие и неопытные владельцы часто разбивают дроны при посадке или столкновении с препятствием.
Квадрокоптеры из древесины подвержены деформации под воздействием влаги и погодных условий. При нарушении геометрии каркаса, значительно снижается управляемость дрона.
Область применения
Несмотря на то, что многие до сих пор рассматривают квадракоптеры как игрушку, сфера их профессионального использования очень широка:
Научные исследования: квадрокоптеры-это очень полезный инструмент для исследователей. Он даёт возможность изучать труднодоступные области, позволяя по-новому взглянуть на многие направления, от археологических раскопок до миграции животных в дикой природе.
Чрезвычайные ситуации и спасательные работы: аварийные службы, полиция, пожарные и спасательные команды все чаще обращаются к квадрокоптерам, для координации своих действий, быстрой оценки обстановки, отслеживания подозреваемых и ликвидации последствий стихийных бедствий.
Сельское хозяйство: используя доступные решения, такие как тепловизионные камеры и сканирующее программное обеспечение, сельскохозяйственные компании могут контролировать свои урожаи удаленно.
Картография и геодезия: задачи 3D-картографии и моделирования решаются гораздо быстрее и дешевле чем раньше, благодаря квадрокоптерам и их способности быстро снимать и сшивать фотографии.
Промышленность: квадрокоптеры используются для проверки технического состояния мостов, морских буровых установок, ветряных турбин и других крупных промышленных и инфраструктурных объектов.
Существуют компании, занимающиеся доработкой моделей квадрокоптеров под самые разнообразные нужды. Например, инженеры Axonim из Беларуси.
Основы управления
Большинство квадрокоптеров имеют схожие базовые элементы управления, хотя в зависимости от модели, некоторые из них могут немного отличаться. В самом общем плане:
В любом случае прежде чем начать использовать дрон, следует внимательно изучить инструкцию и его возможности. Для первых запусков лучше выбирать открытые и по возможности малолюдные пространства.
Основные режимы полета
Ручной режим
В первую очередь используется, когда требуется максимальный контроль для маневрирования. Этот режим предпочитают пилоты с опытом. Некоторые базовые контроллеры полета работают только в этом режиме.
Удержание высоты
Полётный контроллер большинства современных дронов имеет барометрические датчики, которые позволяют ему обнаруживать едва заметные изменения атмосферного давления. Выбор этого режима помогает дрону поддерживать заданную высоту.
Удержание позиции по gps
Этот режим автоматически удерживает нужное положение квадрокоптера в боковом и вертикальном положении и идеально подходит для обучения управлению.
Отказоустойчивый режим
Включается если дрон вылетел за пределы безопасного расстояния, потерял ориентацию или радиосвязь. При переходе в этот режим, контроллер дрона сам вернёт и посадит его в точку из которой он вылетел.
Как работает и почему летает квадрокоптер?
Почему летает квадрокоптер?
Приветствуем, читатели! Для многих уже не секрет, что сегодня недостаточно просто уметь фотографировать или снимать видео. Нужно стараться находить новые подходы для интересной, красивой и необычной съемки. Но как это сделать? Нужно ли для этого покупать дорогостоящую технику профессионального класса? Достаточно купить квадролет, чтобы полностью раскрыть полет для творчества!
Что это такое квадрокоптер и как он работает?
Современный квадрокоптер представляет собой технологичный и футуристический вертолет, который обладает четырьмя винтами-пропеллерами. Как правило, такие летательные аппараты поставляются с видеокамерой, а также располагают пультом дистанционного управления. Это позволяет беспилотникам элегантно маневрировать в воздухе, осуществляя невероятный съемочный процесс. Что касается цены, то подобные устройства можно приобрести за 40-50 долларов и дороже. Продвинутые же модели могут стоить и вовсе тысячи долларов.
История создания квадрокоптера
Еще в 1922 году Георгий Ботезат сумел создать полностью рабочий вариант квадрокоптера, который был пригоден для полетов человека на небольшой высоте. К сожалению, до серийных разработок дело все-таки не дошло из-за чрезвычайно сложной трансмиссии. Так, единственный мотор реализовывал вращение всех винтов. Это позволяло аппарату свободно отрываться от земли, но дальнейшего прогресса не последовало. После войны какие-то разработки в данном направлении проводились, только ничего толкового у инженеров не получалось.
А вот в 2000-х дело сдвинулось с мертвой точки! Немецкая компания MikroKopter сумела не просто сделать небольшой беспилотный аппарат, но и поставить это дело на поток. Да, продажи не могли быть рекордными хотя бы из-за высокой стоимости таких моделей, начинка была слишком уж слабая. Но именно немцы дали серьезный толчок всем остальным будущим производителям. Более того, в MikroKopter решили открыть исходный код своего детища для всех желающих. Это позволило фирмам из разных стран мира создавать свои дроны квадролеты на любой вкус и цвет.
Принцип работы квадрокоптера
Как вообще работают эти фантастические приборы? Все довольно сложно и просто одновременно! Принцип полета квадрокоптера следующий. Два пропеллера вращаются против часовой стрелки, а два других — по часовой стрелке. Происходит вращение в противоположные стороны, что позволяет устройству спокойно и четко лететь. При наклонах, поворотах, снижении и взлете нагрузка на винты меняется соответствующим образом, чтобы осуществлялось необходимое действие. Благодаря этому аппараты обладают отличной стабилизацией и управляемостью.
А вот как устроены современные дроны:
В некоторых случаях производители оснащают свои модели стабилизационными подвесами, навигационными огнями и камерами.
Виды и типы квадрокоптеров
На сегодня существуют квадрокоптеры двух типов:
Тут все довольно понятно. В первом случае вам придется искать источник съемки, которым может выступить смартфон, компактная фото или видеокамера и так далее. А вот модели с камерой избавляют пользователя от необходимости искать дополнительный прибор для съемки, но и стоят они дороже.
Также существуют три глобальные группы, на которые делятся нынешние дроны:
Если более детально рассмотреть данный вопрос, то любительские модели на радиоуправлении отлично подходят для конкретного применения людьми, которые уже сталкивались в своей жизни с беспилотными гаджетами. Это хороший вариант не только для непринужденной аэросъемки, но и для различных спортивных состязаний.
Экземпляры для новичков подходят как взрослым, так и детям. Новички будут довольствоваться самым обычным железом без каких-то дополнительных функций. Что касается профессиональных решений, то они имеют высококачественную электронную начинку, возможность автономного полета и многое другое. Это дорогое удовольствие, которое будет актуально в определенной профессиональной сфере.
Заключение
Такие беспилотные устройства теперь может купить абсолютно каждый человек. Вы можете быть фотографом, спасателем, геодезистом, архитектором, инженером или обычным поклонником какой-нибудь социальной сети, но данный летательный аппарат обязательно пригодится в повседневных делах. С этими беспилотными системами получится снять потрясающий ролик, либо же создать необыкновенные фотографии.
На этом все, но не забывайте подписываться на наши новые статьи!
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.