Что такое квадрокоптер и его назначение. Для чего нужен квадрокоптер – самые необычные сферы применения

Когда я увлеченно начинаю рассказывать про свои полеты на квадрокоптере или приезжаю с этой чудесной штукой к кому-нибудь в гости, мои друзья изумленно поднимают брови и недоуменно спрашивают – Квадрокоптер? Что это такое?! Не буду вдаваться в какие-то строгие определения, а попробую объяснить по-житейски, что же это за зверь:)

Говоря простыми словами, квадрокоптер – это устройство, летающее на четырех винтах ("квадро" – 4) от аккумулятора и управляемое дистанционно с помощью радиоаппаратуры (пульта). В природе он бывает не только с четырьмя винтами, но и с тремя – трикоптер, а также шестью, восемью, двенадцатью винтами – это уже мультикоптеры. А как называется квадрокоптер в простонародье? Да как только их не называют, коптеры, дроны, летающая камера, квадролет... Кстати, основная прелесть коптеров заключается в том, что на них можно установить камеру (где-то она уже встроена, где-то можно использовать что-то типа ) и снимать фото и видео с воздуха.

Теперь, когда мы увидели сам коптер, что это такое, интересно узнать, как же он работает.

Принцип работы квадрокоптера строится на вращении пропеллеров в противоположные стороны. На этом принципе работы и строится то, как летает коптер – плавно, стабилизированно, с хорошей управляемостью. В этом основное отличие от вертолетов – в отличие от них стабилизация квадрокоптера, можно сказать, идеальна! Некоторые модели могут даже зависать в воздухе, ожидая команды с пульта управления, а с самим управлением справится и новичок. Чего не скажешь о вертолетах…

источник: nnm.me

Вот теперь вы уже знаете квадрокоптер, что это такое и чем он отличается, давайте посмотрим теперь, как устроен квадрокоптер.

Чтобы узнать из чего состоит дрон, нужно просто его разобрать – и получается:

моторы (на рис. под *1)
регулятор оборотов (контролирует правильную работу моторов, *2)
пропеллеры (*3)
плата-контроллер (“мозги” коптера, *4), различные датчики (GPS, гироскопы и др.)
рама (*5)
навигационные огни и иногда бывают ещё стабилизационные подвесы с камерой.

Устройство квадрокоптера может незначительно отличаться от модели к модели, но базовые составляющие неизменны. Остановимся ещё подробнее на моторах. Они бывают коллекторные и бесколлекторные. В чем там суть с точки зрения техники предоставляю вам разобраться самим, ну а вот что на практике - расскажу. (или ещё говорят - бесколлекторный квадрокоптер) отличается надежностью, износостойкостью и долгим сроком службы. Как правило, это большие, топовые дроны, которые летают на улице. А вот маленькие коптеры почти все идут с коллекторными моторами, так что готовьтесь к частой замене моторов, хотя и цена у маленьких соответственно меньше.

Разновидности квадрокоптеров впечатляют! Здесь вам и маленькие , и любительские , и с функциями интеллектуального полета, и , и . Выбирай - не хочу, любые виды коптеров!) Можно выделить целые классы квадрокоптеров (виды квадрокоптеров), как, например, . Вес квадрокоптера может быть 15г, как например нано-квадрокоптеры, так может и весить 10 кг, как готовая система DJI S900. Размеры квадрокоптеров тоже, как говорится, на любой вкус – от 3 см до 1,5-2 м в диаметре. Таким образом, коптер – это не просто летающая игрушка, это целая техническая система, которая может как развлечь ребенка, так и стать способом снижения расходов и увеличения прибыли в бизнесе.

Технические характеристики квадрокоптера впечатляют. Конечно, я говорю о самых топовых моделях, например – . Дальность полета от 2 км, видеопередача в режиме HD и выше, запись видео в 4К, время полета от 20 мин, интеллектуальные функции полета, куча датчиков – умнейшая машина! Хотя и маленьких не стоит упускать из виду – они растут также планомерно. Даже удивляешься, как можно было уместить в крошке полетный механизм, крошечный квадрокоптер, характеристики которого идут наряду с братьями постарше! Получается, в настоящее время можно выбрать квадрокоптер, технические характеристики которого удовлетворят практически любого. Но не буду лукавить, расти здесь ещё есть куда. Из самых частых жалоб заядлых коптероводов – низкая емкость аккумуляторов, небольшая дальность полета, маленькая грузоподъемность… Ждем новых технологий! Вот что такое коптер:)

Познакомиться с моделями квадрокоптеров вы можете у нас на сайте и конечно же, квадрокоптер, описание которого вам приглянулось больше всего, можно у нас купить! Осталось только , что это такое вы теперь знаете!

