Для чего нужен квадрокоптер – самые необычные сферы применения. Как управляется коптер

Что такое квадрокоптер и зачем он нужен?

Квадрокоптер (от англ. quadcopter - «вертолет с четырьмя винтами») - это беспилотный летательный аппарат с четырьмя пропеллерами, который обычно управляется пультом дистанционного управления с земли. Как правило, на нём устанавливается мини-камера, позволяющая вести в полёте фото- и видеосъёмку.

Жаль, что люди не летают как птицы. Наверно каждый мечтал увидеть свой город сверху, снять видео с большой высоты, насладиться необычной панорамой. И эта мечта, благодаря такому чудесному изобретению, как квадрокоптер, вполне может стать реальностью.

Раньше беспилотники можно было увидеть только в интернете или по ТВ, а об их приобретении большинство даже не задумывались из-за сумасшедшей цены. Но со временем такие гаджеты продолжали падать в стоимости, и сегодня все больше людей могут себе позволить приобрести квадрокоптер с камерой. Эти устройства с каждым днем набирают популярность во многих точках земного шара. Ими пользуются в вооруженных силах, различных государственных и коммерческих организациях, спецслужбах. Даже легендарная компания Google в своей работе применяет квадрокоптеры. Очень часто с помощью таких гаджетов снимают видеоклипы, свадьбы и прочие мероприятия. Квадрокоптеры с камерой, имеющей возможность транслировать видео, создают эффект присутствия при полете, а также одновременно записывают ролики. Данное устройство может проникнуть практически в любые, даже самые труднодоступные места.

Квадрокоптер на радиоуправлении

Квадрокоптер (он же коптер и квадролет) представляет собой маленький летающий аналог вертолета. Он имеет четыре винта, которые вращаются в противоположном направлении. Если сравнивать квадрокоптер с обычным радиуправляемым вертолетом, то первый обладает лучшей плавностью движения, а также большей маневренностью. Кроме того, коптер отличается низкими показателями шума, он не создает сильных потоков воздуха. Это позволяет использовать устройство не только для съемок в воздухе, но и в помещении. К квадрокоптеру можно присоединить любую легкую камеру.

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!

Когда на рынок выходит новый успешный товар, к нему возрастает интерес, когда на рынок вышли коптеры – появилось много вопросов, например, зачем они нужны. Квадрокоптер – это летательный аппарат с 4-мя винтами, за счет которых он пилотирует в воздухе, а не передвигается по земле, это его основная особенность. Для такого летательного аппарата нашлось много разных сфер применения. Далее мы постараемся подробно рассказать о том, для чего нужен квадрокоптер и где он может применяться.

Игрушка

Радиоуправляемые игрушки всегда нравились и детям и взрослым, хотя в жизни мужчины самые трудные – это первые 40 лет детства. Летающие радиоуправляемые модели вызывают и вовсе восхищение. Малые квадрокоптеры могут использоваться в помещении. Они легкие и проворные, при этом не повредят вашу мебель и другие атрибуты интерьера.

Модели побольше можно использовать на открытом воздухе, чтобы летать в поле вашего зрения и за его пределами, если беспилотник оборудован FPV-системой. Естественно, что есть и дорогие многофункциональные модели, применение которым весьма широкое. Их скорость, дальность и длительность полета больше, а это значит, что и возможностей для соревнований с друзьями больше!

Помощник с камерой

Квадрокоптеры продаются как с камерой, так и без неё. Для съёмки видео с высоты ранее использовали специальные видео-краны или вертолеты, а это очень дорого. Стоит отметить, что сейчас для этого нужны квадрокоптеры с камерой или так называемой FPV-системой, позволяющей следить за процессом съемки в режиме реального времени. Более того отдельные модели позволяют изменять ракурс съемки, вращая камеру.

Получается что квадрокоптер с камерой значительно удешевляет процесс съёмки. Такой аппарат нужен для журналистов, блогеров, видеооператоров. Хороший спрос сейчас имеет съёмка отдельных свадебных эпизодов. Такие дроны могут автоматически следить за объектом съёмки, это значит, что вы можете настроить его и вести свой блог, или снимать сюжет с другого ракурса, если вы не ведущий, а оператор.

Таким образом, купив нужную модель квадрокоптера для видеосъёмки, вы расширите спектр предоставляемых услуг, если вы фото- или видеооператор или приукрасите свой видеоблог.

Видеонаблюдение

Квадрокоптер нужен и для обеспечения безопасности объекта. Некоторые охранные предприятия используют их для наблюдения и патрулирования периметра территории. Это безопасный и эффективный способ, особенно если вместо камеры его оборудовать прибором ночного видения или тепловизором.

Но, как говорится, «лень двигатель прогресса» и находчивые люди придумали с помощью квадрокоптера выгуливать домашних животных. Вы можете наблюдать за своим питомцем не выходя из дому.

