Квадрокоптер - что это такое? Что такое квадрокоптер и его применение

Квадрокоптер — беспилотный летательный аппарат с 4 пропеллерами, что обычно размещаются по краям коптера. Русское название «квадрокоптер » — калька с английского «quadcopter «, что переводиться как 4-роторный вертолет. Примеры квадрокоптеров: , .

Мультикоптер — общее название для беспилотных летательных аппаратов, у которых количество пропеллеров (несущих винтов) больше, чем 2. Образовано от слов «multi » (несколько) и «copter » (вертолет).

Гексакоптер — беспилотный летательный аппарат с 6 пропеллерами, что обычно размещаются по краям коптера. Название произошло от слов «hexa» («гекса «, с древнегреческого — «шесть «) и «copter «. Пример гексакоптеров: , .

Октокоптер — беспилотный летательный аппарат с 8 пропеллерами, что обычно размещаются по краям коптера. Название произошло от слов «octo » («окто «, с латыни — «восемь «) и «copter». Примеры октокоптеров: , .

Коптер — сокращение от слова «helicopter «, вертолет. Используется либо по прямому назначению, либо как обозначение беспилотного летательного аппарата с n-ым количеством несущих винтов.

Дрон — беспилотный летательный аппарат. Часто это название применяется для обозначения квадрокоптеров и других мультикоптеров, что является ошибкой, поскольку дроном называются беспилотники военного назначения, внешний вид которых существенно отличается от коптеров.

Ready-to-Fly — собирательное название для мульткоптеров, что не требуют сборки. Дословно это выражение можно перевести как «готовый к полету». Как правило, для первого полета таких мультикоптеров нужно лишь зарядить аккумуляторную батарею и, в некоторых случаях, откалибровать компас.

У компании есть две серии таких квадрокоптеров (Inspire и Phantom).

Flying Platform (дословно «Летающая платформа») — собирательное название для мультикоптеров, в базовом комплекте с которыми идет лишь корпус с лучами, моторы, крепления и комплект проводов. Чтоб этот коптер взлетел, к нему нужно докупать дополнительные аксессуары.

Луч — вытянутая «рука» коптера что отходит от центральной платформы. Именно на лучах крепятся пропеллеры.

Карданная подвеска/(моторизованный) шарнир — крепление и одновременно стабилизатор для камеры, что крепиться к коптеру снизу.

Центральная платформа — основа коптера, его база. К ней крепятся все остальные части: лучи, крепление для камеры, передатчики и прочее.

FPV-камера — камера, что передает видео в режиме онлайн, но которая не предназначена для записи видео. Расшифровывается как «камера от первого лица» или «камера, что позволяет смотреть от первого лица».

Вконтакте

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 , 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

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 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.

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:

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.

Восемь винтов - это октокоптер. Он уже похож на пришельца с космоса.

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.

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.

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.
• - 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.

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.

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.

Квадрокоптер, он же мультикоптер или дрон - беспилотный многороторный вертолет. Это изобретение стало популярным как среди любителей, так и среди профессионалов благодаря своим небольшим габаритам, удобству и точности управления, огромной мощи и хорошей маневренности.

Что такое квадрокоптер и его предназначение?

Квадрокоптер - вертолет, который оснащен четырьмя несущими винтами. Но есть модели с большим количеством лопастей. Они гораздо мощнее и стабильнее. Эти приспособления позволяют вести аэросъемку на высоте до двух километров, могут передавать изображение на экран в реальном времени и делать качественные снимки. Зачастую такие устройства используют профессионалы с получения информации с места аварии, которая произошла в труднодоступном месте. Более простые квадрокоптеры обычно используют дети, чтоб поиграть. Простые модели не имеют камеры.

Устройство квадрокоптера

Управляемый квадрокоптер осуществляет свой полет и маневры при помощи дистанционного пульта управления. На нем находятся два рычага, один из которых отвечает за движение аппарата вверх и вниз, а также вращение вокруг оси, а другой может направлять устройство в разные стороны. Работает этот вид вертолета от аккумулятора. Он может поддерживать связь с пультом на расстоянии двух километров.

Устройства квадрокоптеров в зависимости от моделей несколько различаются. Так, квадрокоптер с функцией трансляции видео необходимо связать со смартфоном или андроидом при помощи специальной программы. Она также дает возможность изменять положение камеры на самом вертолете для более удачного кадра и лучшей обзорности. Съемка осуществляется в реальном режиме. После того, как будет пойман удачный кадр, следует нажать кнопку смартфона, после чего камера квадрокоптера сделает фото. Стоит отметить, что сделанные снимки и аэросъемка получаются прекрасного качества.

Есть и более усовершенствованные модели - квадрокоптеры с камерой и встроенным дисплеем на пульте. В этом случае нет необходимости связывать этот аппарат с девайсом. Все данные будут транслироваться на встроенный экран на дистанционном пульте управления.