Квадрокоптер как работает
Что представляет собой квадрокоптер
Радиоуправляемые летательные аппараты приобрели широкую популярность на рынке. Но остается еще немало людей, которые не знают, что это такое квадрокоптер? Он представляет собой летательный аппарат, движение которого обеспечивается за счет вращения специальных пропеллеров.
Как работает квадрокоптер
Летательный аппарат или как его еще называют дрон, имеет достаточно простую конструкцию. Принцип работы квадрокоптера заключается в регулировании скорости при помощи двигателей, оснащенных пропеллерами. У коптера есть четыре пропеллера, причем два из них двигаются по часовой стрелке, а два других – против нее. Таким образом, благодаря замедлению одних двигателей и ускорению других он получает возможность использовать осевое вращение для поворота в правую либо левую сторону.
Чтобы двигаться в горизонтальном направлении квадрокоптер увеличивает тягу с одной стороны и соответственно уменьшает ее со второй. Скорость движения в определенном направлении зависит от угла наклона. Если полет происходит при сильном ветре, то квадрокоптер автоматически наклоняется по направлению движения. Это дает возможность компенсировать воздушные порывы.
Принцип работы квадрокоптера строится на использовании электронных гироскопов, которые определяют уровень. Кроме того, он оснащен акселерометрами, измеряющими уровень смещения по осям. А изменение высоты и скорости полета достигается за счет замедления или соответственно ускорения работы двигателей.
Из каких элементов состоит дрон
Новичков также интересует вопрос что это такое квадрокоптер, и особенности его конструкции. Итак, из чего состоит квадрокоптер:
- рама, составляющими элементами которой считаются пластиковая крестовина и четыре алюминиевых луча. Она является достаточно важной слагающей, поскольку именно от рамы зависит внешний вид коптера и расстановка узлов;
- плата-контроллер считается самым важным элементом дрона. Ведь именно она определяет функциональные возможности устройства. Плата должна быть расположена на одном уровне с винтами. Кроме того, она должна чувствовать виброизоляцию от рамы. Чем лучше расположена плата, тем стабильнее будет полет квадрокоптера;
- мотор. Подойдут любые бесколлекторные модели с мощностью от 800 до 1200 kV;
- электронный регулятор хода, сокращенно ESC. Этот элемент должен соответствовать некоторым требования. Прежде всего, изменение газа должно сопровождаться минимальным временем отклика. Кроме того, некоторые модели оснащены защитой от помех. Нередко они воспринимают резкие скачки сигнала в качестве помехи и автоматически прекращают работу. Поэтому рекомендуется приобретать уже проверенные на практике ESC;
- пропеллеры. Для дрона требуется по два парных пропеллера. В отличие от авиационных они достаточно узкие и имеют небольшой шаг винта;
- соединительные провода. У квадрокоптера большое количество разнообразной коммутации. Чтобы разместить ее красиво и одновременно функционально понадобится специальная плата, на которой уже есть разведенные дорожки питания;
- приемник;
- навигационные огни, помогающие определить местоположение дрона в темное время суток;
- датчики. Их минимальный набор состоит из трех гироскопов, которые дают возможность уравновесить аппарат в процессе движения. Если у модели предусмотрен акселератор, то дрон самостоятельно может принять горизонтальное положение в процессе полета. Существуют также и другие датчики, определяющие высоту, скорость полета, интенсивность ветра, расстояние до предметов и т. д.;
- полезные мелочи. К ним можно причислить девайс, который облегчает поиск упавшего квадрокоптера;
- корпус, обеспечивающий защиту платы от внешнего воздействия;
- крепеж для видеокамеры.
Следует заметить, что все элементы, из чего состоит квадрокоптер, необходимо грамотно расположить, чтобы обеспечить максимальную устойчивость устройства.
Какие бывают виды квадрокоптеров
Классификация квадрокоптеров осуществляется сразу по нескольким параметрам. Прежде всего, в зависимости от наличия видеокамеры различают дроны с камерой и без нее. Также их можно поделить на профессиональные и любительские. Для изготовления первых используются высококачественные материалы, к примеру, углеродное волокно. Они укомплектованы современными компасами, контроллерами, различными сенсорами и другими девайсами.
