Словарь терминов. Как работает квадрокоптер

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.

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:

1. Что такое квадрокоптер;
2. Какие камеры бывают у квадрокоптеров;
3. 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:

1. что такое квадрокоптер на простом языке;
2. 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.

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.

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.

Quadrotor, quadrocopter , четырёхроторный вертолет ) - это летательный аппарат с четырьмя роторами , вращающимися диагонально в противоположных направлениях. Обобщенное название аппаратов подобного типа, с произвольным количеством роторов - мультикоптер .

Многовинтовые вертолёты разрабатывались ещё в первые годы вертолётостроения. Недостатком этих аппаратов была сложная трансмиссия, передававшая вращение одного мотора на несколько винтов. Изобретение хвостового винта и автомата перекоса положило конец этим попыткам. Новые разработки начались в 1950-е годы, но дальше прототипов дело не продвинулось.

Новое рождение мультикоптеры получили в XXI веке, уже как беспилотные аппараты . Благодаря простоте конструкции квадрокоптеры часто используются в любительском моделировании. Мультикоптеры удобны для недорогой аэрофото- и киносъёмки - громоздкая камера вынесена из зоны действия винтов.

Принцип действия

Мультикоптеры имеют как чётное (2, 4, 6, 8, 10 или даже 12) , так и нечётное (3, 5) число винтов постоянного шага (автомата перекоса , в отличие от одно- и двухвинтовых аппаратов, нет). Каждый винт приводится в движение собственным двигателем. Как правило, половина винтов вращается по часовой стрелке, половина - против, поэтому хвостовой винт мультикоптеру не нужен. В некотором роде исключение составляет трикоптер: один из моторов там располагается на нанизанной на ось подвижной платформе, угол поворота которой изменяется серво-приводом - так и осуществляется полет в стороны . И тем не менее, для всех аппаратов характерно маневрирование, путем изменения скорости вращения винтов. Например:

• Ускорить все винты - подъём.
• Ускорить винты с одной стороны и замедлить с другой - движение в строну.
• Ускорить винты, вращающиеся по часовой стрелке, и замедлить вращающиеся против - поворот.

См. также

Примечания

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .