Что такое квадрокоптер, как он работает

Что такое квадрокоптер: для чего он нужен, как устроен и кто его придумал?

Приветствуем всех, кто не безразличен к БПЛА и по этой причине оказались на страницах нашего сайта! Что такое квадрокоптер? Как и кем был разработан? Почему он стал таким популярным сегодня? Как летает, как устроен, и для каких целей предназначен? Зачем и для чего он нужен?

Пожалуй, это основные вопросы, которые интересуют новичков в беспилотном пилотировании. Приобретение первого дрона – дело ответственное, ведь от того, каким он окажется, во многом зависит ваш дальнейший интерес и увлечение коптерами в принципе.

Именно поэтому важно иной раз обратиться к истокам, чтобы иметь общее представление о таких современных гаджетах, знать, чего от них ожидать, понимать принцип работы квадрокоптера и т.п. Все эти и другие аспекты мы постараемся осветить сегодня более подробно.

Что такое и зачем он нужен?

Квадрокоптер – англоязычный термин, дословно переводимый на русский, как «четырехвинтовой вертолет». Но что это означает на практике? По сути, это беспилотник (летательный аппарат на ДПУ), оснащенный четырьмя винтовыми пропеллерами. Управление осуществляется посредством специального RC-пульта с земли.

На большинстве современных моделей дронов установлены миниатюрные видеокамеры, обеспечивающие возможности съемки в фото- и видеоформате с воздуха.

Как только первые квадрики появились на прилавках магазинов беспилотной техники на радиоуправлении, их цена едва ли могла привлечь обывателя. Но со временем стоимость таких гаджетов продолжала стремительно падать (собственно, она продолжает падать со времен своего появления до сих пор, а ценовой диапазон – расширяться до бесконечных пределов). Сегодня они доступны многим людям со средним достатком.

Появились и квады с камерой, которые стали настоящим бумом среди широких масс любителей БПЛА. Таким образом, сфера их применения существенно развернулась по всем фронтам, привлекая внимания людей всех возрастов, от школьников и дошколят, до людей пенсионного возраста, любителей и профи в сфере беспилотных полетов, любителей спортивных состязаний на мультикоптерах, журналистов, блогеров, репортеров и даже представителей военно-разведывательных структур.

Современные технологии дроностроения шагнули далеко вперед в последние годы. Но в большинстве случаев на вопрос о том, что такое коптер и каково его предназначение, люди склонны отвечать – это гаджет для развлечения и захватывающих любительских съемок с высоты.

Кто придумал?

История создания/разработки таких БПЛА уходит корнями в первую половину прошлого века. Первый действующий прототип всех действующих ныне любительских и профессиональных дронов, а также вертолетов появился в 1922 году и получил название «вертолет Ботезата». В рамках первых тестовых полетов ему удалось не только успешно подняться в воздух, но и поднять с собой на высоту до четырех метров груз весом около 450 килограмм.

Георгий Александрович Ботезат – тот, кто придумал квадрон, был гражданином США российского происхождения, изобретателем, естествоиспытателем и профессором Петроградского института высоких технологий.

Разработки первого в мире квадрона под его началом велись при финансовой поддержке армии США. Военным требовался летательный аппарат, который сможет производить вертикальные взлеты и посадки. Со временем проект был прикрыт из-за определенных технических трудностей.

Основная проблема состояла в обязательном наличии попутного ветра для полетов. Ученый так и не успел довести разработку и оптимизацию схемы вращения двигателей до конца.

Почему именно 4 мотора?

Испытания вертолета с 4-мя винтами начались под руководством Ботезета в 22-м году. Устройство квадрокоптера на основе четырехвинтовой конструкции еще в те времена было признано наиболее устойчивым и оптимальным с точки зрения полетных характеристик.

Благодаря многовинтовому принципу работы, аппарат становился легко управляемым. Для поворота достаточно было изменить положение носовой части коптера.

В более поздние времена, когда начальные квады на радиоуправлении обзавелись полноприводной винтовой системой, они получили абсолютный баланс и максимальный полетный контроль, а все недостатки квадрокоптеров были минимизированы за счет внедрения новых технологий и электроники. По сей день 4-моторный коптер — лучший и самый надежный с точки зрения конструкции, летных и технических характеристик.

Мультикоптеры

Мультикоптер – это альтернативный, вариант квадронов, превосходящий их по количеству моторов. Его несущие винты вращаются диагонально и в противоположных по отношению друг к другу направлениях.

Различаются мультикоптеры между собой количеством моторов. В современной практике помимо трех- и четырехвинтовых моделей встречаются гексакоптеры и октокопторы с 6- и 8-ю пропеллерами, соответственно. Количество винтовых элементов по большому счету определяет возможности пиковых нагрузок аппарата по массе, то есть то, сколько веса он сможет взять с собой на борт.

Устройство и принцип работы

Принцип действия современных коптеров предельно прост. Каждый несущий винт приводится в движение электромотором. Одна часть двигателей вращается по часовой стрелке, а вторая – против. Это позволило исключить из конструкции квада хвостовой винт и сложный в плане конструктивной реализации автомат перекоса.

Как правило, каркасная рама любого квадрика имеет X-образную форму. На конце каждого из четырех лучей закреплена винтомоторная конструкция, обеспечивающая аппарату необходимую летную тягу.

