Что такое квадрокоптер или мультикоптер, виды и типы

Что такое квадрокоптер? Наверняка новичок сразу представит квадрокоптер фирмы DJI, вот такой:

Это все благодаря маркетологам этой компании, но на самом деле, существует множество видов и типов квадрокоптеров, от детских игрушек до профессиональных в несколько килограмм беспилотников.

Что такое квадрокоптер? Это беспилотный летательный аппарат, оснащенный 4 двигателями, от слова «quadro», то есть, 4 и управляемый с помощью внешней аппаратуры управления. Другие беспилотники могут иметь другое количество двигателей, но будут иметь другое название — октокоптер, бикоптер, викоптер и так далее.

Новичка, возможно, обилие видов и типов, может привести в замешательство, но для этого я и пишу эту статью, чтобы помочь вам разобраться в этой теме. Ниже вы найдете все основные типы и виды квадрокоптеров.

Для начала рассмотрим мультикоптеры и какие они бывают.

Виды мультикоптеров

Дроны делятся на:

• Игрушечные;
• Гоночные;
• Съемочные.

Игрушечные квадрокоптеры

Игрушечные — это все те дроны, которые стоят до 2 тысяч, а чаще — меньше. У них щеточные моторы, которые быстро изнашиваются, маленький диапазон управления. Но в чем плюс — это отличный способ войти в хобби, чтобы понять нравится вам это или нет, прежде чем тратить тысячи рублей на нормальное оборудование и компоненты для дрона. Также, вам не нужно будет покупать дополнительно аппаратуру управления, видеопередатчик, приемник и так далее, в таких все уже есть, хоть и «игрушечного» уровня. Такие дроны медленные и не опасные, подходят в том числе для детей.

Этот вид умеренно популярен, через него проходят многие начинающие и как правило — случайно, вот захотелось поиграться и заказал человек такой дрон, а потом затянуло так, что он попадает на этот сайт

Стоимость: от 800 рублей до 2 тысяч в среднем.

Гоночные квадрокоптеры

Набирающий с каждым годом популярность вид квадрокоптеров. Уже несколько лет подряд проводятся масштабные соревнования пилотов гоночных квадрокоптеров. Оборудование и компоненты профессиональные. Как правило, такие квадрокоптеры собирают сами, новички из КИТ-наборов, а опытные подбирают компоненты сами. Но сейчас чаще новички тоже сами с нуля подбирают себе компоненты и иногда ошибаются, но это дело опыта.

Собираем и настраиваем гоночный квадрокоптер на раме iFlight XL5 V3, сборка с фото и видео

Этот вид квадрокоптеров — быстрый и опасный благодаря бесщеточным двигателям на неодимовых магнитах, некоторые сборки могут разгоняться до 200 км/ч, но большинство любителей собирают сборки, которые «выжимают» 80-120 км/ч. Управление полуавтоматическое и ручное, опытные летают только в ручном режиме. Об этом виде квадрокоптеров как раз и наш сайт.

При этом, есть и подвид гоночных: микроквадрокоптеры. Они тоже с качественными и профессиональными компонентами, у них есть бесщеточные двигатели, просто они маленькие:

Ссылка на этот дрон: https://profpv.ru/fullspeed-tinyleader-obzor-moshchnogo-mikro-kvadrokopter/

Для таких дронов нужно отдельно покупать аппаратуру управления и шлем, либо очки для приема видео.

Стоимость: можно собрать дрон за 5 тысяч (если постараться), но в среднем цены от 7 тысяч. Сюда не входит: аппаратура управления, аккумуляторы, зарядное устройство, шлем или очки.

Съемочные квадрокоптеры

Самый популярный вид квадрокоптеров. О съемочных дронах знают все. Такие дроны делятся на профессиональные, такие как dji inspire и любительские, такие как dji phantom. На себе несут качественный обвес с хорошей камерой. В комплекте всегда идет аппаратура управления, а в качестве приемника видео — используется телефон, либо планшет, который устанавливается в специальный держатель пульта.

