Винтокрылые игрушки, или Как выбрать квадрокоптер
Как устроен современный квадрокоптер
О летающем механизме под названием «квадрокоптер» впервые заговорили в 1922 году, когда в Дейтоне (США) поднялся в воздух вертолет с четырьмя винтами.
Впоследствии он совершил около 100 полетов, но в серийное производство так и не пошел: изобретение попросту опередило свое время – производить столь сложные летательные аппараты в ту пору было технологически нецелесообразно. Автор проекта Георгий Александрович Ботезат, несмотря на успех, к винтокрылым машинам больше не возвращался. Вновь о квадрокоптерах вспомнили в 1950-х, однако дальше прототипов дело не продвинулось, хотя уже тогда их позиционировали как беспилотные аппараты.
Несмотря на прохладное отношение со стороны большой авиации, квадрокоптеры снискали популярность среди авиамоделистов: простота в постройке и наладке, возможность серийного изготовления простых и недорогих узлов для сборки, появление микроконтроллеров (упростивших управление) сделали их доступными каждому.
Впрочем, игрушками дело не ограничилось, энтузиасты нашли применение квадролетам в аэрофотосъемке, использовали их при отладке взаимодействия между роботами. А военные рассматривают эти устройства в качестве разведчиков и легких средств подавления огневых точек: способность нести небольшой вес (до 10 кг, в редких случаях – до 50) позволяет без проблем оснастить их взрывчаткой или легким пулеметом.
Используют квадрокоптеры и в спасательных операциях, метеорологии, в спортивных целях и пр. Но до сих пор эти устройства так и не переросли стадию средств развлечения.
Как устроен современный квадрокоптер
Каждый его пропеллер приводится в действие собственным электромотором, питаемым от мощных батарей и управляемых микрокомпьютером. Задача последнего – поддерживать машину в полете, обеспечивая синхронность работы двигателей в зависимости от показаний датчиков, преобразовывать команды оператора в изменения режимов работы двигателей.
Размещены все узлы на раме, которую можно приобрести готовой или сделать самому. Последнее непросто: рама должна быть сбалансированной (значим вес каждого винтика), жесткой (чтобы выдерживать нагрузки) и упругой (чтобы гасить колебания и не рассыпаться при неудачном приземлении). Соблюсти все эти условия, грамотно разместить узлы и дополнительное оборудование, выдержать требования к прочности и виброзащите под силу лишь опытному авиамоделисту (начинающим лучше взять готовую раму).
Для изменения скорости вращения используются регуляторы оборотов – по одному на каждый привод. Соединяется все это хозяйство при помощи специальных коннекторов, приобретаемых отдельно. Разумеется, не обойтись без аппаратуры для дистанционного управления.
Итого требуется: две пары пропеллеров, четыре бесколлекторных двигателя, четыре контроллера, плата-микрокомпьютер, комплект соединительных коннекторов, литий-полимерная батарея (одна или несколько), рама для крепления узлов, комплект радиоаппаратуры ДУ. И, разумеется, все это должно быть объединено по рекомендуемой схеме.
Два слова о бортовом компьютере. Дешевые модели оснащены минимумом датчиков и не могут самостоятельно поддерживать летательный аппарат в равновесии, так что все необходимые манипуляции возлагаются на пилота (а значит, требуется опыт). Модели подороже несут на борту компас, акселерометр, датчик высоты и прочие приборы, что позволит автоматически поддерживать горизонт и равновесие в полете. С таким аппаратом справится и новичок.
Перед тем как удариться в конструирование, есть смысл попробовать силы на готовой модели – вполне вероятно, этого хватит для удовлетворения желания управлять квадрокоптером. В ином случае покупка поможет понять, чего именно хочется от квадролета, и приступить к его изготовлению самостоятельно, с учетом необходимых характеристик.
Тем, кто планирует только поиграть недорогой моделькой, рекомендую Syma X1-Spacecraft (1970 рублей) или Syma X1 Bumblebee (3500 рублей): обе на радиоуправлении (порадуют и детей, и вас), легкие, подойдут как для дома, так и для улицы (если нет ветра, конечно). Владельцев iPhone заинтересует Walkera QR W100S (6500 рублей): управляемая по Wi-Fi со смартфона, эта модель оснащена камерой, так что можно будет не только управлять игрушкой, но и снимать с ее борта видео.Чтобы обеспечить более продвинутое видео, возьмите квадрокоптер с камерой GoPro, такой как DJI Phantom (24 900 рублей). Модель отличается простотой в управлении и высокой стабильностью полета, дальность которого может достигать 300 метров. Аппараты для профессиональной съемки способны преодолевать расстояние до километра, неся на себе значительный груз. К примеру, Skygadget Alien Y-6 (107 000 рублей) поднимет камеру весом до 2 кг и продержится с ней в воздухе 15-18 минут.
Если миниатюрные устройства приобретать не хочется, присмотритесь к GAUI 500X (23 000 рублей): хорошая устойчивость и управляемость, приличная дальность полета (до 300 м) и возможность нести оборудование весом до килограмма.
Выводы
Квадрокоптер – полезная игрушка, которая поможет не только получить навыки управления летательным аппаратом, но и выполнить интересные задания, например фото- или видеосъемку. А некоторые модели позволят даже поиграть в интерактивные игры с дополненной реальностью. Ну а тем, кто всерьез заинтересуется темой, советую собрать аппарат самостоятельно, потому что готовому решению вряд ли удастся угодить вашим высоким запросам.Опубликовано 29.11.2013