Напоминание

"Квадрокоптеры и дроны"


Автор: Калякулин Александр Николаевич
Должность: Педагог
Учебное заведение: ГБО ДО РМ Республиканский центр ДОД
Населённый пункт: г.Саранск
Наименование материала: "Автоматизация системы управления квадрокоптера"
Тема: "Квадрокоптеры и дроны"
Дата публикации: 11.05.2022
Раздел: дополнительное образование





Назад




Квадрокоптер (разновидность мультикоптера) - это летательный аппарат

построенный по вертолётной схеме с четырьмянесущими винтами.

Многовинтовые вертолёты разрабатывались ещё в первые годы

вертолётостроения. Один из первых квадрокоптеров, который реально

оторвался от земли и мог держаться в воздухе, был создан Георгием

Ботезатом и испытан в 1922 году. Недостатком этих аппаратов была

сложная трансмиссия, передававшая вращение одного мотора на

несколько винтов. Изобретение хвостового винта и автомата перекоса

положило конец этим попыткам. Новые разработки начались в 1950-е

годы, но дальше прототипов дело не продвинулось. беспилотный

квадрокоптер контроллер Новое рождение мультикоптеры получили в

XXI веке, уже как беспилотные аппараты. Благодаря простоте

конструкции квадрокоптеры часто используются в любительском

моделировании. Мультикоптеры удобны для недорогой аэрофото- и

киносъёмки - громоздкая камера вынесена из зоны действия винтов.

Квадрокоптеры имеют четыревинта постоянного шага (автомата

перекоса, в отличие от одно- и двухвинтовых аппаратов, нет). Каждый

винт приводится в движение собственным двигателем. Половина винтов

вращается по часовой стрелке, половина - против, поэтому хвостовой

винт квадрокоптеру не нужен. Маневрируют квадрокоптеры путём

изменения скорости вращения винтов. Например: · ускорить все

винты - подъём; · ускорить винты с одной стороны и замедлить с

другой - движение в сторону; · ускорить винты, вращающиеся по

часовой стрелке, и замедлить вращающиеся против - поворот.

Микропроцессорная система переводит команды радиоуправления в

команды двигателям. Чтобы обеспечить стабильное зависание,

мультикоптеры в обязательном порядке снабжают тремя гироскопами,

фиксирующими крен аппарата. Как вспомогательный инструмент, иногда,

также используется акселерометр, данные от которого позволяют

процессору устанавливать абсолютно горизонтальное положение, и

бародатчик, который позволяет фиксировать аппарат на нужной высоте.

Также, применяют сонар для автоматической посадки и удержания

небольшой высоты, а также для облёта препятствий. Современные

мультикоптеры используют бесколлекторные электродвигатели и литий-

полимерные аккумуляторы в качестве источника энергии. Это

накладывает определённые ограничения на их полётные

характеристики: типичная масса мультикоптера составляет от 1 до 4 кг,

при времени полёта от 10 до 30 минут (30-50 минут у уникальных

единичных экземпляров). Поднимаемый полезный груз моделями

мультикоптеров среднего размера и грузоподъёмности - от 500 г до 2-3

кг, что позволяет поднять в воздух небольшую фото или видеокамеру.

Существуют и достаточно крупные модели мультикоптеров, с

количеством роторов порядка 6-8 (гекса и октокоптеры), способные

поднять в воздух груз массой до 20-30 кг. Для увеличения

грузоподъёмности применяют соосное расположение несущих роторов,

что в случае гексакоптера, например, даёт 12 моторов и 12 пропеллеров,

расположенных попарно на 6 несущих лучах. Скорость полёта

мультикоптера может быть от нуля (неподвижное висение в точке) до

100-110 км/ч. Запас энергии батарей позволяет отдельным моделям

мультикоптеров улетать на расстояние до 7-12 км, на практике же радиус

действия (максимальное расстояние, на которое они способны улететь с

последующим возвратом в точку взлёта) обычно ограничено прямой

видимостью (100-200 м при ручном управлении) либо дальностью

действия аппаратуры радиоуправления и видеолинка. При этом лучшие

образцы подобной аппаратуры, использующие усилители мощности

радиосигнала и систему направленных антенн, способны обеспечивать

стабильные радиоуправление и видеолинк на расстояния до 100 км.

Таким образом, наибольшее ограничение на радиус действия

мультикоптеров накладывает именно время полёта.



В раздел образования