Что такое дрон и на что он способен?

Конструктивные особенности дронов

Дроны или БПЛА по своим конструктивным особенностям похожи на вертолет, с разнесенными лучами, на которых установлены винты. В зависимости от назначения количество двигателей и винтов на дронах может быть от четырех до восьми.  Хотя иногда встречаются аппараты и с большим количеством двигателей.

Рис.7 Дрон с 8-ю винтами

Посредине устанавливается все необходимая электронная начинка для управления, так называемый полетный контроллер, и крепятся стойки для безопасной посадки устройства. Полетный контроллер получает питание от аккумулятора, и взаимодействует с датчиками высоты, гироскопом и системой приема и передачи сигналов.

Он по сигналу от пульта управления или по заранее заложенной программе может менять скорость, высоту, выполнять другие действия, характерные для разновидности дронов. Дроны по своим полетным характеристикам условно делятся на следующие классы:

1. Микро. Самые легкие БПЛА, вес до 1 кг, могут находиться в воздухе в течение 1 часа, набирают высоту 1 км.

Рис.8 Микро дрон

1. Мини. Вес дронов до 50 кг, в воздухе могут находиться 5 часов, а высота полета от 3 до 5 км.
2. Класс Миди. БПЛА среднего класса, вес может достигать 1 тонны. Длительность пребывания в воздухе 15 часов. Дроны способны летать на высоте до 10 км.
3. Тяжелые БПЛА. Такие дроны применяют для длительных полетов продолжительностью более 24 часов. Вес их превышает 1 тонну, и они могут подниматься на высоту 20 км.

В конструкцию дронов входят спутниковые навигаторы и программируемый, в зависимости от условий полета, модуль. В тех случаях, когда БПЛА производит видеосъемку и передает информацию на пульт управления, в нем смонтирована карта памяти и передающее устройство. 

Беспилотный строй

По мнению экспертов, говоря об интеграции БПЛА с боевыми пилотируемыми самолётами, Сергей Дронов, скорее всего, имел в виду связку беспилотного разведывательно-ударного комплекса С-70 «Охотник» и истребителя пятого поколения Су-57.

На данный момент «Охотник» является самым крупным российским БПЛА — его взлётный вес составляет 25 т. По информации СМИ, машина выполнена с применением технологий малозаметности «стелс» и принципа «летающего крыла». Подробные характеристики «Охотника» не раскрываются, но известно, что С-70 может совершать полёт дальностью до 5 тыс. км, развивая при этом скорость не менее 1000 км/ч. При этом БПЛА способен брать на борт до 3 т вооружений.

Предполагается, что серийные поставки «Охотника» начнутся в 2024 году.  

В свою очередь, Су-57 — новейший многофункциональный российский истребитель. В 2019 году началось серийное производство самолёта, а также был заключён контракт с МО РФ на поставку 76 машин.

Так же, как и «Охотник», Су-57 выполнен по технологии «стелс». Он предназначен для уничтожения «всех видов воздушных целей в дальних и ближних боях, поражения наземных, надводных целей противника с преодолением систем ПВО», отмечается на сайте компании «Сухой».

Впервые совместный полёт Су-57 и С-70 совершили в сентябре 2019 года. Как пояснили тогда в Минобороны, во время испытательного полёта было отработано взаимодействие между беспилотником и Су-57 «по расширению радиолокационного поля истребителя и целеуказанию для применения авиационных средств поражения».

Помимо «Охотника», в России на завершающем этапе находится разработка ещё одного тяжёлого беспилотника — «Альтиус-У» массой около 6 т. Предполагается, что, помимо выполнения разведывательных задач, он сможет наносить удары по противнику. Первый полёт «Альтиус-У» совершил в августе 2019 года.

Кроме того, в российские войска начались поставки беспилотного комплекса «Орион», разработанного Группой «Кронштадт». Акт приёмки первых трёх машин был подписан 20 апреля 2020 года. Масса данной машины составляет 1 т. Она предназначена для воздушной разведки, патрулирования и топографической съёмки местности. БПЛА может находиться в воздухе не менее 24 часов, максимальная высота полёта составляет 7,5 тыс. м. Ранее также сообщалось, что во время испытаний машины отрабатывалось использование на ней ударных систем.

Помимо этого, в российских ВС уже на протяжении нескольких лет активно используются беспилотники «Орлан-10» и «Форпост», которые предназначены для воздушной разведки.  

Какие бывают виды квадрокоптеров

Классификация квадрокоптеров осуществляется сразу по нескольким параметрам. Прежде всего, в зависимости от наличия видеокамеры различают дроны с камерой и без нее. Также их можно поделить на профессиональные и любительские. Для изготовления первых используются высококачественные материалы, к примеру, углеродное волокно. Они укомплектованы современными компасами, контроллерами, различными сенсорами и другими девайсами.

Многие дроны обладают специальными подвесками для стабилизации аппарата во время полета. Что касается видеокамер, то применяется достаточно широкий диапазон разнообразных вариантов – от достаточно простых моделей до профессиональных камер стоимостью несколько тысяч долларов.

В большинстве случаев профессиональные дроны применяются для ведения видеосъемки с высоты птичьего полета. Их стоимость начинается от нескольких тысяч долларов.

Классификация квадрокоптеров также предполагает выделение из их массы любительских моделей. Они предназначены для любителей радиоуправляемых летательных аппаратов. Достаточно часто в их комплектацию не включена камера, и все функциональное предназначение устройства сводится к простому пилотированию дрона. Если камера все же присутствует на такой модели, то качество записи оставляет желать лучшего. Стоимость таких коптеров начинается от нескольких десятков и заканчивается несколькими сотнями долларов.