В то время как дронами также могут быть самолеты или вертолеты, самым популярным персональным беспилотником сейчас является квадрокоптер. Квадрокоптеры популярны из-за их небольшого размера, точности управления, маневренности, мощности и стабильности. Конструкция квадрокоптера стала своего рода стандартом для персональных и коммерческих дронов, в то время как военные по-прежнему отдают предпочтение более традиционным самолетоподобным моделям.

Итак, что же такое квадрокоптер?

Квадрокоптеры также называют мультикоптерами (многороторными вертолетами), из-за наличия 4 или более несущих винтов вместо одного, как у традиционных вертолетов. Как правило, чем больше винтов имеет дрон, тем мощнее и стабильнее он становится. Именно поэтому более высокого уровня профессиональные фото-дроны имеют от 6 до 8 винтов, но подобные модели в настоящее время стоят тысячи долларов.

История квадрокоптеров

Конструкции квадрокоптеров и мультикоптеров существовали в течение довольно долгого времени, но все они были нестабильны. При наличии 4 несущих винтов, поддерживать их скорость вращения на нужном уровне, с целью сохранения положения и устойчивости квадрокоптера - задача не из простых.
В 1922 году, Этьен Омишен разработал первый квадрокоптер, который был признан успешным. В ноябре 1922 года, изобретатель совершил первый полет на своем квадрокоптере Oehmichen #2 . Данный аппарат являл собой улучшенный вариант вертолета с 8-ю небольшими вертикально установленными рулевыми винтами(5 из которых способствовали поддержанию равновесия и управления относительно осей, 2 предназначались для горизонтального полета и 1 для осуществления поворота), которые вращались в противоположном направлении относительно крупных несущих винтов. Большинство экспертов сходятся во мнении, что Омишен создал самый первый надежный вертолет, способный нести человека.
Конструкция квадрокоптеров Омишена в значительной степени послужила толчком к прорыву на пути становления квадрокоптеров как жизнеспособных летательных аппаратов. Данная модель имела два гребных несущих винта, вращающихся в одном направлении и два других - в противоположном направлении. Это увеличило устойчивость и позволило аппарату успешно летать. Квадрокоптеры по сей день имеют схожую базовую конструкцию.
Даже с противоположно вращающимися винтами, квадрокоптеры без современных технологий по-прежнему были нестабильны по сравнению с другими летательными аппаратами и требовали очень опытных пилотов для управления ими.

Современные квадрокоптеры

Дизайн квадрокоптеров никогда не был популярным в промышленном самолетостроении - в основном из-за проблем со стабильностью. Однако, квадрокоптеры в последнее время стали очень популярны в секторе производства радиоуправляемых самолетов, и в частности дронов.Последние достижения технологий нацелены на решение проблем, которые были бичом ранних моделей квадрокоптеров, среди них: плохая стабильность, ограниченный контроль и громоздкость конструкции. Современные квадрокоптеры очень стабильны, ими сравнительно легко управлять и их просто запускать Это касается как крупных моделей так и множества небольших моделей. Например, модели Hubsan X4 или Syma X1 при цене ниже $50 невероятно просты в управлении и очень стабильны. И оба служат прекрасным примером того, как далеко зашла техника.

Техническая сторона квадрокоптеров

Квадрокоптеры стабилизируются целым рядом устройств, но основным является гироскоп. Наиболее популярными являются 3-х осевые гироскопы (также в сочетании с 3-х осевыми акселерометры и 3-х осевыми магнетометрами).
3-х осевой гироскоп автоматически определяет углы тангажа и крена. Правильно настроенный квадрокоптер при центральном положении стиков пульта управления будет зависать в воздухе без «дрифта» в каком-либо направлении. Этот «дрифт» есть ничто иное как смещение по углу наклона, - то же самое происходит при изменении положения манипуляторов пульта управления. Коррекция данного угла наклона при 3-х осевой конструкции позволяет поддерживать аппарат в режиме стабилизации. Комбинация 3-х осевого гироскопа и 3-х осевого акселерометра позволяет полетному контроллеру получать более точные значения углов тангажа, крена и рысканья. При таком оснащении коптер также способен противостоять порывам ветра и даже стабилизироваться после незначительного контакта с каким-либо объектом.