Часто для придания оригинальности кваду раму украшают имитацией кабины пилота, различными принтами и светодиодными огнями. К слову LED-подсветка выполняет не только декоративную функцию – зачастую она помогает пилоту ориентироваться в управлении и позиционировании квадрика, а также необходима для пилотирования в темное время суток.

Платы управления и полетный контроллер

Контроллерная плата – мозг любого дрона. Она отвечает за все бортовые программные функции, включая контроль оборотов двигателей, съемку интегрированной камерой, позиционирование в пространстве на основе GPS-координат, работу светодиодов, выполнение виражей, прием различных сигналов с ДПУ и многое другое.

Мотор

Большая часть любительских мультикоптеров оснащена двумя типами электродвигателей – коллекторными и бесколлекторными. Как правило, вторые используются в бюджетных, любительских и наиболее простых вариантах. Их мощности вполне достаточно для поднятия в воздух мало и средне весовых квадронов любительского класса.

Коллекторные двигатели имеют другую, более совершенную конструкцию и несколько иной принцип работы. Они лишены коллекторов и щеток. Магнитные элементы расположены вокруг вала и выполняют непосредственно роторную функцию. Таким образом, двигатель работает с более плавным контролем оборотов у винтов и с большей отдачей, что обеспечивает лучшую тягу, энергорасход и производительность.

Трансмиттер и Пульт управления

Трансмиттер, то есть передатчик сигнала или пульт управления – это основной контрольный элемент любого квадрика. Контроль осуществляется посредством радиоволн, излучаемых аппаратурой на определенной частоте (как правило, это 2,4ГГц для радиосигнала и 5,8 для AV-видеосигнала с большим радиусом покрытия).

Регуляторы оборотов

Регуляторы оборотов или контроллеры скорости полета отвечают за контроль мощности двигателей. Суммарный рабочий ток этих элементов должен превышать по своим показателям максимальный ток электромоторов. Среди основных параметров, о которых нужно знать, подбирая оборотные регуляторы самостоятельно, стоит отметить максимальный рабочий ток и диапазон рабочих напряжений.

В данном контексте аббревиатура FPV подразумевает трансляцию видео с бортовой камеры агрегата на принимающее устройство в режиме реального времени от первого лица. В качестве приемника могут использоваться очки VR, а также пилотный шлем или монитор трансмиттера/смартфона. Иными словами, технология позволяет видеть пилоту то, что «видит» дрон в момент планирования.

Подвес с камерой

Это важная часть любых мультикоптеров с функцией съемки. Подвесное крепление служит для соединения видеокамеры с корпусом аппаратика. Она может иметь несколько осей (обычно две или три), позволяющих вращать камеру для захвата изображения в различных направлениях.

Нередко подвес оснащается специальными демпферными подушками, которые призваны гасить вибрации и обеспечить качественную стабилизацию видео на аппаратном уровне.

Батарея

АКБ – это сердце квадронов, обеспечивающее зарядом винтовые моторы. Они могут иметь моноблочную или многоблочную структуру, от чего во многом зависит их емкость. Аккумуляторные блоки подсоединяются в электроники посредством специальных клемм и устанавливаются на борт в специальных блоках. Для многих моделей предусмотрена возможность замены АКБ на аналогичные или с большей мощностью.

Чтобы понять, можно ли использовать другую батарею, необходимо внимательно почитать описание или инструкцию к агрегату.

Почему так популярен?

Ошеломительную популярность эти устройства получили в последние несколько лет, во многом благодаря параллельному развитию мобильных и видеотехнологий. С появлением высокотехнологичных смартфонов и повсеместными селфи, актуальными стали и так называемые селфи-дроны – миниатюрные беспилотники с камерой, позволяющие делать отменные селфи и видео.

Сложности в управлении

Новичок на этапе обучения может столкнуться с некоторыми трудностями контроля. В основном они связаны с пространственной ориентацией аппаратика и координацией движений стиков, что, надо сказать, по началу действительно очень непривычно.

Однако для таких случаев многие производители (в частности бюджетных модификаций) предусмотрели такую полезную функцию, как Headless Mode. Она меняет ориентацию дрона таким образом, что пилоту не нужно задумываться о том, где у квадрона зад, а где перед.

БПЛА и современное законодательство

В настоящее время на законодательном уровне действуют определенные ограничения в контексте применения и использования квадрокоптеров. Например, каждый дрон весом 0,25 – 30 кг подлежит регистрации на территории РФ и подразумевает наличие у пилота полетной лицензии.

К тому же придется получать разрешение на полеты, для которого потребуется удостоверение летной пригодности, доступ к эксплуатации воздушного пространства и удостоверение правомерности БПЛА-пилотирования. Если планируется ведение съемки в определенных регионах, то потребуется также соответствующе разрешение.

Будущее дронов

На что еще способны и для чего нужны людям коптеры, кроме развлечений?

Уже сегодня довольно успешно применяются такие летательные аппаратики для помощи строительным бригадам при монтаже сложных, композиционных конструкций, в сельском хозяйстве, при съемках документальных фильмов формата BBC, и даже для транспортировки людей.

Последний пункт можно считать особо интересной, революционной перспективой в мире БПЛА. Отдельную статью, посвященную таким крупногабаритным беспилотникам вы можете найти на страницах нашего сайта.

