Что такое квадрокоптер, зачем он нужен, кто его придумал и как он устроен?

Что такое и зачем он нужен?

Квадрокоптер — английский термин, который дословно переводится на русский язык как «четырехвинтовой вертолет». Но что это означает на практике? На самом деле это дрон (летательный аппарат на ДПУ), оснащенный четырьмя винтовыми пропеллерами. Управление осуществляется с помощью специального наземного дистанционного пульта дистанционного управления.

Большинство современных моделей дронов оснащены миниатюрными камерами, обеспечивающими возможность аэрофотосъемки и видеосъемки.

Как только на прилавках радиоуправляемых беспилотников появились первые квадрики, их цена вряд ли могла понравиться обывателю. Но со временем стоимость таких гаджетов продолжала стремительно снижаться (фактически, она продолжает снижаться с момента появления до сих пор, а ценовой диапазон расширяется до бесконечных пределов). Сегодня они доступны многим людям со средним достатком.

Появились и фотоаппараты с фотоаппаратом, которые стали настоящим бумом среди огромных масс любителей БПЛА. Поэтому сфера их применения значительно расширилась по всем направлениям, привлекая внимание людей всех возрастов, от школьников и дошкольников, до людей пенсионного возраста, любителей и профессионалов в области полетов без пилота, любителей многодвигательных самолетов спортивные соревнования, журналисты, блогеры, репортеры и даже представители структур военной разведки.

В последние годы современные технологии дронов добились больших успехов. Но в большинстве случаев на вопрос, что такое вертолет и для чего он предназначен, люди обычно отвечают: это гаджет для развлечения и увлекательной любительской съемки сверху.

Кто придумал?

История создания / разработки таких БПЛА восходит к первой половине прошлого века. Первый рабочий прототип из всех ныне действующих любительских и профессиональных беспилотников, а также вертолетов появился в 1922 году и получил название «Вертолет Ботезата». В рамках первых испытательных полетов ему удалось не только успешно пролететь по воздуху, но и поднять с собой груз весом около 450 килограммов на высоту четырех метров.

Георгий Александрович Ботезат — изобретатель квадрона, гражданин США русского происхождения, изобретатель, естествоиспытатель, профессор Петроградского института высоких технологий.

Разработка первого в мире квадрона под его руководством велась при финансовой поддержке армии США. Военным был нужен самолет, способный выполнять вертикальный взлет и посадку. Со временем проект был закрыт из-за некоторых технических трудностей.

Основная проблема заключалась в обязательном наличии попутного ветра для полетов. Ученому не удалось до конца завершить разработку и оптимизацию схемы вращения двигателя.

Почему именно 4 мотора?

Испытания 4-х винтового вертолета начались под руководством Ботезета в 22-м году. В те времена квадрокоптер на основе четырехвинтовой конструкции признавался наиболее стабильным и оптимальным с точки зрения летных характеристик.

Благодаря многошнековому принципу работы аппарат стал легко управляемым. Для поворота достаточно было изменить положение носовой части вертолета.

Позже, когда первые радиоуправляемые квадрокоптеры обзавелись роторной системой с полным приводом, они получили абсолютный баланс и максимальный контроль полета, а все недостатки квадрокоптеров были сведены к минимуму за счет внедрения новых технологий и электроники. На сегодняшний день 4-х моторный вертолет является лучшим и самым надежным по конструкции, летно-техническим характеристикам.

Мультикоптеры

Мультикоптер — это альтернативный вариант квадрокоптера, превосходящий их по количеству двигателей. Его основной ротор вращается по диагонали и в противоположных направлениях друг к другу.

Мультикоптеры отличаются друг от друга количеством двигателей. В современной практике, помимо трех- и четырехвинтовой моделей, встречаются гексакоптер и октокоптер с 6 и 8 винтами соответственно. Количество винтовых элементов в целом определяет максимальную грузоподъемность транспортного средства с точки зрения массы, то есть сколько веса оно может нести на борту.

Области применения квадрокоптеров

Недорогие модели квадрокоптеров (например, мини квадрокоптеры с камерой) часто используются для развлечения владельцев даже для любительской съемки. С детства многие люди мечтали увидеть мир с высоты птичьего полета и теперь воплощают свои мечты в жизнь с помощью дронов.

Такие владельцы квадрокоптеров каждый день совершают своеобразное виртуальное путешествие, снимая свое окружение и наслаждаясь незабываемым видом на самые разные красоты, находясь в произвольно выбранном месте.