Многие дроны обладают специальными подвесками для стабилизации аппарата во время полета. Что касается видеокамер, то применяется достаточно широкий диапазон разнообразных вариантов – от достаточно простых моделей до профессиональных камер стоимостью несколько тысяч долларов.
В большинстве случаев профессиональные дроны применяются для ведения видеосъемки с высоты птичьего полета. Их стоимость начинается от нескольких тысяч долларов.
Классификация квадрокоптеров также предполагает выделение из их массы любительских моделей. Они предназначены для любителей радиоуправляемых летательных аппаратов. Достаточно часто в их комплектацию не включена камера, и все функциональное предназначение устройства сводится к простому пилотированию дрона. Если камера все же присутствует на такой модели, то качество записи оставляет желать лучшего. Стоимость таких коптеров начинается от нескольких десятков и заканчивается несколькими сотнями долларов.
В зависимости от предназначения различают следующие виды дронов:
- квадрокоптер, ориентированный на ведение профессиональной съемки;
- гоночный коптер;
- уличный дрон, оснащенный передающей камерой;
- домашний квадрокоптер. Он вполне может уместиться на ладони взрослого человека и используется исключительно в закрытых помещениях.
kopterinfo.ru
Что такое квадрокоптер, зачем он нужен, кто его придумал и как он устроен?
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.
Рама
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.
FPV
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!
(3 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...drongeek.ru
Как работает квадрокоптер
Чем чаще квадрокоптеры встречаются на глазах людей, тем чаще они задаются вопросом как они летают, по какому принципу работают, и что нужно для того, чтобы устройство взлетело. Это относительно новое устройство, и если младшее поколение, в том числе дети, лишь получает удовольствие от процесса эксплуатации, то у старшего поколения оно вызывает много вопросов и иногда даже серьезные опасения.
Содержание статьи [скрыть]
Как работает квадрокоптер — совсем не праздный вопрос.Купить отличные дроны вы можете в нашем магазине — бесплатная доставка по России и СНГ, хорошие цены!
Особенности технического процесса
Независимо от того, собран дрон вручную из отдельно приобретенных элементов или уже в готовом состоянии, работать он будет по одному принципу. Дабы мультикоптер поднялся в небо, требуется, чтобы вращались винты – пропеллеры, управляющие воздушным потоком. Пропеллеры, в свою очередь приводят в движение синхронно работающие миниатюрные электродвигатели.
Работой электродвигателей управляет специальный блок, выполненный в форме электронных плат. Все элементы связаны между собой и питаются от подключаемого к ним аккумулятора.
Плата управления работает по тем принципам, которые в ней запрограммированы. Так, все модели в обязательном порядке имеют ручной режим управления, который осуществляется удаленно посредством пульта. И лишь часть из них работает в автоматизированном и полностью автоматическом режиме.
Ручное управление
Пребывая в ручном режиме управления, квадрокоптер принимает сигналы от дистанционного пульта – аппаратуры, которая питается от батареек или перезаряжаемых аккумуляторов. Пульт находится у пользователя, который находится на удалении от аппарата. Дальность действия его сигнала зависит от используемой технологии канала связи. Наименьший радиус действия имеют модели с Bluetooth.
Он поддерживает дальность действия порядка 40-50 метров. Модели с радиосигналом на частоте 2,4 гГц имеют дальность действия до 250-300 метров, на других частотах она может составить и 500 метров. Такую дальность действия обеспечивает и wi-fi соединение. Специальные системы связи могут обеспечивать дальность даже в несколько километров.
Сигнал, передаваемый от ручной аппаратуры, сообщает команду плате, которая получает его через приемник, установленный снаружи или внутри корпуса. Сигнал дешифруется, и специальная команда платы регулирует работу двигателей.