Надеемся, статья оказалась полезной и познавательной для вас. Если так, подпишитесь на наши обзоры и расскажите о них друзьям/знакомым в соцсетях. Удачного освоения ваших первых беспилотников!

Устройство и принцип работы квадрокоптера

Сегодня понятие дрон уже знакомо огромной молодежной аудитории. Эти функциональные устройства используются в разнообразных профессиональных сферах деятельности. В частности, сегодня дроны применяются при съемке телевизионных шоу, заменяя дорогие роботизированные подвесы для камер. Но как же устроен такой аппарат? Проведем краткий ликбез для тех, кто не совсем понимает, как устроен квадрокоптер, как он летает, и в чем его предназначение.

Небольшое разъяснение понятий

Что такое квадрокоптер или мультикоптер? Так называется летающее устройство с несколькими источниками подъемной силы. Это могут быть винтовые или реактивные двигатели. В случае с квадрокоптером — это четыре двигателя, у мультикоптера их число может доходить до 12.

Четырехугольная конструкция механически прочна и может быть сделана из легких материалов. А общее снижение массы коптера означает, что его аппаратную платформу можно сделать экономичнее, автономнее, улучшая функциональность аппарата. Сегодня это наиболее простая с точки программирования движения и технического построения схема.

Общие принципы построения

Квадрокоптер с камерой или самая простая модель строится на силовой раме. Это основная часть конструкции. На ее углах расположены ноги с крепящимися на них двигателями. Для удобства пользователей, на некоторых квадрокоптерах применяются поворотные блоки. Такие колена в основании ног обеспечивают электрический контакт и одновременно предлагают удобства владельцу механизма: дрон можно компактно сложить для легкости переноски.

Для облегчения посадки на раме снизу крепятся полозья. Их конструкция может быть самой разной. Дорогой квадрокоптер выглядит как вертолет, с прочными, металлическими полозьями. Дешевые модели могут оснащаться только тонкими насадками из резины, наклеенными прямо на раме.

Силовая рама выполняет и декоративную функцию. Именно она является самой видимой частью конструкции. Форма рамы создает общий облик квадрокоптера. Каждый производитель старается, чтобы его устройство было не только функциональным, но и выглядело стильно, красиво, и хорошо продавалось при первом взгляде на фото. Поэтому рамы делаются самых разных форм, иногда с размерами, которые никак не говорят о габаритах внутренней начинки.

Как это летает

Принцип работы квадрокоптера достаточно прост: четыре двигателя на вынесенных ногах создают подъемную силу. Есть несколько стандартных режимов работы:

• подъем с одновременным пуском двигателей;
• наклон в стороны с изменением оборотов левой и правой пары двигателей;
• спуск при подъемной силе меньше веса конструкции;
• набор скорости по прямой изменением режимов работы передней и задней пары двигателей.

Уже по перечисленным пунктам понятно, что квадрокоптер работает по вертолетной схеме. Только вместо наклона вала лопастей, как это делается в крылатой машине, для формирования бокового вектора силы используется разница в показателях воздушных потоков по бокам дрона.

Сложнее понять, как квадрокоптер вращается на месте. Здесь снова поможет большой вертолет. Его основная лопасть, вращаясь в одну сторону, передает момент на корпус в обратном направлении. Чтобы компенсировать паразитное вращение, большой вертолет имеет лопасть на хвосте.

Коптер использует тот же принцип формирования обратного момента для собственного вращения. Его четыре винта работают парами. Двойки лопастей вращаются в разные стороны. При одинаковых оборотах возникающие моменты компенсируются. Когда нужно повернуть дрон вокруг оси — уменьшаются обороты двигателя одной из пар. Возникающий момент вращает всю конструкцию.

Основные функциональные элементы

Квадрокоптер достаточно прост по конструкции. Внутри декоративного корпуса на силовой раме расположены:

• литий-ионная батарея;
• электронная начинка;
• радиомодули, трансмиттеры для работы с сигналами дистанционного управления;
• блок датчиков;
• блоки преобразования напряжения (уровня или частоты).

Главные, самые заметные узлы квадрокоптера распложены на выносных ногах. Это электродвигатели. В зависимости от класса модели это могут быть бесколлекторные частотно управляемые изделия. В простых коптерах применяются классические коллекторные двигатели. На их валах устанавливаются лопасти, формирующие нисходящий воздушный поток.

Умная начинка

Как гласит распространенное мнение в среде специалистов по аэродинамике, заставить летать сегодня можно даже кирпич. И квадрокоптер точно соответствует данному утверждению. Модель полностью управляется электроникой. Без нее добиться предсказуемого поведения летающей конструкции в воздухе было бы невозможно.

Главную роль в работе электронной системы управления квадрокоптером играет гироскоп. Именно этот датчик определяет крен в воздухе. На основании его показаний регулируется работа двигателей для стабилизации коптера в полете. Современные гироскопы способны определить изменение позиции конструкции в 6 степенях свободы.

Немалую роль играют и другие датчики системы. Именно они обеспечивают удобство управления летающей машиной и полезный функционал.

