Современные дроны зачастую оснащены камерой формата 4K или Full HD, которая может быть установлена на носовом либо нижнем стабилизированном подвесе. Эта камера не только помогает создавать красивые видеозаписи и фотографии, но и обеспечивает возможность пилотирования в режиме FPV (первого лица), что делает процесс значительно более захватывающим.
Что такое квадрокоптер? Как он устроен и зачем нужен?
С давних времен людей привлекает небо. Однако настоящие летательные аппараты, которые способны поднять современного человека в воздух, не всегда соответствуют его мечтам. Существуют мнения о том, что в будущем человечество сможет освоить технологию левитации, но пока мы можем лишь мечтать об этом.
Тем не менее, если непосредственный полет пока что невозможен, увидеть мир с высоты и запечатлеть его на фото или видео теперь вполне осуществимо. Эта возможность появилась благодаря мультикоптерам — дистанционно управляемым вертолетам, оборудованным несколькими винтами. На такие устройства устанавливаются компактные камеры, что позволяет наблюдать за земными пейзажами с высоты и одновременно вести съемку.
Квадрокоптер (также известный как коптер или квадролет) представляет собой самый обычный вид мультикоптера, который приводится в движение четырьмя двигателями с установленными на них винтами. Двигатели, расположенные на раме квадрокоптера попарно по диагонали, вращаются в противоположных направлениях: два по часовой стрелке и два — против часовой стрелки. Таким образом, формируется подъемная тяга, необходимая для полета устройства.
Принцип действия квадрокоптера
Давайте более детально рассмотрим принцип работы квадрокоптера. Важно понимать, что этот аппарат аэродинамически нестабилен, и именно бортовой компьютер или полетный контроллер обеспечивают его стабильный полет.
Для того чтобы квадрокоптер наклонился в ту или иную сторону, необходимо, чтобы два двигателя замедлили свое вращение, в то время как два противоположных увеличили скорость.
К примеру, если квадрокоптер планирует повернуть влево, он начинает ускорять работу двух моторов на правой стороне и замедляет левые двигатели. Если же он хочет двигаться прямо вперед, то задние двигатели должны увеличивать свою мощность, а передние — понижать.
Повороты (рыскание) квадрокоптера также осуществляются при помощи изменения скорости и мощности двигателей: два двигателя, расположенные по диагонали, ускоряются, а два других замедляются. Коптер способен перемещаться по трем осям — тангаж (pitch), крен (roll) и рыскание (yaw), а также изменять уровень тяги (Throttle).
Полезное видео на тему: Принцип работы квадрокоптера
Фото и видео
Одним из основных применений квадрокоптеров является помощь в создании уникальных фотографий и видеороликов с необычных ракурсов. К примеру, для блогеров-путешественников дрон с камерой — основной инструмент для генерации привлекательного контента, который действительно сможет поразить их подписчиков.
Современные мощные квадрокоптеры могут подниматься на высоту до 6 километров и удаляться на расстояние до 10 000 метров от радиоуправляемого устройства. Это предоставляет возможность снимать захватывающие панорамные виды протяженных пляжей или величественных водопадов, демонстрируя всю красоту старины архитектуры древних европейских городов.
Для журналистов квадрокоптер становится инструментом в съемке различных общественных или спортивных мероприятий. С таким устройством не требуется долго искать высокую точку для обзора — достаточно запустить летательный аппарат на высоту и следить за событиями на экране своего смартфона. Нужно сделать эпичный пролёт над трассой во время забега? Это не проблема — современные квадрокоптеры могут развивать скорость до 65–70 км/ч, погружая зрителя прямо в самую гущу событий.
Хотите добавить изюминку в свадебную фотосессию? Квадрокоптер также выполнит эту задачу. Камера дрона запечатлеть романтические моменты прогулки молодоженов и поможет создать очаровательный альбом с воспоминаниями о торжестве.
Игрушка для детей и взрослых
Может ли кто-то отказаться от подарка в виде квадрокоптера? Совершенно точно нет, это желание не только детей, но и взрослых мужчин. Малые дроны можно запускать как на открытом воздухе, так и в закрытых помещениях, организуя гонки или неожиданные сюрпризы. Более того, квадрокоптер может служить средством для обучения детей основам аэродинамики: как работает подъемная сила, как дрон преодолевает сопротивление воздуха и так далее. Вполне возможно, что такой увлекательный процесс станет шагом к тому, что ваш малыш вырастет и станет профессиональным конструктором настоящих вертолетов или самолетов.