Квадрокоптер с камерой и передачей на пульт позволяет делать все вышеперечисленное практически на интуитивном уровне. Кроме того, управление дроном не вызывает затруднений, а запас хода в аккумуляторе позволяет устройству оставаться в воздухе до 10-40 минут (в зависимости от модели).

Возможны и более практические применения квадрокоптеров:

  • Борьба с преступностью. В развитых странах дроны используются для осмотра мест крушения, отслеживания преступников, контроля толпы на митингах и подобных мероприятиях.
  • Исследование аварийных сооружений. Вертолеты удобно использовать для осмотра поврежденных промышленных и других построек. В опасных ситуациях рисковать людьми нерационально. Оценка повреждений и анализ ситуации могут выполняться с помощью дронов.
  • Помощь в сельском хозяйстве. Квадрокоптеры, оснащенные тепловизионными камерами и специальными датчиками, используются для контроля эффективности автоматизированных систем полива и внесения удобрений, а также для наблюдения за состоянием посевов.
  • Съемка спортивных мероприятий. Надежный квадрокоптер с камерой и передачей видео на пульт или экран уже стал незаменимой вещью во время футбольных матчей. Его использование позволяет оценить ситуацию на поле с разных сторон. Аналогичный подход практикуется и при съемке других видов спорта.
  • Продажа и аренда недвижимости. Съемка квадрокоптером позволяет представить объект в лучшем свете, показать все преимущества ландшафта и даже предоставить информацию о соседях.

Кроме того, квадрокоптеры активно используются в военном деле (в том числе для разведки и охраны объектов). Военные часто оснащают дроны дорогим высокоточным оборудованием, которое позволяет им получать подробную картину местности в режиме реального времени. Кроме того, вертолеты оснащены системами распознавания лиц и другими устройствами для идентификации личности.

Квадрокоптеры также используются в спасательных операциях. Периодически жизнь людей и сохранность ценных активов зависят от точности планирования операции. В таких случаях вертолеты позволяют быстро собрать необходимую информацию и организовать мероприятия с учетом всех характеристик местности. И высокая цена квадрокоптеров с камерой (в случае покупки самых мощных и дорогих моделей) тоже не помеха. Безопасность людей стоит любых затрат.

Приложения квадрокоптера

Составные части квадрокоптера и процесс сборки

Каждый пропеллер квадрокоптера приводится в действие собственным электродвигателем, питается от мощных аккумуляторов и управляется
микрокомпьютер. Задача последнего — удерживать машину в полете, обеспечивая синхронизацию двигателей в зависимости от
по показаниям датчиков они преобразуют команды оператора в изменения режимов работы двигателя.

Самым главным элементом самолета является каркас. Он должен быть сбалансирован (имеется в виду вес каждого винта),
жесткий (выдерживать нагрузки) и упругий (закаливать
колебания и не рассыпаться при неудачной посадке). Необходимо соблюдать все эти условия, правильно размещать узлы и
дополнительное оборудование, выдерживающее требования по прочности и виброзащите.

В современных квадрокоптерах в качестве источника используются бесщеточные электродвигатели и литий-полимерные батареи
власть.

Полезная нагрузка, поднимаемая моделями квадрокоптеров средних габаритов и грузоподъемностью — от 500 гр до 2-3 кг., Что позволяет
поднимать в воздух небольшой фотоаппарат или видеокамеру.

Скорость полета мультикоптера может сильно отличаться от нуля (стационарное зависание в одной точке) на уровне 100-110 км / ч. Запас энергии
аккумуляторы позволяют отдельным моделям квадрокоптеров пролетать до 7-12 км.

В основном дальность (максимальное расстояние, на которое они способны улететь с последующим возвращением в точку
взлет) обычно ограничивается прямой видимостью (100-200 м с ручным управлением) или дальностью действия оборудования
дистанционное управление и видеосвязь. При этом лучшие образцы такой техники, использующие усилители мощности радиосигнала и
направленная антенная система, обеспечивающая стабильное радиоуправление и видеосвязь на расстоянии до 100 км
4.

Общая конструкция квадрокоптера представлена ​​на рисунке 3.

Рисунок 3 — Блок-схема квадрокоптера

Соединив все элементы в одно целое, квадрокоптер потихоньку начинает всплывать. После сборки долгая е
мучительный процесс настройки полетного контроллера.

Рисунок 4 — Сборка вертолета

Рисунок 5 — Настройки полетного контроллера KK2.0

Конечно, без оборудования дистанционного управления не обойтись.