1. Акселерометр. При помощи контроля ускорения дрон отслеживает свое смещение. Это дает возможность машине зависать в заданной оператором точке, поддерживая высоту. Дорогие модели способны отслеживать смещение ветром, возвращаясь на исходную позицию.
2. Барометр. Очень полезный датчик для устройств с хорошей высотой подъема и автономностью. Оператору достаточно задать высоту полета (минимум или максимум) или зависания.
3. Сонар. Пара из ультразвукового излучателя и приемника, устанавливаемая в дорогих моделях, значительно снижает аварийность. Дрон может самостоятельно контролировать процесс автоматизированной посадки, обходить препятствия, останавливаться перед стенами. Сонар может работать в паре с акселерометром, помогать соблюдать точную высоту зависания.
4. GPS модуль. Присутствует в моделях специального назначения или дорогих развлекательных устройствах. По сигналам этого датчика дрон определяет свое местоположение. Оператор может задать траекторию полета, формировать модель патрулирования и многое другое.
5. Камера. Сегодня популярность такого оснащения непрерывно растет. Современные камеры при малом энергопотреблении могут предложить хорошее качество картинки. В зависимости от стоимости коптера, предлагается разный функционал. Камера дрона может смотреть только вперед или оснащаться поворотным и фокусирующим механизмом.

Все данные, поступающие с датчиков, обрабатываются центральным процессором. Большинство солидных производителей коптеров создают собственные решения. В дешевых дронах устанавливаются простые чипы, вся программа в которые записывается без возможности изменения.

Дорогие модели строятся с использованием флеш памяти. Владелец в некоторой степени может программировать коптер, задавая модели поведения, схемы движения и многое другое.

Средства управления коптером

Когда уже понятно, как такая штука, как квадрокоптер, устроена и летает, необходимо остановиться на операторе. Ведь летающей машинкой нужно управлять. И желательно это делать комфортно, удобно и точно. Сегодня оператору предлагается несколько вариантов.

1. Пульт управления, работающий по радиоканалу. Такое устройство не предусматривает обратной связи с дроном. С его помощью регулируют высоту и повороты в полете. Для этого на пульте установлены два отдельных джойстика. Один предназначен для уменьшения и увеличения высоты, другой — для плавного управления поворотами. На пульте также размещаются несколько функциональных кнопок. Например, зависание, автоматическая посадка, разворот. Главное достоинство радиопульта в большой дальности работы, а недостаток – сигнал можно перехватить или заглушить.
   
2. Смартфон. Управлять дроном с мобильного телефона можно только в пределах действия WiFi трансмиттера. Для обычных смартфонов дальность составляет до 100 метров без преград на пути сигнала. Если в области полета есть устойчивый прием беспроводной сети глобальных провайдеров интернета, дальность управляемого полета дрона может быть неограниченной. Программы управления со смартфона могут также получать видеосигнал с камеры квадрокоптера.
   

Важно! Для дронов специального назначения создаются собственные программные комплексы. Они предусматривают максимальную обратную связь. Можно не только составить график полета и описать выполнение задач, но и получать данные в реальном времени об их исполнении. Конечно, такие программные комплексы отображают картинку с камеры коптера.

Сегодня в розничной продаже легко купить дрон любого класса. Это может быть недорогая игрушка размером с ладонь для развлечений в помещении. И даже такой маленький квадрокоптер сегодня оснащается веб-камерой, общается со смартфоном и умеет зависать. Легко приобрести и дорогую, грузоподъемную и функциональную модель. Главное — правильно очертить круг ее задач и приготовиться к денежным тратам.

Популярные квадрокоптеры 2020 года

Квадрокоптер DJI Mavic Air на Яндекс Маркете

Квадрокоптер DJI Mavic Air Fly More Combo на Яндекс Маркете

Квадрокоптер DJI Mavic 2 Pro на Яндекс Маркете

Квадрокоптер DJI Mavic 2 Zoom на Яндекс Маркете

Как работает квадрокоптер

Чем чаще квадрокоптеры встречаются на глазах людей, тем чаще они задаются вопросом как они летают, по какому принципу работают, и что нужно для того, чтобы устройство взлетело. Это относительно новое устройство, и если младшее поколение, в том числе дети, лишь получает удовольствие от процесса эксплуатации, то у старшего поколения оно вызывает много вопросов и иногда даже серьезные опасения.

Как работает квадрокоптер — совсем не праздный вопрос.

Купить отличные дроны вы можете в нашем магазине — бесплатная доставка по России и СНГ, хорошие цены!

Особенности технического процесса

Независимо от того, собран дрон вручную из отдельно приобретенных элементов или уже в готовом состоянии, работать он будет по одному принципу. Дабы мультикоптер поднялся в небо, требуется, чтобы вращались винты – пропеллеры, управляющие воздушным потоком. Пропеллеры, в свою очередь приводят в движение синхронно работающие миниатюрные электродвигатели.

Работой электродвигателей управляет специальный блок, выполненный в форме электронных плат. Все элементы связаны между собой и питаются от подключаемого к ним аккумулятора.

Плата управления работает по тем принципам, которые в ней запрограммированы. Так, все модели в обязательном порядке имеют ручной режим управления, который осуществляется удаленно посредством пульта. И лишь часть из них работает в автоматизированном и полностью автоматическом режиме.