Грузоподъемность квадрокоптеров обычно невелика — около 4-10 граммов, но их можно использовать для переноса мелких предметов. Например, можно приклеить к дрону печенье, шоколадку или какую-то забавную записку и отправить это своему любимому человеку, даже если он читает книгу в кресле напротив вас — это будет очаровательно и необычно.
Выбор дрона
Прежде чем приступить к выбору квадрокоптера с камерой, важно в первую очередь определить, какой бюджет вы готовы выделить. Цены на такие дроны начинаются примерно от 2000 рублей, но стоит помнить, что за эти деньги вы вряд ли получите качественное изображение. Самые доступные модели часто имеют слабые аккумуляторы с коротким временем полета, низкую отзывчивость в управлении и неточные параметры позиционирования в воздухе. Для полноценного наслаждения полетом и приемлемого качества изображения рекомендуется искать варианты не дешевле 5000-15000 рублей.
Для новичков в мире дронов мы советуем выбирать квадрокоптер среднего размера, у которого расстояние между осевыми точками составляет от 250 до 350 мм. На таком аппарате легче освоятся летать, и вы быстрее начнете получать удовольствие от управления. Кроме того, такие средние модели часто имеют встроенные камеры с системой стабилизации изображения и более емкие аккумуляторы, что позволяет поддерживать приемлемое время полета около 15-20 минут.
Профессиональные квадрокоптеры, как правило, имеют улучшенные характеристики по скорости и предназначены для съемок профессионального уровня, выполнения различных трюков и участия в конкурсах и соревнованиях.
Важно помнить, что для регистрации дронов с массой от 250 грамм до 30 кг требуется пройти процедуру регистрации. Регистрацию осуществляет Федеральное агентство воздушного транспорта, и подать заявление можно бесплатно через портал Госуслуги.
Наш топ-10 квадрокоптеров с камерой до 20 000 рублей
Составляя наш рейтинг, мы в первую очередь руководствовались вышеупомянутыми характеристиками, а также отзывами удовлетворенных пользователей.
- Xiaomi MiTu Minidrone 720P
- Syma X30
- Xk-innovations X300-W
- Aposenta AOS-CG 035
- FX-9P 6K
- Xiro XPLORER mini
- MJX MEW 4-1
- Ryze Tech Tello Boost Combo
- Eachine EX4
- Hubsan X4 FPV Brushless H501S Standard Edition
Как летает квадрокоптер
Принципы работы
На квадрокоптер устанавливаются четыре электромотора с аналогичным числом винтов. Два диагональных пропеллера вращаются по часовой стрелке (CW), а два других — против часовой стрелки (CCW). Сила вращения и подъемная тяга определяют скорость и направление движения дрона.
Если два правых двигателя начинают работать с большей мощностью, чем левые, это приводит к наклону аппарата и повороту влево. В противном случае, когда левые моторы начинают работать быстрее, квадрокоптер наклонится вправо. Если задние винты вращаются быстрее передних, дрон будет наклоняться вперед. При обратной ситуации передняя часть аппарата приподнимается. Маневры, касающиеся вертикальной оси, выполняются одновременно увеличением скорости пропеллеров CW и замедлением CCW. Для поворота в противоположную сторону требуется увеличивать скорость группы CCW и замедлять CW. Равномерное вращение позволяет дрону взлететь или опуститься плавно.
Ключевым электронным компонентом квадрокоптера выступает полетный контроллер, который отвечает за интерпретацию команд, поступающих через приемник, и передает их на блоки ESC, регулируя мощность и скорость вращения моторов. Стабильность полета обеспечивается показаниями гироскопа, который измеряет углы тангажа, крена и рыскания.
Виды управления
Для управления квадрокоптером используется портативный пульт. Эти устройства могут иметь различную форму и размеры, однако всегда оснащены двумя рычагами (стиками), которые позволяют задавать скорость и направление движения беспилотника. Поведение дрона в воздухе можно корректировать с помощью специальных клавиш пульта — триммеров. Более подробную информацию об особенностях управления можно найти в этой статье. Ниже мы перечислим основные варианты управления квадрокоптером.