Рисунок 6 — Аппаратура дистанционного управления

всегда было интересно, как выглядит мир сверху. То, что видят птицы, не видно на картах GoogleEarth.
Так пришло хобби заниматься квадрокоптерами, летать под облаками, снимать видеоролики.

Сбылась мечта полетать в облаке, квадрокоптер героически превысил высоту 10 метров и вернулся
на земле, превращаясь в груду обломков. Рвение к полету было огромным, и первый неудачный полет меня не остановил.

Рисунок 7 — Полет квадрокоптера с камерой

Немного истории и перспективы развития беспилотников

Квадрокоптер (он же квадрокоптер, квадрокоптер, четырехвинтовой вертолет) —
это самолет с четырьмя несущими винтами, расположенными по диагонали в противоположных направлениях.
Общее название устройств этого типа с произвольным количеством роторов — мультиротор.

Мультикоптерные вертолеты были разработаны в первые годы вертолетостроения.
Недостатком этих устройств была сложная трансмиссия, передававшая вращение многовинтовому двигателю.

Впервые летающий механизм под названием «квадрокоптер» был упомянут в 1922 году, когда в
Дейтон (США) взлетел на вертолете с четырьмя пропеллерами, рисунок 1.

Рисунок 1 — Первый квадрокоптер

Впоследствии совершил около 100 полетов, но в серийное производство не пошел:
изобретение просто опередило свое время: производить такой сложный самолет в
в то время это было технологически непрактично. Автор проекта — Георгий Александрович Ботезат,
несмотря на свой успех, он так и не вернулся к винтокрылым самолетам.

О квадрокоптерах снова вспомнили в 1950-х годах, однако дальше прототипов бизнес не пошел,
хотя уже тогда их позиционировали как беспилотные автомобили.

Несмотря на прохладное отношение большой авиации, квадрокоптеры завоевали популярность
среди авиамоделистов: простота изготовления и ввода в эксплуатацию, возможность серийного производства простых и
дешевые сборки для сборки, появление микроконтроллеров (упрощенное управление) сделали их доступными каждому 1.
Квадрокоптеры удобны для аэрофотосъемки и недорогой аэрофотосъемки — громоздкая камера удалена из диапазона пропеллера.

Как правило, двухмоторные вертолеты не относят к квадрокоптерам 2.

Первые дроны появились в конце 1990-х годов. В то время они выглядели как миниатюрные вертолеты и были разработаны Flying-Cam для съемок, в том числе фильмов о Джеймсе Бонде. Flying-Cam получила 2 Оскара в 1995 и 2014 годах за свои достижения.

Ранние дроны, несомненно, были подходящим вариантом для фотографов и режиссеров, но аренда такого оборудования была очень дорогой. А построить любой квадрокоптер, не будучи инженером, было практически невозможно.

Но уже в начале 2000-х разработка дронов стала набирать обороты: в Китае энтузиасты создали компанию DJI, которая создавала беспилотные летательные аппараты практически из всего, что было под рукой, а в 2010 году — первые коммерческие модели дронов во Франции.

Сегодня DJI владеет около 50% всего рынка потребительских дронов, а его основатель Фрэнк Ван Тао входит в сотню самых богатых людей мира.

2016 год стал поистине поворотным в истории квадрокоптеров. Год начался с блестящей презентации нового дрона от DJI — Phantom 4, который включил в себя множество новых функций, в первую очередь предотвращение препятствий: дрон обнаруживает окружающие объекты и прекращает полет, если считает, что авария неизбежна.

Популярность DJI не давала покоя другой всемирно известной компании — GoPro, которая в ответ выпустила собственный дрон — Karma. Это портативный дрон, который всегда удобно брать с собой благодаря своей компактности. Благодаря этому Карма стала популярной моделью среди путешественников и тех, кто привык к активной съемке.

Не желая отставать, в течение недели DJI выпустила складной квадрокоптер DJI MAVIC, который даже меньше и быстрее, чем его аналог GoPro. Кроме того, интересной стала новая функция: управление жестами. Теперь оператор может буквально управлять дроном по небу простым взмахом руки.

В общем, вертолеты с разными винтами были разработаны в начале постройки вертолетов. Было много попыток создать многороторный вертолет, но первый квадрокоптер, способный взлетать и оставаться в воздухе, был разработан Георгием Александровичем Ботезатом (российско-американский конструктор). Конструкционные испытания прошли в 1922 году.