Ручное управление

Пребывая в ручном режиме управления, квадрокоптер принимает сигналы от дистанционного пульта – аппаратуры, которая питается от батареек или перезаряжаемых аккумуляторов. Пульт находится у пользователя, который находится на удалении от аппарата. Дальность действия его сигнала зависит от используемой технологии канала связи. Наименьший радиус действия имеют модели с Bluetooth.

Он поддерживает дальность действия порядка 40-50 метров. Модели с радиосигналом на частоте 2,4 гГц имеют дальность действия до 250-300 метров, на других частотах она может составить и 500 метров. Такую дальность действия обеспечивает и wi-fi соединение. Специальные системы связи могут обеспечивать дальность даже в несколько километров.

Сигнал, передаваемый от ручной аппаратуры, сообщает команду плате, которая получает его через приемник, установленный снаружи или внутри корпуса. Сигнал дешифруется, и специальная команда платы регулирует работу двигателей.

Работа современных квадрокоптеров вызывает восхищение

Зависимо от того, какие электромоторы усиливают или приостанавливают свою активность, корректируется траектория и характер движения квадрокоптера. Когда все двигатели работают усиленно – он поднимается строго вверх. Когда все моторы одновременно снижают обороты – он спускается. Когда усиливается работа только двух передних двигателей – он движется вперед, а при усилении работы пары задних – назад. Аналогично происходит движение в стороны. Пары боковых двигателей работают синхронно и отвечают за движение – влево или вправо. За стабилизацию полета отвечает дополнительный модуль – гироскоп. Он выполняет роль сенсора, данные с которого обрабатываются платой управления. За счет этого осуществляется автоматизированный полет.

Автоматизированный полет и автопилот

Дополняют автоматизацию специальная трюковая часть, которая также программируется производителем. Одним из них является удержание высоты при остановке ручного управления. Также к ним относятся повороты вокруг оси. Для этого пары двигателей останавливаются на мгновение и за это время квадрокоптер успевает перевернуться в воздухе.

В автоматическом режиме могут летать далеко не все модели, а лишь некоторые наиболее современные модификации дронов. Они могут автоматически возвращаться на точку старта, лететь с остановкой по заданным координатам и даже самостоятельно формировать маршрут следования, огибая препятствия или следя за конкретным захваченным сенсорами объектом.

Среди сенсоров, используемых в работе аппарата выделяются также акселерометры, барометры, компасы и геопозиционеры.

Как управлять дроном

Впрочем, даже зная принципы работы квадрокоптера не каждый отважится им управлять, боясь уничтожить достаточно дорогую технику. Но на самом деле управлять им достаточно просто. Все, кто когда-либо ранее пользовался игровым джойстиком от приставки, подтвердят это. Основную нашу статью про управление квадрокоптером вы можете прочитать здесь.

Преимущественное большинство квадрокоптеров имеют специальные кнопки, которые включают их питание. Наиболее примитивные модели включаются сразу после того, как подсоединяются контакты аккумуляторов.

Для того чтобы привести в движение электромоторы требуется воспользоваться комплектной аппаратурой или сопряженным мобильным устройством, к примеру, смартфоном с предварительно установленным фирменным приложением.

Особенности управления при помощи аппаратуры зависят от ее модели. Все дополнительные кнопки могут иметь различное назначение и использоваться исключительно для выполнения определенных функций, к примеру, захвата изображения с камеры, переключения с ручного управления на автоматическое, или же для выполнения несложных трюков. Об их точном назначении будет говориться в инструкции, которая обычно идет в комплекте с летательным аппаратом или пультом управления, если он приобретается и программируется отдельно. Для некоторых моделей инструкции также можно найти в сети, поэтому если по каким-то причинам инструкция была на непонятном иностранном языке, например, на китайском, можно даже воспользоваться видео руководством.

Понять, как работает квадрокоптер, всегда лучше перед его покупкой

Если же говорить о базовых функциях, таких как запуск моторов, чаще всего это делается путем сведения стиков (рычагов) включенной аппаратуры вместе. В отдельности правый и левый стики выполняют различные функции. Правый стик – отвечает за регулировку движения вперед-назад, влево-вправо. Левый же по умолчанию используется для регулировки высоты полета. Выжатый от себя левый стик поднимет устройство в воздух, а при надавливании его на себя квадрокоптер начнет снижение.

Стоит отметить, что некоторые модели вроде DJI Inspire 1 поддерживают использование сразу двух аппаратур. И если одна традиционно используется для управления полетом, то вторая отвечает за регулировку положения камеры путем изменения углов наклона и вращения используемого подвеса.

Гораздо чаще встречается ситуация, когда используется не две аппаратуры, а, например, аппаратура и планшет. Последний гаджет выполняет роль второго пульта, а также используется в качестве экрана, на который выводится изображение с камеры благодаря наличию функции FPV. Впрочем, самые бюджетные модели могут управляться пользователем исключительно мобильным устройством.

На экран выводится вся необходимая информация о полете, что невозможно при использовании комплектного пульта. Дополнительную информацию при этом можно получать непосредственно от квадрокоптера, обращая внимание на его иллюминацию, создаваемую установленными на нем светодиодами.

Купить отличные дроны вы можете в нашем магазине — бесплатная доставка по России и СНГ, хорошие цены!