Работа современных квадрокоптеров вызывает восхищениеЗависимо от того, какие электромоторы усиливают или приостанавливают свою активность, корректируется траектория и характер движения квадрокоптера. Когда все двигатели работают усиленно – он поднимается строго вверх. Когда все моторы одновременно снижают обороты – он спускается. Когда усиливается работа только двух передних двигателей – он движется вперед, а при усилении работы пары задних – назад. Аналогично происходит движение в стороны. Пары боковых двигателей работают синхронно и отвечают за движение – влево или вправо. За стабилизацию полета отвечает дополнительный модуль – гироскоп. Он выполняет роль сенсора, данные с которого обрабатываются платой управления. За счет этого осуществляется автоматизированный полет.
Автоматизированный полет и автопилот
Дополняют автоматизацию специальная трюковая часть, которая также программируется производителем. Одним из них является удержание высоты при остановке ручного управления. Также к ним относятся повороты вокруг оси. Для этого пары двигателей останавливаются на мгновение и за это время квадрокоптер успевает перевернуться в воздухе.
В автоматическом режиме могут летать далеко не все модели, а лишь некоторые наиболее современные модификации дронов. Они могут автоматически возвращаться на точку старта, лететь с остановкой по заданным координатам и даже самостоятельно формировать маршрут следования, огибая препятствия или следя за конкретным захваченным сенсорами объектом.
Среди сенсоров, используемых в работе аппарата выделяются также акселерометры, барометры, компасы и геопозиционеры.
Как управлять дроном
Впрочем, даже зная принципы работы квадрокоптера не каждый отважится им управлять, боясь уничтожить достаточно дорогую технику. Но на самом деле управлять им достаточно просто. Все, кто когда-либо ранее пользовался игровым джойстиком от приставки, подтвердят это. Основную нашу статью про управление квадрокоптером вы можете прочитать здесь.
Преимущественное большинство квадрокоптеров имеют специальные кнопки, которые включают их питание. Наиболее примитивные модели включаются сразу после того, как подсоединяются контакты аккумуляторов.
Для того чтобы привести в движение электромоторы требуется воспользоваться комплектной аппаратурой или сопряженным мобильным устройством, к примеру, смартфоном с предварительно установленным фирменным приложением.
Особенности управления при помощи аппаратуры зависят от ее модели. Все дополнительные кнопки могут иметь различное назначение и использоваться исключительно для выполнения определенных функций, к примеру, захвата изображения с камеры, переключения с ручного управления на автоматическое, или же для выполнения несложных трюков. Об их точном назначении будет говориться в инструкции, которая обычно идет в комплекте с летательным аппаратом или пультом управления, если он приобретается и программируется отдельно. Для некоторых моделей инструкции также можно найти в сети, поэтому если по каким-то причинам инструкция была на непонятном иностранном языке, например, на китайском, можно даже воспользоваться видео руководством.
Понять, как работает квадрокоптер, всегда лучше перед его покупкойЕсли же говорить о базовых функциях, таких как запуск моторов, чаще всего это делается путем сведения стиков (рычагов) включенной аппаратуры вместе. В отдельности правый и левый стики выполняют различные функции. Правый стик – отвечает за регулировку движения вперед-назад, влево-вправо. Левый же по умолчанию используется для регулировки высоты полета. Выжатый от себя левый стик поднимет устройство в воздух, а при надавливании его на себя квадрокоптер начнет снижение.
Стоит отметить, что некоторые модели вроде DJI Inspire 1 поддерживают использование сразу двух аппаратур. И если одна традиционно используется для управления полетом, то вторая отвечает за регулировку положения камеры путем изменения углов наклона и вращения используемого подвеса.
Гораздо чаще встречается ситуация, когда используется не две аппаратуры, а, например, аппаратура и планшет. Последний гаджет выполняет роль второго пульта, а также используется в качестве экрана, на который выводится изображение с камеры благодаря наличию функции FPV. Впрочем, самые бюджетные модели могут управляться пользователем исключительно мобильным устройством.