Фермеры также нашли применение квадрокоптерам, они помогают не только следить за животными, но и сгонять животных в стадо. В сельском хозяйстве используют беспилотники для контролирования процесса созревания культур, внесения удобрения, а также для борьбы с вредителями.

В охоте и в армии

Охотники используют квадрокоптеры для разведки леса и слежения за местами обитания диких животных. Это безопасный способ слежения за зверями, к тому же так можно сократить время их выслеживания, заблаговременно облетев «злачные места». Кроме слежения беспилотники нужны и для съемки видеоблогов с охоты или в тактических целях, например вызвать реакцию животных и вывести их на открытую местность. О том, мы рассказывали в отдельной статье.

Беспилотные летательные аппараты разных конструкций давно нашли свое назначение в военных целях. Это и разведка, и атака противника, и доставка боеприпасов.

Спасатель

Квадрокоптеры хорошо выручают спасателей в стихийных бедствиях. Помогают пожарным тушить пожары в труднодоступных местах там, где человек в меру своих габаритов не сможет пройти или пролезть. Медикам в их практике нужен квадрокоптер для оказания экстренной помощи. Они дополнительно оснащают аппараты микрофонами и динамиками, чтобы давать указания пострадавшим по оказанию медицинской помощи, пока карета скорой помощи в пути или нет возможности добраться к пострадавшим из-за завалов. Возможно в скором времени квадрокоптеры смогут транспортировать людей. В этом направлении уже есть предпосылки к удачным разработкам.

На фото дрон, оснащенный дефибриллятором:

Научные исследования

Беспилотник нужен и для проведения научных исследований, сбора данных в местах со сложным доступом. Например, его назначением может быть видеосъёмка. Исследователь может подлететь в ту область, куда не доберется своим ходом.

Такое применение дроны нашли в археологии, картографии, биологии. Если модель оборудована «рукой» для захвата предметов, ученные могут брать анализы и пробы растений, грунта или воды.

Доставка товаров и грузов

Магазин Амазон ведет работы по внедрению воздушной службы доставки на беспилотных летательных аппаратах. Такие услуги нужны для быстрого получения товаров заказчиками в любое время суток. Дроны могут поднимать небольшие грузы, типа книг или фастфуда. Для больших грузов большая часть рынка квадрокоптеров не предназначена, но есть и «грузовые» модели. Однако в каждой стране особое отношение к летательным аппаратам, а также их разрешенной массой. Поэтому развитие этой отрасли несколько затруднено, в частности и в России.

Назначение квадрокоптера – летать, а что конкретно он будет делать в воздухе, зависит от желаний пилота и конструкции летательного аппарата. Некоторые пользователи используют дрон для соревнований, в том числе и контактных его видов. Или для развлечения, чтобы доставить в соседний двор банку пива, например. И прежде всего – это отличный подарок ребенку! Теперь вы знаете, для чего предназначен коптер и где он используется на сегодняшний день.

Довольно быстро освоилась в кругах любителей радиоуправляемых устройств. Долгое время идея воздушного дрона находилась в почете только лишь у нишевых ценителей. Но в последние годы такие аппараты все чаще можно наблюдать в руках обычных потребителей электроники. Что такое квадрокоптер с точки зрения рядового потребителя? Как минимум красивая летающая игрушка, которой можно манипулировать с помощью специального джойстика. Как максимум это неплохой инструмент для проведения пейзажных и обзорных съемок. И это касается только любительского интереса, но есть также и ответственные профессиональные задачи, которые решают подобные аппараты. В каждом случае востребован будет тот или иной тип квадрокоптера с определенным набором характеристик.

Общие сведения о квадрокоптерах

Квадрокоптер или дрон - это аппараты, которые могут летать благодаря четырем винтам. По большому счету определение того, что такое квадрокоптер, можно распространить и на его модификации. Классический аппарат такого типа, как уже говорилось, оснащается четырьмя пропеллерами, но также есть модели с тремя, шестью и двенадцатью винтами. Помимо количества лопастей их ничто принципиально не отличает, хотя, конечно, сам по себе этот показатель оказывает прямое влияние на мощность. Но не только он, поскольку иной четырехвинтовой аппарат может иметь больше ограничений в полетах, чем модель с тремя пропеллерами.

Сам же принцип работы всех устройств этой группы основан на активном вращении винтов. Причем комплекс пропеллеров отвечает не только за полет как таковой, но и за маневренность, стабильность движения и управляемость. Команды на совершение тех или иных действий квадрокоптер на радиоуправлении получает от пользователя пульта ДУ. А за энергоснабжение отвечает встраиваемый аккумулятор - в редких случаях набор батареек.