Видео о том, как работает квадрокоптер

Квадрокоптер

Радиоуправляемые летательные аппараты 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 дрон, 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

Новичков 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 дроны с камерой 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.

Что такое квадрокоптер – его назначение и устройство

Создание компактных летательных аппаратов началось в военной сфере. Беспилотники сегодня находятся на вооружении многих армий мира, выполняют разведывательные, курьерские функции. Развитие сверхмалой беспилотной авиации началось в гражданской сфере. Сегодня мы поговорим о том, что такое квадрокоптер, какое его предназначение.

Коптеры – это компактные устройства с четырьмя пропеллерами, которые приводятся в движение одним общим или отдельными двигателями. Аппарат взлетает перпендикулярно поверхности земли, может выполнять целый ряд воздушных трюков. Применение такое оборудование нашло в сфере развлечений, во многих профессиональных задачах.

Конструкция, особенности строения дрона

Следует для начала выяснить устройство квадрокоптера, чтобы понимать его основные сильные стороны, возможные недостатки. Аппарат монтируется на раме, которую каждый производитель изготавливает из различных материалов. Обычно для производства используют легкие прочные материалы, такие как алюминий. Сердцем беспилотного устройства стал двигатель, который приводится в движение электричеством от встроенной батареи. Четыре пропеллера вращаются и позволяют управлять оборудованием. Конструкция изделия зависит от назначения, размеров, прочих особенностей.

Важнейшая деталь техники – электронная система управления, которая также отличается у разных брендов. От качества и современности системы зависят возможности дрона. С помощью встроенных «мозгов» техника может самостоятельно удерживать заданные координаты, компенсировать влияние ветра, связываться с пультом управления посредством разных каналов сигналов, проделывать различные виражи. Коптер управляется с помощью пульта или специальной программы для смартфона.

Как работает современный квадрокоптер?

Каждый пропеллер действует по принципу небольшого вертолета. Движение вверх/вниз регулируется скоростью вращения пропеллеров. Для полета влево/вправо, вперед/назад используется наклон под определенным углом. Технология простая, но для ее реализации необходимы сложнейшие программные модули и системы.

Принцип действия дрона строится на простом алгоритме:

• пропеллеры коптера работают в разных режимах, вращаясь попарно по часовой стрелке и против;
• такой способ вращения образует тягу, за счет которой легкий квадрокоптер поднимается в воздух;
• реализовано плавное замедление винтов, чтобы техника постепенно мягко садилась на землю;
• ускорение вращение винтов с одной стороны даст наклон и движение в выбранную сторону;
• ускорение всех пропеллеров одновременно даст подъем на еще большую высоту;
• система управления тонко руководит каждый моторчиком, что позволяет удерживать дрон в воздухе без движения.

Техника нынешнего поколения демонстрирует удивительные возможности, содержит множество запрограммированных режимов полета. Принципы работы квадрокоптера меняются и дополняются новыми возможностями.

Какие задачи выполняет устройство?

Сегодня коптеры применяют в самых разных сферах, включая многие полезные задачи. Без этого оборудования телепередачи о путешествиях были бы скучными, а видеоблогеры не смогли бы показать и десятой доли тех красот, которые вы имеете возможность посмотреть. Специально настроенные дроны, оснащенные тепловизорами, сильно облегчают работу спасателей.

Основные сферы использования летательной техники:

• съемка видео с высоты птичьего полета, получение уникальных кадров с минимальными вложениями;
• спорт – существует серия гоночных дронов, которые развивают огромную скорость, участвуют в соревнованиях;
• спасательные, поисковые операции – беспилотники применяют для поиска потерявшихся людей;
• охота – выслеживание диких зверей в любой местности в любое время суток;
• геодезия – создание плана местности, проверка границ, прочие задачи кадастра;
• курьерская доставка – это применение активно развивается мировыми лидерами в сфере доставки товаров;
• программирование – некоторые модели коптеров можно обучать, внедряя собственный код.

Многие потенциальные покупатели задаются вопросом, зачем нужен квадрокоптер. В большинстве случаев покупают устройства для съемки из воздуха. Также есть модели, которые хорошо защищены от влияния влаги и могут делать съемку под водой или при дождливой погоде. Развитие сферы производства дронов приносит новые возможности покупателям.

Как выбрать и купить летательный аппарат?

Теперь вы знаете, для чего нужен квадрокоптер, как он работает. Осталось выбрать подходящую для ваших целей модель и получить много положительных эмоций от эксплуатации оборудования. Чтобы купить квадрокоптер, выбирайте модель в каталоге интернет-магазина iDrone.

В ассортименте представлены оптимальные варианты коптеров от компаний DJI, Parrot, SwellPro. Есть модели для любительского использования, игрушки, профессиональное оборудование. Представлены на страницах магазина аксессуары и дополнения. По вопросам покупки или для консультации звоните менеджерам компании.

Что такое квадрокоптер и его назначение

Вопрос «что такое квадрокоптер?» звучит всё чаще, ведь всё большее количество людей разных возрастов начинает интересоваться радиоуправляемыми летательными аппаратами. Это неудивительно – вспомните, разве вы в детстве не хотели быть пилотом вертолёта или самолета и совершать долгие полёты на дальние расстояния?