У первых устройств был один недостаток — вращение мотора передавалось сразу на 4 винта. После создания автомата перекоса и рулевого винта разработка и испытания квадрокоптеров были завершены. Новые разработки начались в 1950-х годах, но успеха не добились.

21 век все изменил. Квадрокоптеры получили новую жизнь, но машины созданы для беспилотного использования. Конструкция квадрокоптера проста, поэтому его часто используют любители для лепки. На квадрокоптеры обычно устанавливают камеру, но она не мешает устройству работать и летать, так как находится далеко от рабочей зоны пропеллеров. Четырехроторный мультикоптер можно использовать для недорогой съемки и аэрофотосъемки.

Международный рынок

Сложности развития сектора привели к тому, что к 2018 году многие стартапы исчерпали источники финансирования, не дожив до прибыли. В конце 2019 года Bloomberg объявил, что рынок дронов не оправдал ожиданий: в период с 2010 по 2019 годы инвесторы вложили в сектор более 2,6 миллиарда долларов, но дроны по-прежнему слишком дороги и непрактичны для использования в реальном бизнесе. Технологии нужно улучшать в течение нескольких лет.

Однако снижение интереса инвесторов коснулось только стартапов: крупные производители продолжают наращивать продажи. Согласно отчету Drone Market Report, мировой рынок дронов в 2020 году составит 22,5 миллиарда долларов, а к 2025 году он, по прогнозам, вырастет до 42,8 миллиарда долларов.

Основным производителем дронов является китайская компания DJI, на долю которой приходится 70% всех дронов. Остальной рынок делят компании, производящие как дроны, так и компоненты для них: Parrot SA, Yuneec, Ambarella, 3D Robotics, GoPro, Autel Robotics, Hubsan.


Бизнес дронов сегодня

KaptainKuk

Одна из самых простых систем, выпускаемых (в различных версиях) с 2010 года по сегодняшний день. На плате управления всего 3 гироскопа, для регулировки параметров используются обычные переменные резисторы.
Квадрокоптеры: с чего все началось? - 1

Такая карта сейчас стоит всего около 15 долларов, как видите, если не считать гироскопов и слабенького процессора, вообще ничего на борту нет. Прошивки в исходных кодах для KK доступны бесплатно в Интернете, желающие могут скачать их, набрав в поиске Google имя файла «kk2_1V1.zip» (размер всего 90Кб). Это, наверное, первая и последняя версия прошивки любого вертолета, написанная на ассемблере.

Бесколлекторные подвесы (brushless gimbal)

Параллельно с квадрокоптерами была разработана еще одна очень интересная технология: бесщеточный стабилизатор для фото / видеокамеры. Это отдельная плата со своими датчиками, которая удерживает камеру в нужном положении с помощью двух двигателей, компенсируя повороты по соответствующим осям. Их разработал наш соотечественник, как работает подвеска, можно увидеть на видео (2013 г).

Видно, что вертолет качается, а ось камеры — нет.

Теперь это уже не удивительно, но это был настоящий прорыв в качестве видеоматериалов.

Устройство и принцип работы

Принцип работы современных вертолетов предельно прост. Каждый ротор приводится в движение электродвигателем. Одна часть двигателей вращается по часовой стрелке, а другая — против. Это позволило исключить сложные по конструкции рулевой винт и наклонную шайбу из конструкции квадроцикла.

Рама

Как правило, рама любого квадроцикла имеет Х-образную форму. На конце каждой из четырех балок закреплена спиральная конструкция, обеспечивающая аппарату необходимую полетную тягу.

Часто для придания квадроциклу оригинальности шасси украшают имитацией салона, различными принтами и светодиодной подсветкой. Кстати, светодиодная подсветка выполняет не только декоративную функцию: она часто помогает водителю ориентироваться в управлении и позиционировании квадроцикла, а также необходима для пилотирования в темноте.

Платы управления и полетный контроллер

Плата контроллера — это мозг любого дрона. Он отвечает за все функции бортового программного обеспечения, включая управление частотой вращения двигателя, съемку со встроенной камерой, позиционирование в пространстве на основе координат GPS, работу светодиодов, выполнение поворотов, получение различных сигналов от DPU и многое другое.

Мотор

Большинство любительских мультикоптеров оснащено электродвигателями двух типов: щеточным и бесщеточным. Как правило, последние используются в бюджетных, любительских и более простых вариантах. Их мощности достаточно, чтобы поднять в воздух малые и средние квадраты любительского класса.