Xiaomi FiMI A3 обзор с фото и видео

Это большие и медленные (по сравнению с гоночными) дроны, обычно скорость не превышает 70 км/ч. Но скорость им и не нужна, ведь они заточены под съемку, у них есть различные интеллектуальные режимы и датчики. Управление полуавтоматическое и чтобы разбить такой дрон — это надо еще постараться.

Стоимость: съемочные дроны дорогие, в среднем от 50 тысяч рублей, основная цена конечно же оптика и подвес камеры, еще значительная часть — бренд.

На этом по видам дронов все, если есть вопросы, задавайте в комментариях.

Типы мультикоптеров

Под мультикоптерами подразумевают квадрокоптеры, то есть, дрон с 4 двигателями, но они могут быть не только квадрокоптерами, но и такими:

• Вертолеты — 1-2 двигателя;
• Бикоптер — 2 двигателя;
• Трикоптер — 3 двигателя;
• Квадрокоптер — всем известный тип дрона, 4 двигателя;
• Дрон типа VTail — 4 двигателя, но 2 задних под углом;
• Дрон типа Y6 — 6 двигателей;
• Октокоптер — 8 двигателей.

Вертолет

Кто не хочет себе вертолетик? Самые дешевый и забавный вариант получить радиоуправляемую модель! На самом деле, видов вертолетов очень много, от 300-400 рублей за вертолетик, до десятков или сотен тысяч за вертолет (тоже на радиоуправлении)! Дорогие вертолеты обычно имеют бензиновый или керосиновый двигатели.

Бикоптер

Экспериментальные дроны, популярности не имеют. Самым известным прототипом бикоптера является Bell Boeing V-22 Osprey:

Трикоптер

Экспериментальные дроны, такие собирают не часто. Имеет 3 двигателя, потому у него маленькая грузоподъемность, но хорошая маневренность.

Тип Y6

Это дрон, у которого 6 двигателей. Используется промышленностью, киношниками и теми, для кого важна грузоподъемность, потому что она у такого дрона большая. Рама как у трикоптера, но на лучах расположено по 2 двигателя, 1 сверху и 1 снизу. Выглядит это все вот так:

Тип VTail

Квадрокоптер с 4 двигателями, но 2 задних мотора близко расположены друг к другу под углом. Время от времени такие можно увидеть на различных соревнованиях:

Hexacopter (гексакоптер)

Двигателей 6 штук, как у трикоптера, но в этом случае у рамы дрона 6 лучей и каждый двигатель расположен на своем луче. Используется теми же людьми, что используют и трикоптер. Большая грузоподъемность — это про гексакоптер.

Octocopter (октокоптер)

6 двигателей хорошо, а 8 еще лучше! Прототип этого дрона — гексакоптер, добавляется еще 2 луча с 2 двигателями, еще больше стабильности и грузоподъемности. Стоит дороже, чем гексакоптер, но это и понятно. Используется киношниками, так как поднимает любую тяжелую камеру и не надо нанимать вертолет :), а также фермерами для опыления полей.

Из каких компонентов состоит мультикоптер или квадркоптер?

1. Рама
   Рама это скелет квадрокоптера, платформа, на которой все компоненты соединяются в одно целое.
   
2. Регуляторы оборотов
   ESC — electronic speed controller, переводится как электронный контроллер скорости. В русскоязычном сообществе принято называть их как «регуляторы оборотов», в простонародье «регули» или «регуляторы».
   Регуляторы оборотов управляют скоростью вращения бесколлекторных (бесщеточных) двигателей. Раньше почти у всех квадрокоптеров ESC были индивидуальными, внешними, размещались на лучах рамы, а сейчас все чаще пилоты собирают квадрокоптеры на ESC 4 в 1, они компактнее и удобнее. Конечно, такое не получится с мультикоптерами и там по прежнему применяются отдельные регуляторы оборотов.
   
3. Двигатели
   Двигатели бывают щеточные и бесщёточные (бесколлекторные). Первые применяются в игрушках и очень дешевых квадрокоптерах, а вторые устанавливаются на бюджетные и профессиональные мультикоптеры. Бесколлекторные двигатели не используют щетки и имеют другую конструкцию. В них используются неодимовые магниты, которые расположены в колоколе и сердечник, вокруг которого крутится колокол с магнитами. В середине сердечника установлен подшипник, в том числе в самом низу корпуса, на них крутится колокол с валом. У таких двигателей очень большой КПД.
   Двигателей может быть 3, 4, 6, 8, 10 и больше. Все они работают парно, то есть, половина двигателей крутится по часовой стрелке, а половина против часовой стрелки. Так достигается стабильность конструкции в воздухе при одновременной работе двигателей, не нужно устанавливать хвостовой двигатель, как у вертолетов, чтобы он компенсировал вращение по оси.
   
4. Пропеллеры
   Это то, что крутит двигатель. Пропеллеры создают тягу, с помощью которой дрон может находиться в воздухе.
   
5. Полетный контроллер
   Мозг мультикоптера. Управляет всеми компонента и соединяет их в одно целое. В полетный контроллер загружается прошивка (программа), которая всем и управляет.
   
6. Курсовая камера
   Это та самая камера, которая устанавливается в передней части и с помощью которой вы видите видео от первого лица.
   
7. Видеопередатчик
   Обычно это аналоговый передатчик, но сейчас все чаще можно увидеть цифровой. Кодирует сигнал с камеры и передает его на любое принимающее устройство, например, в FPV шлем.
   
8. Антенны
   Помогают видеопередатчику передать сигнал, преобразовывая осциллирующую электрическую энергию в электромагнитное излучение и наоборот.
   
9. Приемник
   Приемник принимает сигнал с аппаратуры управления, декодирует его и отправляет информацию в полетный контроллер, который в свою очередь координирует действия остальной периферии, в том числе командует регуляторами оборотов.
   
10. Аккумулятор
    Аккумулятор питает энергией всю систему мультикоптера и выбор правильного аккумулятора очень важен.
    

Как управлять квадрокоптером

Управляется квадрокоптер с помощью аппаратуры управления:

Сигнал с пульта принимается приемником на квадрокоптере, а далее обрабатывается полетным контроллером и передается на ESC, а они в свою очередь меняют скорость вращения двигателей. Так как поворачивает мультикоптер?

• Чтобы набрать высоты: увеличить обороты двигателей для создания подъемной силы пропеллерами;
• Чтобы снизить высоту: уменьшить обороты двигателей для снижения подъемной силы пропеллерами;
• Чтобы полететь вперед: задние двигатели должны повысить обороты вращения, а передние наоборот снизить их;
• Чтобы полететь назад или вправо/влево: тоже самое, что и с полетом вперед, часть двигателей должна снизить обороты, а часть набрать;
• Чтобы вращаться по оси (поворачивать на месте): половина двигателей крутится по часовой стрелке, а половина против. В зависимости в какую сторону нужно повернуть, противоположные двигатели, например, крутящиеся по часовой стрелке, должны начать крутиться сильнее, а против часовой стрелки — слабее.

Какие у квадрокоптера есть датчики

1. Акселерометр: помогает мультикоптеру стабилизироваться горизонтально относительно земли. Например, если подует сильный порыв ветра, то акселерометр моментально даст команду на выравнивание дрона относительно силы порыва.
2. Гироскоп: определяет скорость, с которым вращается устройство и тоже помогает стабилизировать дрон в воздухе.
3. Барометр: измеряет текущее давление воздуха, поэтому может определять высоту зависания мультикоптера и держать его на заданной отметке.
4. Датчик оптического потока: это небольшая камера, которая визуально следит за обстановкой под днищем дрона, служит для повышенной стабилизации в воздухе.
5. Сонар или ультразвуковой датчик: определяет препятствия под или перед дроном, помогает совершать посадку.
6. Инфракрасный датчик: тоже помогает определять препятствия перед мультикоптером.
7. Модуль GPS: позиционирует дрон в пространстве. Обычно требуется не менее 8 спутников для минимального качества обнаружения дрона в пространстве с помощью спутников.

Могут быть еще некоторые, но это основные, которые можно встретить на большинстве профессиональных мультикоптеров.

Выводы

Как вы увидели, квадрокоптеров бывает большое множество и все они уникальны по своему. Думаю, после этой статьи у вас не осталось вопросов о том, что такое квадрокоптер, а если все же остались, задавайте их в комментариях!