Loading
NASA

Настоящее и будущее беспилотных и пилотируемых мультикоптеров

Кажется, что квадро- гексо- окто- и другие мультикоптеры появились недавно. И в этом есть доля истины — вторая жизнь таких летающих машин началась именно в XXI веке благодаря совершенствованию электроники, да и вообще ее появлению. Однако, теперь они существуют в роли беспилотных аппаратов. Что с коптерами было до этого и что ждет их в будущем — узнаем в этой статье.

Немного истории

Первый квадрокоптер появился, как ни удивительно, немногим позже после первых успешных полетов самолета — в 1923 году. Квадрокопетр Ботезата, названный так по фамилии конструктора Георгия Ботезата смог взлететь и повисеть в водухе.

500px-De_Bothezat_QuadrotorБотезатовский квадрокоптер

Однако конструкция квадрокоптера в то время не прижилась. В ней использовался один (sic!) двигатель внутреннего сгорания (sic!) и сложная трансмиссия, управляющая вращением четырех винтов. Чтобы проще было понять, почему тогда идея «не взлетела», разберемся, как мультикоптеры устроены сейчас.

Принцип работы мультикоптера

Для начала — мультикопетром называют все, у чего больше двух винтов (ветолет не подходит), при этом их должно быть четное количество. На примере квадрокоптера — четыре винта с четырьмя (а не одним) электродвигателями распологаются осях конструкции и вращаются попарно-диагонально, два по часовой стрелке, два — против.

В движении коптера задействованы все четыре двигателя. Чтобы взлететь, например, нужно включить все двигатели на высокой мощности, чтобы вращаться — одну диагональную пару двигателей нужно замедлить; для крена, наоборот, нужно ускорить одну из боковых пар.

Для стабилизации и определения положения в воздухе, в коптерах устанавливают различные пространственные датчики: акселерометры, гироскопы и другие сенсоры.

1391239608_4Ar.Drone 2.0 привлекает внимание в аризонской пустыне

За распределение управляющих сигналов на двигатели, поступающих с пульта или командного центра, в зависимотси от назначения аппарата, отвечает микроконтроллер, а иногда и целый компьютер, например в дронах вроде Parrot Ar.Drone или любительских самодельных коптерах на Raspberry Pi, о которых поговорим дальше.

Какие дроны бывают?

Как уже говорилось выше, коптеры могут различаться по количеству осей и двигателей на них. У мультикоптера может быть от четырех (квадрокоптер) и до скольки сумеешь досчитать  по крайней мере восьми двигателей (октокоптер). Аппарат с шестью двигателями называется гексакоптер.

192759880Типичный гексалёт

Предназначение у всех этих дронов не различается, а вот грузоподъемность и маневринность — еще как. Чем больше двигателей у коптера, тем больше количество возможных комбинаций их работы и тем выше отказоустойчивость машины — если у октокоптера откажет один двигателей, система сумеет выравнять полет. А если один из четырех двигателей квадрокоптера перестанет работать — быть беде.

Кто производит летающие машины?

Сейчас довльно много китайских производителей, готовых предостваить недорогие летающие игрушки, но мы поговорим о полноценных дронах, которые при желании владельца, могут летать и самостоятельно.

Наиболее известные квадрокоптеры — упомянутый выше Parrot Ar.Drone и DJI Phantom. Оба коптера используют для работы миникомпьютеры со специальным Linux-дестрибутивом и могут быть интегрированы, в том числе, со сторонними автопилотами.

Однако, помимо готовых решений, для любителей поработать руками существует множество конструкторов и инструкций по изготовлению собственного четырехмоторного дрона. Решения различаются как ценой, так и сложностью изготовления.

BildschirmfotoРукотворный квадрокоптер на базе Arduino Uno

Применение беспилотников

Сейчас

В гражданской авиации различные беспилотники, в основном самолеты и квадрокоптеры применяются для развлечения и видеосъемки. Разлчиные попытки применить беспилотники в доставке и других областях человеческой жизни происходят во многих странах Земли, но пока однозначных успехов добиться никому не удалось.

К примеру, мы уже писали о попытках компании Amazon, использовать квадрокоптеры для доставки товаров в некоторых шататах США, но там интернет-гигант столкнулся с действующими законами об использовании воздушного пространства.

Другие крупные компании, например Google, так же пытаются поставить дронов себе на службу. А на территории России, предприниматель из города Сыктывкар пытался использовать беспилотник для доставки пицы, но тоже потерпел неудачу в связи с законодательством.

Так что пока, по большей части, дроны применяются в видеосъемке, при чем зачастую для съемки самих коптеров:

В будущем

Не смотря на очевидные плюсы использования беспилотников в повседневной жизни, пока имеются многие проблемы, связанные с этим: хотя бы законодательство и слабые аккумуляторы. Но если отстраниться от этих проблем, и представить, что общество и технологии сделали еще один небольшой шаг, то можно увидеть как разного рода коптеры приходят в человеческую жизнь.

NASAКвадрокоптер ищет жизнь на Титане, спутике Сатурна, по представлению НАСА

Новая профессия

Точнее — оператор дрона. Не умаляя умений компьютера, человеческое вмешательство в работу летательного аппарта может понадобиться: поправить координты или вовсе перехватить управление полетом. По правде сказать такая профессия уже существует, но к сожелению, пока только среди военных и для управления лишь военными дронами, которые доставляют далеко не пиццу.

Новые транспортные средства

Если и вправду отстраниться от существенных проблем с питанием, которые рано или поздно должны разрешиться, мультикоптеры — перспективный вид транстпорта, способный если и не заменить летающие на антигравитации автомобили, то хотя бы сущесвенно разгрузить дороги и, буквально, открыть человеку новые транспортные горизонты.

Вот так, например, немцы испытывали первый пилотируемый мультикоптер:

Новая система доставки — о ней уже сказано довольно много, так что добавить тут пока нечего.

Где купить такую штуку?

Магазинов, продающих радиоуправляемые беспилотники сейчас множество и в Сети и оффлайн. Купить там можно все, от китайских поделок до профессиональных машин, но если захочется попробовать себя в чем-то новом и сделать коптер самостоятельно, то придется немного поискать.

А еще много интересных разработок могут предложить Kickstarter и Indiegogo. Ждать придется долго, зато такой штуки точно ни у кого не мало у кого будет. На видео — квадрокоптер-браслет с видеокамерой: