Що таке квадрокоптер і як він працює

Засоби масової інформації схильні використовувати термін “дрон” для позначення того, що ми, любителі радіоуправління, називаємо “квадрокоптер” або “мультиротор”. У цій статті я поділюся деякими своїми ідеями про те, що таке дрони та квадрокоптери, і в чому між ними різниця. І також поговоримо про те, як літає квадрокоптер.

Що таке квадрокоптер?

Квадрокоптер це тип мультикоптера з 4 роторами. Через унікальну конструкцію квадрокоптери економічніші і їх простіше зібрати, як невелику радіокеровану модель. Квадрокоптер також забезпечує відносно стабільні льотні характеристики, що робить його ідеальним для таких завдань, як спостереження та аерофотозйомка.

Квадрокоптери існують різних розмірів. Від маленького, розміром із долоню, до чогось достатньо великого, щоб умістити пасажира.

Як літає квадрокоптер?

На звичайному гелікоптері є один великий гвинт, що забезпечує всю підйомну силу, і маленький гвинтовий хвостовий, щоб компенсувати бічний крутний момент, який обертає корпус вертольота в напрямку, протилежному напрямку гвинта, що несе.

У міру того, як основний гвинт стикається з великим опором повітря, момент, що крутить, обертаючий корпус вертольота, збільшується, і хвостовий гвинт повинен працювати сильніше, щоб підтримувати напрямок.

На відміну від вертольота, квадрокоптер має чотири ротори, які працюють разом, створюючи висхідну тягу. Кожен ротор забезпечує 1/4 підйомної сили, тому ми можемо використовувати більш дешеві та менш потужні двигуни. Рух квадрокоптера управляється зміною швидкості (відносної тяги) кожного ротора.

Ці ротори зазвичай вирівняні у вигляді квадрата, два з яких розташовані в протилежних діагональних кутах квадрата і обертаються за годинниковою стрілкою (CW), а два інші обертаються проти годинникової стрілки (CCW).

Якби всі гвинти оберталися в одному напрямку, апарат би обертався так само, як звичайний вертоліт без хвостового гвинта.

Якщо ви зменшите потужність пари двигунів за годинниковою стрілкою на 50% і одночасно збільшите потужність на 50% для пари проти годинникової стрілки, коптер створюватиме ту ж загальну тягу вгору і підтримуватиме висоту. Але момент, що крутить, працює на апарат тепер на 100% буде більше в напрямку за годинниковою стрілкою (на відміну від двигунів з більш високою швидкістю), і тому ваш квадрокоптер буде рухатися вправо.

Щоб підтримувати рівновагу, квадрокоптер повинен постійно знімати показання датчиків та регулювати швидкість кожного ротора, щоб підтримувати свій рівень.

Зазвичай, ці коригування виконуються автономно складною системою управління квадрокоптера, щоб залишатися в рівновазі. У квадрокоптера є чотири керовані ступені свободи: нишпорення, крен, тангаж і висота. Кожним ступенем свободи можна керувати, регулюючи потяг кожного ротора.

• Нишпорення (поворот ліворуч і праворуч) керується збільшенням або зменшенням швидкості двох моторів, які обертаються в одному напрямку (тобто пара за годинниковою стрілкою).
• Крен (нахил вліво та вправо) контролюється збільшенням швидкості двигуна з лівого або правого боку та зменшенням з протилежного боку.
• Тангаж (нахил вперед і назад) управляється так само, як і крен, за допомогою двигунів спереду та ззаду.

Коли квадрокоптер нахиляється, вектор сили поділяється на горизонтальну та вертикальну складові. Це викликає дві речі: по-перше, квадрокоптер починає рухатись у напрямку, протилежному напрямку новоствореного горизонтального компонента. По-друге, оскільки вектор сили був розділений, вертикальна складова буде меншою, внаслідок чого квадрокоптер почне падати. Щоб запобігти падінню квадрокоптера, тяга кожного ротора має бути збільшена для компенсації.

Все, що нам, пілотам на землі, треба зробити, це сказати квадрокоптеру, в який бік летіти. Більш просунуті коптери часом оснащені GPS та додатковим обладнанням/програмним забезпеченням для виконання автономних польотів.

Що таке дрон та відмінність його від квадрокоптера

Слово «дрон» використовується для опису будь-якого безпілотного літаючого апарату, який зазвичай має камеру для потокової передачі відео оператору. Дрон також відомий як БПЛА (безпілотний літальний апарат).

Дрони активно використовуються у військових діях для розвідки позицій противника, а часом і для завдання ударів по ньому, якщо ми говоримо про спеціальні військові дрони, такі як, наприклад, турецька модель «Байрактар», яка успішно застосовується нашою героїчною українською армією в боротьбі з російськими ординцями.

Дрони набагато досконаліші за звичайні квадрокоптери, до того ж вони працюють за іншим принципом, по суті, багато військових дронів своєю конструкцією більш схожі на літаки, ніж вертольоти, єдине спільне між ними те, що дрони і квадрокоптери – безпілотники, тобто управляються операторами з землі.

Загалом існує безліч різноманітних моделей як дронів, так і коптерів з різними технічними характеристиками.