На экран выводится вся необходимая информация о полете, что невозможно при использовании комплектного пульта. Дополнительную информацию при этом можно получать непосредственно от квадрокоптера, обращая внимание на его иллюминацию, создаваемую установленными на нем светодиодами.
Купить отличные дроны вы можете в нашем магазине — бесплатная доставка по России и СНГ, хорошие цены!
Видео о том, как работает квадрокоптерkvadrokopters.com
Что такое квадрокоптер или коптер: виды, как работает и управлять
26.02.2018
Беспилотными летательными объектами мечтают обладать многие представители сильной половины человечества, начиная со школьной скамьи. Прежде чем приобретать аппарат, который на поверку вовсе не игрушка, мы рекомендуем узнать, квадрокоптер что такое и с «чем его едят». А именно, кто его придумал, что его поднимает в воздух, как работают его двигатели и какими опциями он может обладать. Итак, рассмотрим коптер — это что такое и как он работает:
С чего все началось?
Что такое квадрокоптер впервые показал русско-американский авиаконструктор Георгий Ботезат. Именно он в 1922 году сконструировал «праотца» современных высокотехнологичных дронов.
Это был аппарат, который имел четыре винта, весил 1600 килограмм. Именовался он вертолетом. В документах зафиксировано, что он поднимался в высоту аж в 4 метра с 450-килограммовым грузом.
Правда управление новым аппаратом вызывало дискомфорт. Дело в том, что из четырех винтом «руководящим» был один, который вращался с помощью двигателя. Мотор сложной трансмиссией передавал движение трем другим винтам.
Затем развитие детища Ботезата приостановилось, потому что американская армия отказалась от финансирования проектов в пользу более перспективных автожиров. Только в начале нашего века дроны обрели новую жизнь и стали такими, какими мы их знаем.
Какие бывают мультикоптеры?
Всеми известные квадрокотеры — это не что иное, как мультикоптеры. Что такое мультикоптеры? Это имеющий много моторов воздушный аппарат, пропеллеры которых вращаются в разных направлениях.
Мультикоптеры классифицируется по количеству винтов. Сейчас производители представляют большое разнообразие моделей. Все они различаются полезной массой, то есть величиной, какой вес они могут поднять на борт.
Три винта — это трикоптер.
Четыре винта — всем известный квадрокоптер.
Шесть винтов — это гексакоптер.
Восемь винтов — это октокоптер. Он уже похож на пришельца с космоса.
Какие основные элементы коптера?
Есть элементы, без которых невозможно функционирование современного квадрокоптера.
Что такое они из себя представляют:
- Аккумулятор. Он бывает литий-полимерными (LiPo) и литий-ионными (Li-Ion). Чаще всего предпочтение отдают первым, потому что они на порядок безопаснее.
- Двигатели. Бывают коллекторные и бесколлекторные. Последние более долговечные за счет своей конструкции и издают меньше шума, что для аэросъемки — немаловажный момент.
- Контроллер ДУ — это пульт, аппаратура и трансмиттер.
Как работает квадрокоптер?
Что такое управление дроном, может почувствовать каждый пилот, который осуществит первый полет. А как дрон работает? Оказывается все просто. Это можно понять с помощью схемы.
Винты, а их бывает 3 / 4 / 6 / 8-мь, как рассмотрели выше, приводятся в движение с помощью двигателей. Одна половина моторов крутит пропеллеры по часовой стрелке, в другая — в противоположную сторону. Благодаря этой системе в работе не нужен хвостовой пропеллер и сложный автомат перекоса, которые нашли применение в конструкции вертолета.
Как происходит управление полетом?
Что такое квадрокоптер в действии? Это прежде всего работа несущих винтов, приводящихся в движение двигателем.
- Подъем происходит, когда увеличиваются обороты на всех несущих винтах.
- Спуск происходит, когда уменьшаются обороты всех пропеллеров.
- Квадр начнет движение в сторону, когда увеличатся обороты одной половины винтов и уменьшаться обороты другой половины.
- Дрон повернет, когда увеличатся обороты пропеллеров часовой стрелке, и уменьшаться обороты тех, что работают против часовой.