Возможности для съемки

Первые модели квадрокоптеров вовсе не предполагали возможность съемки с воздуха. Но сегодня без обеспечения камерой в таком устройстве многие просто не видят смысла. Более того, квадрокоптер с камерой постоянно развивается, прибавляя в качестве видеоизображения. Начальный уровень представляют модели, снабжаемые камерами на 0,3 Мп. Это бюджетные аппараты, которые постепенно уходят в прошлое. Средний же диапазон любительских моделей представляют модификации с матрицами в 2 Мп, позволяющими осуществлять съемку в формате 720p.

Что касается самого высшего уровня на данный момент, то его представляют квадрокоптеры с камерами на 12 Мп, которые снимают картинку с разрешением 1080p. Наиболее современные устройства поддерживают и формат 4K. При этом транслирующий квадрокоптер не просто записывает видеоматериал на флешку, но и может отправлять его в режиме онлайн в Сеть или на мобильное устройство оператора через модуль Wi-Fi.

Чем характеризуются самые мощные аппараты?

Для понимания, насколько от простых моделей отрываются мощные квадрокоптеры, следует для начала привести усредненные характеристики. Так, базовыми параметрами принято считать дальность полета и время автономного пребывания в воздухе. Что касается дальности, то она у стандартных моделей составляет 150-350 м. На этой дистанции оператор может полностью сохранять контроль над дроном. Временной интервал полета варьируется от 10 до 15 сек. Теперь можно перейти к мощным устройствам. Такие модели способны находиться в воздухе порядка 25-30 мин, преодолевая расстояния в несколько километров (3-5 км). Обе эти характеристики во многом определяет аккумулятор для квадрокоптера, который в современных версиях имеет емкость 4000-5000 мА*ч. Правда, в скорости полета разница неощутима. И маломощные легкие, и технически развитые мощные дроны максимум развивают 15-20 м/с.

Модель Yuneec Typhoon H

Одна из наиболее технологичных моделей даже по меркам премиального класса. Аппарат способен преодолевать расстояния до 2 км, находясь в воздухе 25 мин. Действительно, это не самые выдающиеся показатели для мощного дрона, но не только этим привлекательна модель. Для понимания сильных сторон Typhoon H следует вспомнить, что такое квадрокоптер, с точки зрения любителя, причем взыскательного. Это прежде всего эффективное средство мультимедийной коммуникации. В этом смысле надо сказать, что аппарат снабжен UHD-камерой, интеллектуальной системой управления, возможностью создания 360-градусных панорам и т. д.

Кроме этого, пульт снабжен модулем GPS, а это дает возможность настройки автоматического управления через смартфон по визуальной карте. Этот мощный квадрокоптер также обеспечен функцией Point To Fly. В данном режиме пользователь может без манипуляций с кнопками всего лишь указать точку на небе, и дрон тут же полетит в этом направлении.

Модель DJI Phantom 4

Данный аппарат хорош именно благодаря базовым эксплуатационным характеристикам. Его дальность полета составляет уже 6 км, что стало возможным благодаря аккумулятору на 5350 мА*ч. Время же полета достигает 28 мин, что тоже неплохо для моделей этого уровня. Интересно и конструкционное исполнение аппарата. Дело в том, что мощный квадрокоптер Phantom 4 получил монолитный корпус, в котором предусмотрено минимальное количество отверстий. Такое решение позволило сделать конструкцию не просто крепкой, но и защищенной от осадков и проникновения влаги. Что же касается возможностей съемки, то и они не разочаруют: модель снабжена модулем на 12,4 Мп, который позволяет снимать в формате 2160p.

Модель Parrot Bebop 2

Аппарат довольно необычный, поскольку в нем, по сравнению с большей частью аналогов, нет уклона в ту или иную сторону эксплуатационных свойств. Например, летательные возможности у него весьма посредственные - за отведенные 25 мин он способен летать на расстояния до 2 км при скорости 18 м/с. Зато это один из лучших квадрокоптеров с камерой, так как в него интегрирована матрица на 14 Мп. Помимо этого разработчики предусмотрели 3-осную систему стабилизации, благодаря которой видео получается детализированным и четким.

Но и с летательными возможностями не все так плохо. В данной части упор был сделан на динамику. Как и стандартный квадрокоптер на радиоуправлении, эта модель способна выполнять различные трюки по командам оператора. Но их сложность и разнообразие впечатляет даже профессионалов. Причем во время выполнения фигур пользователь может изменять угол съемки камеры.

Заключение

Современные дроны показывают пример, как новые технологии из разных сфер могут дополнять друг друга, в итоге предоставляя продукт с неведомыми прежде возможностями. Ведь если раньше на вопрос о том, что такое квадрокоптер, стандартным ответом было упоминание его как сугубо летательного аппарата, то сегодня характеристики съемки стали едва ли не главным критерием выбора. Кроме коммуникационных возможностей и съемки также развивается и конструкция дронов. Разработчики вносят в корпусы и винты более прочные и легкие детали. Но вместе с этим повышаются и цены. Так, премиальные мощные квадрокоптеры сегодня стоят порядка 80-100 тыс. руб.

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.