Из новинок современной техники, сильно выделяется летательный аппарат, со странным названием - квадрокоптер . За относительно небольшие деньги, появилась возможность получить нечто вроде военного беспилотника, который нашёл применение в различных сферах.

Небольшой прибор способен менять человеческую жизнь, позволяя делать то, что до некоторого времени не представлялось возможным. В зависимости от мощности, квадрокоптер способен переносить по воздуху небольшие грузы, вести видео съёмку и оказаться там, куда не может добраться человек.

В воздухе, квадрокоптер ведёт себя надёжно и независимо от поставленной задачи, полёт этого аппарата обычно стабилен. Этой стабильности удалось добиться за счёт уникальности инженерных разработок. Не исключено, что через какое-то время, по такому принципу будут летать все воздушные аппараты.

Принцип работы квадрокоптера осуществляется за счёт использования винтов с противоположным вращением, что даёт тягу и обеспечивает стабильность работы. Средняя дальность полёта чуть больше 1 км. Покупая квадрокоптер, не нужно обращаться к специалисту, чтобы правильно его собрать – это может сделать любой человек, так как конструкция летательного аппарата не отличается сложностью.
Несмотря на свою простоту, малые габариты и ограниченное расстояние полёта, эти дроны сильно облегчают выполнение некоторых задач.

Применение

В первую очередь квадрокоптеры используют для осуществления видео съёмки. Примером может послужить дрон от DJI - это квадрокоптер с камерой , а именно PHANTOM 3 или же 4 версии. Данные дроны имеют хорошую камеру с стабилизацией. С их помощью легко сделать панорамную съёмку с большой высоты, получить великолепные планы и увидеть места, в которых человек чисто физически оказаться не может.

Видеокамеру со стабилизатором закрепляют по центру аппарата и дрон поднимается в воздух. Их используют как в военных, так и во вполне мирных целях.

В США с помощью квадрокоптеров контролируют фермерские хозяйства. Фермеры следят за качеством орошения земли и выявляют вредителей. Также дронов используют в качестве курьеров, которые не стоят в пробках и доставляют товар вовремя. При чрезвычайных ситуациях эти летательные аппараты отправляются в зону происшествия и доставляют спасателям информацию, с помощью которой можно точно оценить ситуацию и выработать план спасения.

К сожалению, квадрокоптеры используют и криминальные структуры. С помощью дронов можно оценить количество охраны, расположение сотрудников безопасности, а также перевозить наркотики. Власти многих стран обеспокоены этой тенденцией, но повлиять на ситуацию сложно, так как дроны находятся в свободной продаже. Стоимость аппарата начинается от 100 долларов и выше.

Разновидности

По техническим характеристикам, квадрокоптеры отличаются балансом веса, маневренностью и предназначением. Существуют готовые аппараты, которые нужно лишь достать из коробки и сразу можно запускать в небо.

Он настроен, с налаженным центром тяжести и зафиксированной батареей. Обычно такая модель уже оборудована камерой и способна осуществлять навигацию. Такой дрон совершает полёт согласно заданному маршруту и возвращается в указанное место. Единственным минусом такой модели, является высокая цена.

Дешевле окажется квадрокоптер для сборки. Это аппарат, который нужно собрать самостоятельно. Также придётся приобрести радиоаппаратуру для управления дроном, установить приёмник, пропеллеры и камеру. Необходимо всё надёжно собрать и закрепить.

Квадрокоптеры подразделяют на тяжёлые, средние, маленькие и мини. При покупке летательного аппарата обращают внимание на грузоподъёмность и скорость. Для этого нужно точно знать, в каких целях он будет использоваться. Вы можете купить квадрокоптер с видеокамерой для съемки видео, но обязательно посмотрите радиус его действия, ведь не дроны 2016 года летают на километр и больше.

Приветствую тебя, дорогой читатель моего блога. Давно я не публиковал новые статьи, и сегодня настал тот день, когда я готов возобновить делать текстовые обзоры на квадракоптеры под своим редакторством.

В данной статье ответим на три вопроса, которые волнуют многих начинающих пользователей квадрокоптеров:

Что такое квадрокоптер;
Какие камеры бывают у квадрокоптеров;
Для чего предназначен квадрокоптер;

Квадрокоптер, что это?