Мечты должны сбываться, хоть и спустя годы, и в этом вам поможет приобретение летательного устройства. Но прежде давайте разберемся, что такое квадрокоптер, из чего он состоит и благодаря каким механизмам он летает.

Содержание

Что такое квадрокоптер

Если мы обратимся с вопросом, что означает термин «квадрокоптер» к словарю, то получим следующий ответ:

Квадрокоптер – он же квадролёт или четырёхроторный вертолет – аппарат, имеющий в своей конструкции четыре ротора и перемещающийся по воздуху. Роторы вращаются в противоположных направлениях диагонально.

В общем, из этого определения понять, что же такое квадрокоптер, для непрофессионала будет непростой задачей. Поэтому попробуем с вами разобрать его по частям: итак, ясно, что это устройство, которое способно летать. Полёт обеспечивают роторы – двигатели.

Их всего четыре – отсюда и название с приставкой «квадро». На роторах или двигателях, которые установлены на углах аппарата, располагаются винты. Винты стоят попарно и вращаются они в противоположные друг другу стороны.

Теперь, когда мы расшифровали, давайте соберем определение воедино. Так, квадрокоптер – летательное устройство, имеющее в своей конструкции четыре двигателя, которые вращают винты попарно в противоположные стороны. По-простому его также можно назвать дроном, квадролётом, беспилотником, летательным аппаратом – в общем, у каждого пользователя есть своё название для прибора.

Почему квадрокоптер не игрушка

Почему летательные дроны не являются игрушками, хоть и продаются в магазинах для детей? Вернемся к определению – из него можно сделать вывод, что дрон – это технически сложное устройство. А любое техническое устройство должно эксплуатироваться с осторожностью.

Если рассмотреть опасность этого устройства на бытовом уровне, представьте, что ваш дрон, не имеющий защитных кожухов на пропеллерах, подлетит слишком близко к человеку.

А скорость вращения винтов немаленькая! Думаю, вы понимаете сами, чем это может обернуться.

Теперь коснемся законодательства. Согласно Воздушному кодексу Российской Федерации вы и вовсе не имеете права запускать летательные беспилотные аппараты вне дома.

Обусловлено это тем, что квадрокоптер попадает под категорию беспилотных летательных аппаратов, управление которыми без специальной лицензии признаётся административным нарушением и наказывается штрафом от 5 до 200 тысяч рублей. Сумма эта зависит от того, физическим лицом вы являетесь или же юридическим.

Если вам это кажется неубедительным, предлагаем вам ознакомиться с опытом зарубежных стран касательно коптеров – все приведенные ниже факты взяты из новостей, размещенных в официальных источниках.

Начнем с Индии – если вы решите в путешествии по одному из городов этой замечательной азиатской страны снять фото- или видеопанораму дворца Тадж-Махал, будьте готовы к тому, что вас непременно заберут в полицию – прецеденты уже есть, и их немало. К слову, единственная официальная съемка Тадж-Махала с воздуха была проведена 15 лет назад!

Во Франции вы также столкнетесь с проблемами, если решите поснимать с высоты птичьего полёта Эйфелеву башню. Только проблемы у вас будут гораздо серьёзнее, чем в Индии. Вас не просто заберут в полицию, в вашем деле будет также фигурировать такая фраза, как «покушение на жизнь людей».

А в Соединенных Штатах Америки и вовсе налажен своеобразный бизнес, имеющий название «охотники за дронами». Там за каждый сбитый коптер местные власти платят 100 долларов.

Предназначение квадрокоптера

Для чего же нужны летающие беспилотники?

В первую очередь они всё-таки воспринимаются как развлечение – полетать, поснимать пейзажи с высоты и убрать. Но у них есть и более серьезные предназначения. Использовать такие устройства могут спасатели МЧС, чтобы осматривать те места, до которых людям добраться невозможно или опасно. С такими же целями беспилотные аппараты берут на вооружение и военные, и пожарные.

Беспилотники встречаются в пользовании людей и более мирных профессий, например, фотографов. Притом с их помощью снимаются не только пейзажи или архитектура – летательный аппарат позволяет получить отличные ракурсы на фото и видео с людьми, например – на свадебной съемке.

Из чего состоит и как работает квадрокоптер

Пока что мы определили лишь сложное устройство этого технического устройства. Но что же делает его таковым?

Один из основных элементов устройства – это его рама. Она выполняет и практическую роль, неся на себе все узлы и крепления, и декоративную – от её формы зависит то, как будет выглядеть дрон. Рама коптера – это крестовины и идущие от неё лучи, которые также именуются как «ноги».

Материалы рамы чаще всего — это сравнительно легкие карбон, алюминий или некоторые породы дерева. По своим свойствам рама может быть стационарной и складной. Стационарная не имеет никаких дополнительных элементов. А вот складную производители снабжают «коленями», которые дают пользователю возможность складывать дрон для переноски.

Различается конструкция рамы и по положению крестовины – бывают симметричные и асимметричные. Если с симметричными всё понятно, то у ассиметричных камера смещается вперед, ближе к носу.

Такое положение можно часто встретить на коптерах, предполагающих установку камеры. Сделано это для того, чтобы в кадр при съёмке не попадали винты передних пропеллеров.