Коллекторные двигатели имеют иную, более совершенную конструкцию и несколько иной принцип работы. На них нет коллекторов и кистей. Магнитные элементы расположены вокруг вала и непосредственно выполняют функцию вращения. Таким образом, двигатель работает с более плавным регулированием скорости гребного винта и большей отдачей, что приводит к лучшей тяге, энергоэффективности и производительности.

Трансмиттер и Пульт управления

Передатчик, то есть передатчик сигнала или панель управления, является основным элементом управления любого квадрика. Управление осуществляется с помощью радиоволн, излучаемых оборудованием на определенной частоте (как правило, это 2,4 ГГц для радиосигнала и 5,8 для видеосигнала AV с большой зоной покрытия).

Регуляторы оборотов

Контроллеры скорости или RPM отвечают за управление мощностью двигателей. Суммарный рабочий ток этих элементов должен превышать максимальный ток электродвигателей. Среди основных параметров, которые необходимо знать при выборе регуляторов оборотов, стоит отметить максимальный рабочий ток и диапазон рабочих напряжений.

FPV

В этом контексте аббревиатура FPV означает передачу видео с бортовой камеры устройства на принимающее устройство в реальном времени от первого лица. Очки VR можно использовать в качестве приемника, шлема пилота или передатчика / монитора смартфона. Другими словами, технология позволяет пилоту видеть то, что «видит» дрон при планировании.

Подвес с камерой

это неотъемлемая часть любого мультикоптера с функцией измерения. Подвесное крепление используется для крепления камеры к корпусу устройства. Он может иметь несколько осей (обычно две или три), которые позволяют вращать камеру для захвата изображения в разных направлениях.

Часто стабилизатор оснащается специальными демпфирующими подушками, предназначенными для гашения вибраций и обеспечения качественной стабилизации видео на аппаратном уровне.

Батарея

Батарея — это сердце квадроцикла, обеспечивающее питание гребных двигателей. Они могут иметь моноблочную или многоблочную конструкцию, что во многом определяет их вместимость. Батарейные блоки подключаются к электронике с помощью специальных клемм и устанавливаются на плате в специальных блоках. Для многих моделей можно заменить аккумулятор на аналогичный или более емкий.

Чтобы понять, можно ли использовать другую батарею, необходимо внимательно прочитать описание или инструкции к устройству.

Ближайшее будущее дроностроения

Производство и разработка БПЛА стремительно растет. Постоянно появляются новые конструкторские разработки и разновидности более совершенных самолетов, и сфера их применения охватывает новые, еще не освоенные отрасли.

Например, ведутся работы по использованию дронов для создания помех системам наведения больших военных кораблей. Такие устройства могут полностью парализовать способность наносить удары и превратить военный корабль в безобидный корабль.

В освоении космоса перед дронами открываются широкие перспективы. Это исследование неизведанных планет и астероидов, наблюдение звезд в космосе и изучение нашего Солнца.

В будущем использование БПЛА в коммерческих и транспортных целях значительно расширится. Эксперты полагают, что скоро для перевозки пассажиров появятся беспилотные авиатакси. И это далеко не предел возможностей использования дронов.

Почему так популярен?

Эти устройства приобрели огромную популярность в последние годы, во многом благодаря параллельному развитию мобильных и видеотехнологий. С появлением высокотехнологичных смартфонов и повсеместных селфи актуальными стали так называемые селфи-дроны — миниатюрные дроны с камерой, позволяющие делать отличные селфи и видео.

MultiWii

Следующей вехой в развитии вертолетов стала система MultiWii. Название происходит от игрового контроллера Nintendo Wii и Wii Nunchuk, который мастера разобрали и вырезали оттуда карту с датчиками. В качестве центрального процессора использовалась Arduino Nano.
Карта выглядела так (фото с сайта rcgroups, 2010 г):
Квадрикоптеры: как все начиналось? - 2

Однако система развивалась в течение нескольких лет, и последние платы (сейчас они продаются, цена 20-30 долларов) выглядят примерно так:
Квадрокоптеры: с чего все началось? - 3

В последних версиях MultiWii есть неплохие датчики, они могут зависать на одном месте с помощью GPS, удерживать высоту и идти домой. Поскольку Multiwii был написан для Arduino, все платы остаются совместимыми с Arduino, исходный код можно скачать на Github. Одним из недостатков MultiWii является слабый процессор, который ограничивает вычислительные возможности алгоритмов в аппаратном отношении, любой квадрокоптер достаточно прост, 95% сложности заключается в коде. В то же время я уверен, что именно исходный код MultiWii стал основой всех современных коммерческих систем.