Разновидность квадрокоптера

Что такое квадрокоптер с камерой? Такой вопрос задают себе те, кто впервые сталкивается с понятием “квадрокоптер”. И те, кто уже давно знает о существовании квадрокоптеров, имеет представление о том он выглядит и понимает как им управлять, но просто хочет раскрыть квадрокоптер на научном языке. Мы разберем два варианта:

что такое квадрокоптер на простом языке;
и что такое квадрокоптер “по-научному”;

Что такое квадрокоптер с камерой на простом и понятном языке?

Квадрокоптер с камерой – это “игрушка”(в широком понятии) на дистанционном пульте-управлении. Представляет из себя вертолет с четырьмя пропеллерами. Поначалу такой аппарат можно спутать с неопознанным летающим объектом, кто-то даже может предположить что это пришельцы. Также из-за отсутствия понимания стоимости данного устройства, многие думают что это супер-дорого. Но нет. Давайте обо всем по порядку.

Квадрокоптер – это беспилотный летательный аппарат, управление которым ведется с земли через пульт дистанционного управления. Чтобы управлять квадрокоптером, не нужно иметь специальных знаний и навыков, достаточно просто изучить инструкцию, которая идет в коробке с квадрокоптером. Квадрокоптер еще называют “коптером” или “дроном”. Продаются они в магазинах бытовой техники, такие как М.Видео, DNS, Эльдорадо и другие. Также есть специализированные магазины по квадрокоптерам. В крайнем случае можно приобрести коптер на Алиэкспрессе, главное проверить продавца.

Квадрокоптер имеет 4 пропеллера, которые располагаются по диагонали образуя фигуру креста. Пропеллеры вращают 4 мотора, т.е. 4 двигателя. У разных моделей коптеров свои моторы. Каждый мотор обладает определенной вращательной мощностью. Чтобы подобрать подходящий квадрокоптер, необходимо определить и понять задачи, под которые вы покупаете квадрокоптер. Для обычных полетов, для развлечений подойдет коптер с моторами с небольшой вращательной мощностью. Для профессиональной аэросъемки фото и видео, нужно уже выбирать квадрокоптер с камерой, у которого специфические параметры мотора.

Камеры у квадрокоптера

Что такое квадрокоптер с камерой на научном языке?

Квадрокоптер – это разновидность мультикоптера. Сам мультикоптер обозначает “многороторный вертолет” или “многолёт”. Он построен по вертолетной схеме и у него более трёх несущих винтов. В наши дн очень сильно устоялось понятие “квадрокоптер”, как обозначение для летательного аппарата, которым управляют дистанционно с земли посредством пульта.

Научные термины и понятие, касательно квадрокоптеров, употребляются в основном в научной литературе, докладах и рефератов студентов и диссертационных работах. В нашем с вами обзоре будем называть вещи своими именами, так как мы не претендуем на звание “доктора наук квадрокоптерных технологий”. Обойдемся без этой забавы.

Камеры у квадрокоптера: какие бывают

Квадрокоптер с FPV технологией управления

В этом разделе статьи разберем основные типы камер у квадрокоптеров, для более углублённого описания камеры, будет отдельная статья. Итак, на сегодня существует несколько типов камер, которыми производители коптеров снабжают свои летательные аппараты. Но стоит отметить и такой нюанс, что некоторые квадрокоптеры поставляются без камер. А позже к ним докупаются экшн-камеры, такие как Amkov, Xiaomi, Sjcam.

Типы камер, которые есть у квадрокоптеров:

HD-камеры, для съемки видео;
FPV-камеры, для управления квадрокоптером “с кабины пилота”;

В качестве HD-камер, как мы и говорили ранее, могут быть использованы экшн-камеры или камера, которая которая поставляется непосредственно с коптером. Но это уже зависит от модели. Есть много разных моделей и к каждой есть свой подход. Разные коптеры, разные камеры решают разные задачи.

Что касается FPV-камер, то тут дело обстоит посложнее. Основной упор падает на тип камеры, есть несколько типов и у каждой свой стандарт передачи видео. А еще есть передатчик, тип матрицы и задержка. На все это тоже нужно обращать внимание при выборе. Эта статья у нас познавательная обощающая, поэтому не будем тут расписывать. Все тонкости разберем в отдельных статьях. Смотрите на сайте.

Для чего предназначен квадрокоптер

Применение квадрокоптеров при организации съемок на свадьбе

Ну и в завершении данной статьи, давайте разберем какие задачи решает квадрокоптер и для чего он все-таки предназначен. Ввиду своих технических характеристик, квадрокоптер весит от 1 до 4 кг, что позволяет ему подняться в воздух на сравнительно небольшую высоту и преодолеть небольшое расстояние. Т.е. получается квадрокоптер предназначен для облета мест находясь в непосредственной близости от места управления с пульта.