Чаще всего на рамы крепятся «лыжи» для смягчения посадки или удара о землю. Но если вы решили заказать дешевый коптер, знайте, что вместо «лыж» или шасси у вас будут лишь резиновые насадки.

Сверху на раму крепится самый основной элемент дрона – его мозг. По своей сути он является компьютером, который принимает сигналы с пульта дистанционного управления и пересылает их на остальные части коптера.

Невозможен полёт и без моторов и пропеллеров – моторы крепятся на концах каждого луча коптера и приводят в движение пропеллеры. К слову, пропеллеры работают попарно, то есть два из четырех вращаются по часовой стрелке, а два других – против.

Из «начинки» в квадрокоптере также имеется большое количество соединительных проводов и датчиков. Последние выполняют большое количество функций, среди которых есть основная: стабилизация устройства в полёте.

И последние элементы – это корпус, защищающий плату «мозга» коптера от механических повреждений и всяческих воздействий вроде дождя или пыли, и, если квадрокоптер предусматривает установку камеры, крепеж для неё. Ну или сама камера – в зависимости от модели и комплектации.

Но по какому принципу все эти элементы поднимают коптер в воздух?

Как говорилось выше, на конце каждого луча квадрокоптера имеется небольшой мотор, который запускает винты пропеллеров. Из-за отсутствия хвостового пропеллера винты вращаются попарно против и по часовой стрелке. В момент запуска винтов возникает тяга, которая и поднимает квадрокоптер в воздух. Манёвры совершаются при помощи изменения скорости вращения лопастей пропеллеров.

Для того, чтобы коптер оторвался от земли, необходимо ускорить вращение всех пропеллеров. Для того, чтобы устройство приземлилось, винтам нужно плавно замедлиться – если это произойдет слишком резко, оно просто рухнет.

Ускорение винтов только с одного из боков коптера позволит ему двигаться в сторону. А вот для того, чтобы коптер развернулся на 180 градусов, необходимо, чтобы винты, вращающиеся против часовой стрелки, замедлились.

Все передвижения и трюки производятся непосредственно пилотом с пульта дистанционного управления.

Посмотреть, как летает это устройство, вы сможете на видео:

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.

Вы можете приобрести квадрокоптер у нас на сайте.

Рекомендации по покупке квадрокоптера

При приобретении коптера не стоит соблазняться на слишком низкую цену. Сегодня на рынке существует много дешевых подделок, большинство из которых являются обычными радиоуправляемыми вертолетами без возможности прикрепления камеры.

Безусловными лидерами среди профессиональных квадрокоптеров считаются гаджеты DJI Phantom. Да, их цена довольно высока, но оно того стоит. Самые известные и впечатляющие видео были засняты именно посредством коптеров этого бренда.

Чтобы сделать оптимальный выбор, следует знать основные характеристики квадракоптеров. Они могут записывать видео либо просто на флеш-карту, либо передавать изображение в режиме реального времени по видеоканалу. Второй вариант даст вам возможность проводить полет от первого лица, что конечно является большим преимуществом. Если вы не слишком ограничены в средствах, лучше приобрести модель с камерой, работающей в режиме реального времени.

В квадрокоптерах также может разниться количество каналов управления. По каждому из них может передаваться какой-то один из параметров, например, может изменяться скорость. В общем, чем больше будет таких каналов в характеристиках – тем лучше.

Квадрокоптер может продаваться с гироскопом и без. Гироскоп – это маленький датчик, который контролирует устойчивость и положение агрегата в полете. Он позволяет при боковом ветре зависнуть в воздухе. При отсутствии гироскопа коптер может сносить в стороны, в результате чего возникнет риск налета на какое-нибудь препятствие. Поэтому желательно приобрести модель, имеющую такой датчик.

Обратите внимание на дальность и продолжительность движения. Конечно, чем выше эти характеристики – тем будет лучше. Многие модели обладают продолжительностью полета около 15 минут, после чего возникает необходимость замены аккумулятора. Некоторые квадрокоптеры могут летать и дольше. Дальность полета определяется методом управления. Например, при wi-fi технологии дальность полета колеблется в диапазоне от пятидесяти до ста метров.

Можно ли собрать коптер самостоятельно?

Если вам не хватает продолжительности или дальности движения, можно попробовать собрать квадрокоптер самому. Если вы готовы рискнуть, владеете технологией пайки, хорошо разбираетесь в электронике и готовы потратить на это несколько месяцев, можно надеяться на хороший результат.

Однако при этом у вас не будет гарантии на коптер, да и не все компоненты будут сразу совместимы. Поэтому лучше не тратить время и силы, а приобрести уже готовый квадрокоптер.

Источники:
http://tehnika.expert/kvadrokoptery/chto-eto-takoe-i-kak-rabotaet.html
http://kvadrokopters.com/blog/interesnoe/kak-rabotaet-kvadrokopter/
http://kopterinfo.ru/kvadrokoptery/kvadrokopter-chto-eto-takoe.html
http://idrone.ru/chto-takoe-kvadrokopter-ego-naznachenie-i-ustroystvo/
http://infocopter.ru/chto-takoe-kvadrokopter-i-ego-prednaznachenie/
http://digbox.ru/news/chto_takoe_kvadrokopter_i_zachem_on_nuzhen/
http://drongeek.ru/novichkam/kvadrokopter-upravlaemy-telefonom