Коммерческие системы

Писать о них не так уж и интересно, т.к принцип тут простой «плати и лети». Первым был вышеупомянутый MicroKopter, следующей (и не очень успешной) попыткой была XAircraft, устройства марки Gaui были популярны в бюджетном секторе (это было первое бюджетное устройство по цене около 400 долларов за уже готовый вертолет). И, наконец, самая успешная компания — DJI, о которой писали не только ленивые, поэтому повторяться здесь нет смысла. На рынок вышли контроллеры DJI Naza (стоимостью 200-400 долларов, с возможностью удержания позиции, возврата домой), была отдельная профессиональная серия DJI Wookong (стоимость около 1000 долларов и более стабильный полет). Наконец-то DJI вышла на рынок готовых (RTF, Ready To Fly) устройств, ну, о них уже все знают.

И самые свежие видео.
Первый доступный квадрокоптер Gaui 330. Цена вопроса 400 долларов, 2010 г., без дополнительных функций.

Dji Naza v2, цена та же 400 $, возможность удерживать позицию, ехать домой, лететь в обе стороны к пилоту (беззаботный режим).

Dji Phantom 3 — со встроенным подвесом камеры, управлением смартфоном и прочими вкусностями.

Препятствия в развитии индустрии

Коммерческое использование дронов ограничено технологическими и юридическими проблемами. Основное техническое ограничение — пониженная емкость аккумулятора: дроны нуждаются в регулярной подзарядке. Гексакоптер Amazon перезаряжается в запатентованных башнях-ульях, но продолжительность полета пока не превышает 16 км, а максимальный вес груза составляет 2,3 кг. Стоимость доставки остается слишком высокой.

Другие проблемы включают в себя обеспечение беспилотных летательных аппаратов с машинным зрением и обучением. Управляющая устройством нейронная сеть должна распознавать живые и механические объекты и определять место посадки.

Законодательное регулирование — не менее проблемный этап развития отрасли. Управление воздушным движением, запрет полетов вблизи секретных и стратегических объектов, уязвимость навигационной системы для взлома хакерами и террористами — вот лишь некоторые из задач, которые необходимо решать на местном и международном уровнях.

ArduCopter

Еще одна система на базе Arduino пошла дальше. Теперь это система с возможностью расписания эстакад, поддержкой радиомодемов и передачи телеметрии, хранением различных логов и т.д.
Их программное обеспечение выглядит так:
Квадрикоптеры: как все начиналось? - 4

Карты эволюционировали следующим образом:
Квадрикоптеры: как все начиналось? - 5
до этого
Квадрокоптеры: с чего все началось? - 6

Карты продаются сейчас, цена выпуска колеблется от 50 долларов (для клонов) до 250 долларов для оригинальных версий. Исходный код Ardupilot также полностью доступен на github, и, судя по количеству коммитов, проект активно развивается. По мощности эта система не уступает профессиональным устройствам, качество полета можно посмотреть на видео:

Здесь все прекрасно, кроме «но»: это открытый исходный код со всеми вытекающими отсюда последствиями. Система открытая, разработана энтузиастами, и никто ничего не гарантирует, в том числе отсутствие ошибок в программном обеспечении. Если квадрокоптер упадет на чью-то BMW, жаловаться будет некому.

Российский рынок дронов

По статистике М.Видео, только в первом полугодии 2020 года россияне купили беспилотников на 1,3 млрд рублей. Устройства приобретаются как для развлекательных, так и для коммерческих целей. Росту продаж способствовали положительные изменения в законодательстве: теперь дроны весом до 30 кг можно запускать без согласования.

В магазине Ozone продажи выросли в четыре раза. Представители рынка связывают это с улучшением технических характеристик устройств — встроенные камеры новейших дронов обеспечивают качество видео до 4K.

В России есть разработчики дронов. Лидером в отрасли является Pilotage, производитель дронов начального и среднего уровня. БПЛА «Феникс» от разработчика «BG-Optics» используется для аэрофотосъемки, доставки мелких грузов и спасательного оборудования.

Профессиональные дроны созданы Fixar. Петербургский разработчик систем промышленной авиации создает дроны для геодезии, сельского хозяйства, аэрофотосъемки, лазерного сканирования.


Мастер по ремонту дронов

Startup Traceair создал уникальный алгоритм управления процессом строительства с помощью дронов. Создание 3D-модели объекта с помощью дрона на порядок дешевле, чем с помощью лазерного сканирования, а гаджеты позволяют обследовать внутренние части здания, недоступные для сканера.

