Как работает квадрокоптер?
Авиамодели на управлении это отдельная ветвь моделизма. Первые уменьшенные копии появились немногим позже самих прототипов, и их популярность с каждым годом только растет. На сегодняшний день никого не удивишь мультикоптером, будь-то детская игрушка или профессиональный дрон для поисковых и аграрных работ или для съемки видеороликов. Чаще всего клиенты задаются только одним вопросом: сколько стоит квадрокоптер?
И только единицы интересуются принципом работы такого устройства. Зачастую это либо моделисты, собирающие дрон самостоятельно, либо любознательные пользователи, которых интересует абсолютно все. Ниже в статье приведено простое объяснение сложных процессов полета, поэтому если вам интересно, то обязательно стоит ознакомиться с содержимым.
Как работает квадрокоптер
Если не вдаваться в физику процессов и сложные научные термины, то можно с легкостью объяснить работу дрона. Для этого изначально стоит отметить, что подъем такого устройства на определенную высоту возможен благодаря вращению лопастей и наличию различной электроники.
Квадрокоптер — это беспилотное летающее устройство с четырьмя двигателями. Его конструкция представляет собой основу и лучи с моторами, на выходных валах которых закреплены винты. Подъемная тяга, как упоминалось выше, образуется за счет вращения этих винтов.
Управление же осуществляется благодаря распределению тяги. В зависимости от конструкции и производителя коптера, полет вперед/назад и повороты осуществляются благодаря разным способам регулировки мощности. Например, для движения вперед больше мощности подается на задние моторы или же меньше на передние. Возможен вариант одновременного увеличения мощности задних и уменьшения мощности передних винтов. При этом происходит небольшой подъем задней части дрона.
Такая же схема выдерживается при полете в сторону или повороте. При наклоне влево, правые винты вращаются с большим количеством оборотов, и наоборот. Для поворота достаточно чтобы сильнее или слабее вращалась пара диагонально расположенных моторов.
Принцип работы квадрокоптера
На основании конструкции дрона крепится вся необходимая электроника и аккумулятор. Электроника представляет собой различные платы, отвечающие за прием сигнала и ответную реакцию на него. Чем сложнее и дороже модель, тем качественнее и инновационнее технологии ее управления, но принцип всегда остается тем же.
Основные элементы дрона:
- Корпус
- Основная плата
- Приемник
- Регуляторы скорости
- Моторы и винты
Современные модели обычно комплектуются основными платами со встроенным приемником сигналов. Отдельно он монтируется в случае индивидуальной сборки, тогда моделист самостоятельно подбирает приемник и передатчик.
Даже самые бюджетные модели, помимо всего прочего, обязательно оснащаются гироскопом, встроенным в плату управления. Он необходим для стабилизации устройства по плоскостям и устойчивого положения в полете.
Опциональная электроника
С развитием технологий даже небольшие устройства оснащаются дополнительными датчиками и электроникой, которые существенно упрощают управление. Например, это могут быть барометр, GPS, сенсорные датчики или же дополнительные камеры для обнаружения препятствий.
Барометр необходим для удержания заданной высоты. Достаточно один раз поднять дрон на необходимый уровень и он зависнет или будет летать на этой отметке. Но в отличии от датчиков GPS, барометр фиксирует только высоту.
Датчики же GPS монтируются на более дорогостоящие модели и позволяют зафиксировать положение дрона в одной точке относительно всех осей координат. Наличие такой электроники позволяет прокладывать маршрут для полета по точкам, вести съемку в автоматическом режиме (например функция "Слежение за объектом"), и зависать в одном положении. Даже если порыв ветра сместит дрон, он вернется на заданные координаты.
Полезны такие датчики и для возвращения квадрокоптера "домой". Пилот может задать определенную точку координат перед началом полета, которая впоследствии станет "посадочной площадкой" при активации режима "Возврат домой". Подобные функции доступны и для устройств без датчиков GPS. В этом случае при нажатии кнопки Home или активации режима возврата домой, дрон будет лететь строго на пульт управления. Здесь следует соблюдать осторожность, так как коптер может врезаться в пульт или пилота.
Безопасный полет
Наличие датчиков и специальных сенсоров обнаружения препятствий существенно помогает избежать крушений как новичкам, так и опытным пилотам. Подобные сенсоры не встретишь на бюджетных моделях, но их наличие у дорогостоящей техники более чем оправдано. В зависимости от настроек и количества этих датчиков дрон может как облетать препятствие, так и остановиться на безопасном расстоянии от него.
Особенно это удобно при активации автоматических режимов полета. Например, практически все квадрокоптеры DJI последнего поколения могут не только обнаружить преграду, но и просчитают новую траекторию для ее облета. Таким образом пилот меньше затратит усилий на управление и сможет полностью сосредоточиться на процессе видеосъемки.
Как происходит управление
Опять таки, если не вникать в сложную физику процесса, то объяснить как происходит управление квадрокоптером очень просто. Пилот после активации устройства с помощью пульта управления (он же передатчик) подает определенный сигнал для выполнения команды. Вмонтированный в основную плату приемник получает этот сигнал и дешифрует его для передачи на плату управления или непосредственно моторы устройства. Далее происходит регулировка оборотов необходимых двигателей и выполнение заданной команды.
Чем сложнее устройство, тем сложнее описание процесса управления. Но схема практически всегда одинакова. Например для управления подвесом или подобными устройствами, расположенными на дроне, пилот все так же задает сигнал с пульта управления. Приемник все также после получения, производит дешифровку и передачу сигнала на плату подвеса, далее сигнал поступает на его моторы.
В целом, это сложный механизм, который работает благодаря законам физики и современным разработкам в сфере радиоуправления и электроники.
В этой статье мы постарались максимально просто и доступно объяснить сложные процессы управления и принцип работы мультикоптеров. Если остались вопросы, обращайтесь к менеджерам нашего интернет-магазина "Planeta Hobby", они точно смогут вам помочь.