Применение квадрокоптера в съемках фильма

Их применяют для аэросъемки фото и видео. Используют в поисково-спасательных работах. Киноиндустрия нашла применение квадрокоптерам при производстве фильмов.

Возможно, я забыл упомянуть еще сферы, где применяется квадрокоптер. Напишите свой вариант в коментариях, интересно узнать ваше мнение.

Квадрокоптер — 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.

Принцип действия

Давайте разберемся с принципом действия подробнее. Коптер 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).

Мультикоптеры

Существуют несколько видов мультикоптеров которые различают по количеству винтов/моторов (винты и моторы обычно называют винтомоторной группой или ВМГ). Помимо квадрокоптера выделяют – трикоптеры — 3 винта, гексакоптеры – 6 винтов, октокоптеры – 8 винтов.

Чем обусловлено количество моторов?

Во – первых безопасностью: при выходе из строя одного винта или мотора коптер рухнет на землю и разобьётся, гексакоптер сядет с минимальными повреждениями, окта – 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:

Выше стоимость – рамы стоят дороже, большее количество двигателей, регуляторов оборотов (ESC) и винтов.
Чтобы обеспечить сопоставимое время полета требуется батареи большей емкости.

Из каких элементов состоят?

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 аппарта, 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 с множества различных устройств и самостоятельно принимать решения о выборе наиболее оптимальной траектории полета и избегать столкновения с препятствиями. Такие контроллеры установлены на DJI Mavic Pro и DJI Spark.

Как правило полетный контроллер состоит из четырех базовых датчиков:

Акселерометр или датчик угловых скоростей;
Гироскоп;
Магнитометр или компас;
Барометр — датчик атмосферного давления, который помогает удерживать высоту.

Управление осуществляется через радиопередатчик, он же пульт управления. Большинство передатчиков работают на частоте 2,4 ГГц, это своеобразный стандарт. Команды с передатчика поступают на радиоприемник который подключен к полетному контроллеру. Полетный контроллер обрабатывает полученный радиоприемником сигнал и передает команды двигателям. 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).

Дополнительные модули

Современные модели помимо основных модулей содержат ряд вспомогательных таки как:

GPS компас, для определения местоположения аппарата
курсовая камера и видео передатчик для передачи изображения на экран пилота или на полетный шлем (так называемый полет от первого лица или FPV)
гироскопический 2-х или 3-х подвес с камерой – который стабилизирует камеру, защищая ее от вибраций
телеметрия или OSD (OnScreenDisplay) которая отвечает за вывод характеристик полета на экран монитора или полетного шлема
и облета препятствий
wi-fi и Bluetooth модули

Для чего нужен квадрокоптер

Активное развитие и внедрение их в гражданскую среду, привели к росту вариантов использования:

Пассажирские перевозки — так, в Дубаи, на международном саммите была продемонстрирована модель беспилотного такси Ehang 184 , которое может находиться в воздухе около 30 минут за один полёт. По сути это одноместный восьми-роторный аппарат, который лишен каких-либо органов управления, т.е. фактически человек летит в этом аппарате в качестве пассажира, а не пилота. В небольшой кабине располагается кресло и планшет с сенсорным экраном, используя который вы можете указать пункт назначения. В 2018 году первый тестовый полет совершило компании Airbus. В феврале этого же года, сообщили о секретном , стартап проекта уже привлек 100 млн долларов.
Хозяйственная деятельность — дроны берут на себя отдельные функции авиации: проведение аэросъёмки или других видов сбора данных, нужных для сельского хозяйства, контроля ситуаций на дорогах и в любых удалённых участках. С их помощью отслеживают пути миграции животных, находят затерявшиеся суда, выявляют уровень гидрометеорологической опасности, проводят обследование линий электропередач.
Развлекательные / спортивные шоу — такие аппараты чаще всего оснащаются несущими винтами и являются подобием вертолётов, а не самолётов. Данная конструкция наиболее рациональная, поскольку не требует наличия взлётно-посадочной полосы. Развлекательное использование БПЛА недавно расширилось воздушными гонками. Чаще всего для них используются модели самостоятельной сборки или существенно переработанные готовые. В результате они получают возможность набирать скорость выше 150 км/ч, но относятся к аппаратам с малыми габаритами. Отметим, что