ДРОНЕСТРОЙ разработал вертолеты с тепловизионными камерами для охоты. Copter Express производит автономные устройства слежения и доставки. ARMAIR создал почтовый дрон, способный доставлять посылки, подарки и букеты. Дроны Небесного Лорда нацелены на рынок игрушек. Атмосферостойкие дроны созданы LeTalo.

Российские разработки сосредоточены на агротехнике и промышленном мониторинге. Дроны проводят инвентаризацию склада, обследования строительных площадок и трубопроводов.

Azoft решает непростую задачу: разработка системы навигации для дронов, работающих в герметичных помещениях: вертикальные фермы стартапа iFarm работают в полной изоляции.

Помимо проверки высокотехнологичных ферм, разработчики Azoft планируют разработать систему доставки свежей продукции с помощью дронов прямо к окну потребителя.

В традиционном российском сельском хозяйстве растет спрос на дроны. Первые дроны внедрили крупные хозяйства «Мираторг» и «Степь». Квадрокоптеры используются для наблюдения за полями, выявления признаков болезней и вредителей. Гаджеты создают карты выборочного внесения удобрений и опрыскивания, анализируют рельеф и оценивают эффективность принятых мер.

MikroKopter

Легендарная немецкая компания, благодаря инженерам которой в 2006 году появилось первое устройство. Контроллер имел на борту процессор Atmega644 с 4К байтами памяти и частотой до 20 МГц, по 3 гироскопа на каждой оси, акселерометр (для возможности горизонтальный полет) и барометр удержания высоты (точность барометра MPX4115A около 1 м). После этого появились дополнительные модули, например, GPS для удержания позиции.

Теперь на YouTube можно найти видео о том, как все прошло (2007 год).

В целом система оказалась очень эффективной. Их продукция никогда не была дешевой, ценник начинался где-то от 1500 евро. Компания до сих пор существует, производят профессиональные устройства, ценовая категория соответствующая. И еще один важный момент: изначально создатели Microcopter открыли исходный код. Конечно, в скором времени стали появляться разные клоны (в том числе произведенные в РФ), это явно негативно сказалось на продажах, и код потом закрыли. Однако я считаю, что это стало большим толчком для создания различных типов мультикоптеров.
MikroKopter не пользовался у нас популярностью из-за цены и владельцев было не так много. Однако толчок мировому сообществу был дан, и стали появляться различные системы.

Сложности в управлении

Новичок на этапе обучения может столкнуться с некоторыми трудностями в управлении. В основном они связаны с пространственной ориентацией предмета и координацией движений палки, что, надо сказать, поначалу действительно очень необычно.

Однако для таких случаев многие производители (в частности, изменения бюджета) предусмотрели такую ​​полезную функцию, как безголовый режим. Измените ориентацию дрона, чтобы пилоту не приходилось думать о том, где квадрокоптер сзади, а где спереди.

Ведущие производители квадрокоптеров: описание брендов и характеристика продукции

В настоящее время квадрокоптеры используются во многих сферах деятельности и спрос на эти устройства постоянно растет, как со стороны военных и медицинских учреждений, так и среди гражданского населения. Именно поэтому производители такой продукции постоянно совершенствуют существующие разработки, выпуская новые модели квадрокоптеров, которые отличаются повышенной скоростью, маневренностью, надежностью и функциональностью. Ежегодно на рынке появляется несколько десятков новых вариантов дронов с отличными характеристиками и доступной стоимостью.

Также улучшаются технические знания населения. В Интернете уже есть много материалов, направленных на обучение управлению квадрокоптером. Люди понимают, что заставить дронов работать действительно легко, поэтому они покупают упомянутые продукты без особого страха и с готовностью использовать их регулярно. Продукция указанных ниже производителей пользуется особым спросом у населения.

Квадрокоптеры DJI

DJI Innovations — самый известный разработчик и поставщик квадрокоптеров. Компания производит любительские и профессиональные модели дронов, предназначенные для выполнения самых разных задач, от любительской стрельбы до доставки крупногабаритной продукции и проведения разведывательных операций.

Дроны DJI имеют много преимуществ. Между ними:

  • отличная управляемость в полуавтоматическом режиме;
  • опция автоматического распознавания препятствий;
  • автоматическое сопровождение целей сопровождения;
  • поддержка множества способов управления дронами;
  • очень быстрая синхронизация со смартфонами;
  • отличное качество съемки — даже на средних и высоких скоростях полета.