Пульт со смартфоном
Если дрон оборудован полетной камерой, то на пульт дистанционного управления устанавливается мобильное устройство, позволяющее отслеживать воздушную обстановку. Такой вариант чаще всего используется при полетах в режиме FPV.
Смартфон без ПДУ
Возможность управления квадрокоптером с помощью смартфона и специального приложения позволяет полностью отказаться от пульта. В этом случае очень важно поддерживать соединение по Wi-Fi. Экран мобильного устройства будет показывать живое видео с бортовой камеры, на фоне которого рисуются виртуальные стики и визуальные элементы для управления. Безусловным плюсом этого метода является низкая стоимость полного комплекта, однако пилот будет вынужден чаще заряжать свой мобильный телефон.
G-сенсоры мобильного устройства
Еще один способ взаимодействия с дроном предполагает использование G-сенсора на мобильном устройстве, который анализирует пространственную ориентацию смартфона и переносит это положение на квадрокоптер, таким образом управляя им наклоном устройства.
Только пульт
В этом случае пульт управления оснащен встроенным экраном, позволяющим получать всю необходимую телеметрию без использования смартфона. Такой подход обычно встречается в дорогостоящих моделях дронов.
Использование FPV-дронов в мирное время
Пилот FPV-дрона принимает участие в гонках. Фото: Slakteriitis / wikimedia.org
FPV-дроны находят широкое применение в различных сферах:
- Развлекательные мероприятия. Гонки FPV-дронов становятся популярным спортивным направлением, где пилоты на высоких скоростях проходят сложные трассы. Кроме того, FPV-дроны также активно используются для развлекательных полетов.
- Авиасъёмка. FPV-дроны произвели настоящую революцию в аэрофото- и видеосъемке, предоставляя возможности профессионалам по созданию захватывающих кадров, которые применяются в киноиндустрии, продвижении недвижимости, геодезических исследованиях и т.д.
- Поисковые операции. Маневренность и возможность получения видеоизображения в реальном времени делают FPV-дроны ценным инструментом для поисково-спасательных служб, позволяя быстро осмотреть территорию, находить пропавших граждан и оценивать степень угрозы в различных ситуациях.
- Наблюдение и безопасность. FPV-дроны с высококачественными камерами используются для мониторинга безопасности, что позволяет контролировать большие территории и защитить периметр, собирая и предоставляя информацию о потенциальных угрозах.
- Сельское хозяйство и охрана окружающей среды. FPV-дроны могут быть снабжены специализированными датчиками для мониторинга состояния сельскохозяйственных культур, выявления заболеваний растений, оценки состояния почвы и наблюдения за изменениями в экосистеме.
- Промышленные секторы. FPV-дроны применяются для инспекции инфраструктуры, включая линии электропередач, мосты и трубопроводы.
Применение FPV-дронов в военных целях
FPV-дрон с миной. Фото: Виталий Белоусов / РИА Новости
FPV-дроны также активно используются в военных операциях. Они способны выполнять множество задач, включая ведение разведки и нанесение ударов по противнику:
- Разведывательная деятельность. FPV-дроны могут обеспечивать разведку территории без риска для жизни военнослужащих. Они позволяют собирать информацию о противнике и окружающей среде благодаря своей маневренности и компактным размерам, которые позволяют незаметно проникать в труднодоступные области.
- Поддержка операций. FPV-дроны могут успешно выполнять вспомогательные задачи, например, действовать как наблюдательные пункты, передавая важную информацию о передвижениях противника и опасностях, таких как минные поля.
- Уничтожение целей. FPV-дроны также могут быть использованы в качестве боевых средств, нанося удары по целям. Они могут быть вооружены различными боеприпасами, начиная от ручных гранат до ракет, превращаясь в своего рода дроны-камикадзе. Основная цель таких дронов — это нанести максимальный ущерб путем столкновения с целью, что приводит к детонации боевого заряда. В ходе специальных операций такие дроны показали свою эффективность как против живой силы, так и против бронетехники противника, благодаря малой видимости и высокой точности при наведении на цели.