Какие бывают моторы?
Дроны оснащают коллекторными и бесколлекторными моторами. Первые чаще всего применяют в конструкции недорогих квадрокоптеров, такое решение приводит к снижению стоимости беспилотника. Бессколлекторные двигатели используют в дронах полупрофессиональной и профессиональной категории.
- Коллекторные моторы на порядок дешевле бесколлекторных. Все дело в простом и понятном механизме, основанном на работе щеток и коллектора. Вначале он работает бесперебойно, обороты высоки, но со временем постоянное трение щеток и коллектора приводит к перегреву и искрению. Износостойкость низка, а коэффициент полезного действия достигает 60%.
- Бессколлекторные моторы исключают в своем механизме работу щеток. Есть ротор с магнитами и статор с катушками, которые создают электромагнитное поле. В итоге, коэффициент полезного действия достигает около 95%, а износостойкость невероятно низка. Но и цена на такой мотор довольно высока. Хотя некоторые бюджетные квадрокоптеры уже оснащают такими двигателями.
Как управлять?
Что такое полет квадроптера, ответит любой пилот. Коптер с камерой или без нее управляется с пульта, в частотном диапазоне 2.4-5.8Ггц. Бесперебойную работу дрона обеспечивает слаженная система всех высокотехнологичных элементов дрона. Это:
- Микропроцессор — это «мозги» квадрокоптера. Он координирует работу всей системы, обеспечивает бесперебойность механизма и скорость выполнения команды.
- Гироскоп — без него беспилотник будет петлять к небе. Это важная часть «организма» дрона, которая стабилизирует полет по шести осям и делает его плавным.
- Акселерометр — это датчик, который «запоминает» положение квадрокоптера относительно горизонтали, посылает эту информацию контоллеру, который выравнивает дрон горизонально относительно земли.
- Барометр — это датчик, который обеспечивает плавное зависание аппарата на выбранной пилотом высоте. Допустим, если пользователь запутался в командах, то ему достаточно использовать стики пульта, чтобы дрон послушно завис в воздухе, ожидая очередных команд.
- Сонар — это ультразвуковой сенсор, которых нужен для автопосадки и удержания небольшой высоты. В высокотехнологичных дронах, типа Phantom 4 Pro, сонары — это уже сложные системы, которые применяются для определения препятствий на пути коптера и их успешного облета.
- GPS модуль — это тоже важнейший модуль, который теперь применяется даже в бюджетных моделях дронов. Он дает такое позиционирование, что квадрокоптер не потеряется даже в самых сложных погодных условиях и вернется домой. Целый набор полетных функций добавляется с его присутствием. Это «автовозврат», который обеспечивает безопасность дрона, если что-то пойдет не так и сигнал пропадет, опцию «Облет по точкам» и любимую следящую функцию блоггеров «Следуй за мной». Как правило, GPS уже появляется на борту линейки любительских коптеров. Однако, всем пилотам следует помнить, кто корректную работу беспилотника обеспечивает обязательная калибровка перед каждым полетом.
Какие бывают квадрокоптеры?
Современные производители предлагают такое разнообразие коптеров, что повышает сложность выбора в несколько раз.
Условно все, что предлагают современные производители можно разделить на:
- Квадрокоптеры для новичков: Обладают простейшим функционалом — как правило, микропроцессором, барометром и гироскопом, чтобы удержать коптер начального уровня «на плаву». Подходит для обучения.
- Любительские рекомендованы пилотам, которые уже имеют некоторый опыт управления. Как правило, применяются для вполне конкретных целей — аэросъемка или гонки с дронами. Именно поэтому коптер должен обладать необходимым набором функций для управляемого и динамичного полета.
- Профессиональные. Их отличает цена и высокотехнологичность. Применяют, как правило, в спасательных работах, или в военных спецоперациях, или в геологических изысканиях. Поэтому такой квадрокоптер, собранный из высокоточных систем, обладает исключительной автономностью, дальностью полета, временем нахождения в воздухе, скоростью и бесшумностью.
gam-ga.ru