Квадрокоптер DJI

Среди основных разработок компании стоит выделить квадрокоптеры DJI Mavic 2 Zoom, DJI Mavic Air Fly, DJI Phantom 4 Pro.Все модели отличаются отличной защитой, элегантным дизайном, длительным временем непрерывного полета (20-30 минут) и наличие камер на 12-20 МП. Квадрокоптер DJI Phantom 4 Pro считается лучшей разработкой современности и это утверждение оправдано как рейтингами специализированных изданий, так и отзывами пользователей. Отдельного упоминания заслуживает квадрокоптер DJI Tello TLW004 — дешевый и хороший квадрокоптер с камерой на 5 МП. Данная модель является очень удачным решением с точки зрения соотношения цены и качества, поэтому популярность этого вертолета полностью оправдана.

Квадрокоптеры Xiaomi

Xiaomi — организация, которая производит популярные типы гаджетов и устройств для умного дома. В последние годы одним из приоритетных направлений деятельности компании является разработка и производство многоцелевых квадрокоптеров. Хотя бренд Xiaomi еще не готов конкурировать с DJI по качеству и разнообразию продукции, продукция Xiaomi по-прежнему пользуется спросом. Во многом из-за невысокой стоимости вертолетов и простоты их конструкции.

Квадрокоптеры Xiaomi характеризуются следующими достоинствами:

  • упрощенная система управления;
  • полная автоматизация процесса полета (опция);
  • использование аккумуляторов большой емкости;
  • применение фирменной технологии стабилизации изображения;
  • компактность и удобство транспортировки большинства моделей.

Квадрокоптер Xiaomi

Самая популярная разработка бренда — квадрокоптер Xiaomi Mi Drone 4K. Внешне устройство выглядит не очень надежно, но это только первое впечатление. Корпус из поликарбоната и углеродного волокна идеально защищает электронику, а 8 степеней защиты аккумулятора обеспечивают срок службы и производительность. Немного ниже спрос на модели попроще: квадрокоптеры с камерой Xiaomi Mi Drone 1080p и Xiaomi MITU Mini RC Drone 720p.

БПЛА и современное законодательство

В настоящее время на законодательном уровне существуют некоторые ограничения на использование и использование квадрокоптеров. Например, каждый дрон весом 0,25-30 кг подлежит регистрации на территории Российской Федерации и подразумевает наличие у пилота летной лицензии.

Кроме того, вам нужно будет получить разрешение на полеты, для чего потребуется сертификат летной годности, доступ к работе в воздушном пространстве и подтверждение законности полета БПЛА. Если вы планируете снимать в определенных регионах, вам также понадобится соответствующее разрешение.

Конструктивные особенности дронов

Дроны или БПЛА имеют вертолетную конструкцию с разнесенными балками, на которых установлены пропеллеры. В зависимости от назначения количество двигателей и пропеллеров на дронах может составлять от четырех до восьми. Хотя иногда встречаются устройства с большим количеством двигателей.

Посередине установлена ​​вся необходимая электронная начинка для управления, так называемый полетный контроллер, и закреплены опоры для безопасной посадки аппарата. Контроллер полета питается от батареи и взаимодействует с датчиками высоты, гироскопом и системой передачи и приема сигналов.

Он по сигналу с пульта управления или по заранее запрограммированному расписанию может изменять скорость, высоту и выполнять другие действия, типичные для множества дронов. Дроны по своим летным характеристикам условно делятся на следующие классы:

  1. Микро. Самые легкие БПЛА массой до 1 кг могут находиться в воздухе 1 ​​час, набирая высоту до 1 км.
  2. Мини. Вес дронов до 50 кг, они могут находиться в воздухе 5 часов, высота полета от 3 до 5 км.
  3. Миди-класс. БПЛА среднего класса, вес может достигать 1 тонны. Продолжительность пребывания в воздухе 15 часов. Дроны способны летать на высоте до 10 км.
  4. Тяжелые БПЛА. Такие дроны используются для длительных полетов продолжительностью более 24 часов. Их вес превышает 1 тонну и может достигать высоты до 20 км.

В конструкцию дронов входят спутниковые навигаторы и программируемый модуль в зависимости от условий полета. В тех случаях, когда БПЛА снимает и передает информацию на пульт управления, внутри него устанавливаются карта памяти и передающее устройство.

Оцените статью
Блог об истории вещей