В зависимости от предназначения различают следующие виды дронов:

• квадрокоптер, ориентированный на ведение профессиональной съемки;
• гоночный коптер;
• уличный дрон, оснащенный передающей камерой;
• домашний квадрокоптер. Он вполне может уместиться на ладони взрослого человека и используется исключительно в закрытых помещениях.

Новая эпоха

Ранее начальник морской авиации ВМФ России генерал-майор Игорь Кожин заявил, что беспилотники стали новой эпохой в ее развитии. Дроны используют для разведки, наблюдения, контроля, доставки грузов.

Формирование первых подразделений беспилотной авиации в ВМФ России началось в 2013 году. Первые отряды создали в Североморске и на Камчатке. В 2014–2015 годах подразделения БЛА переформировали в эскадрильи. Затем их включили в состав баз морской авиации. Тогда же свои дроны появились на Черноморском и Балтийском флотах.

В конце 2016 года на Северном флоте создали экспериментальный и пока единственный полк беспилотной авиации с БЛА «Форпост» и «Орлан-10». Другой такой крупной военной части, полностью оснащенной дронами, нет пока даже в составе ВКС и Сухопутных войск.

В Сирии морские «Форпосты» интенсивно использовали для обнаружения целей и контроля результата ударов морской авиации по террористам, а также для мониторинга попаданий крылатых ракет корабельного базирования.

Ведутся работы и по оснащению беспилотниками боевых кораблей российского флота. Сторожевики проекта 22160 уже могут нести несколько небольших БЛА вертолетного типа. В прошлом году фрегат проекта 11356 «Адмирал Эссен» отработал катапультный запуск легкого «Орлан-10» с последующей посадкой его в специальную ловчую сеть на палубе. Сообщалось, что такой же системой могут оснастить и другие современные корабли, включая корветы типа «Стерегущий».

Ранее сообщалось о планах поставок для морской авиации более крупных беспилотников большой дальности. Кандидатами на эту роль могут быть находящиеся в разработке однотонный «Орион» и более крупный двухмоторный «Альтиус». По сравнению с «Форпостами» они имеют увеличенные продолжительность патрулирования и полезную нагрузку. Кроме того, управление через спутник позволяет им отдаляться от своих берегов на гораздо большее расстояние, что позволит взять под наблюдение огромные пространства океана.

Модуль спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС, Бэйдоу).

Многие современные беспилотники оснащаются модулями спутниковой навигации. Чаще всего это модуль GPS, однако на многих последних дронах от DJI можно встретить двойную систему навигации, которая может включать комбинации GPS и ГЛОНАСС или же GPS и Бэйдоу. В зависимости от установленной комбинации такой беспилотник может эффективно эксплуатироваться в тех или иных регионах мира. Примером может быть серия промышленных беспилотников DJI Matrice 200.

Модуль (или комбинация модулей) спутниковой навигации обеспечивает бортовой компьютер дрона данными о местонахождении аппарата (долгота, широта и высота). Подобная, достаточно сложная, система навигации необходима прежде всего специализированным беспилотникам, которые выполняют полеты на большие расстояния и/или выполняют достаточно сложные задачи в области безопасности, военные задачи или работают в сфере промышленности.

Модуль GPS и плата IMU для DJI Mavic 2 Pro/Zoom

Однако задачи модуля спутниковой навигации вышеописанными не ограничиваются. С его помощью летательный аппарат не только ориентируется в пространстве во время полета, но и может в автоматическом режиме точно приземлиться на “базу”, даже если его визуальные датчики и штатная камера не работают, а связь с пультом дистанционного управления утеряна. Таким образом, модуль спутниковой навигации поможет обеспечить безопасность полета.

Из каких элементов состоит дрон

Новичков также интересует вопрос что это такое квадрокоптер, и особенности его конструкции. Итак, из чего состоит квадрокоптер:

рама, составляющими элементами которой считаются пластиковая крестовина и четыре алюминиевых луча

Она является достаточно важной слагающей, поскольку именно от рамы зависит внешний вид коптера и расстановка узлов;
плата-контроллер считается самым важным элементом дрона. Ведь именно она определяет функциональные возможности устройства

Плата должна быть расположена на одном уровне с винтами. Кроме того, она должна чувствовать виброизоляцию от рамы. Чем лучше расположена плата, тем стабильнее будет полет квадрокоптера;
мотор. Подойдут любые бесколлекторные модели с мощностью от 800 до 1200 kV;
электронный регулятор хода, сокращенно ESC. Этот элемент должен соответствовать некоторым требования. Прежде всего, изменение газа должно сопровождаться минимальным временем отклика. Кроме того, некоторые модели оснащены защитой от помех. Нередко они воспринимают резкие скачки сигнала в качестве помехи и автоматически прекращают работу. Поэтому рекомендуется приобретать уже проверенные на практике ESC;
пропеллеры. Для дрона требуется по два парных пропеллера. В отличие от авиационных они достаточно узкие и имеют небольшой шаг винта;
соединительные провода. У квадрокоптера большое количество разнообразной коммутации. Чтобы разместить ее красиво и одновременно функционально понадобится специальная плата, на которой уже есть разведенные дорожки питания;
приемник;
навигационные огни, помогающие определить местоположение дрона в темное время суток;
датчики. Их минимальный набор состоит из трех гироскопов, которые дают возможность уравновесить аппарат в процессе движения. Если у модели предусмотрен акселератор, то дрон самостоятельно может принять горизонтальное положение в процессе полета. Существуют также и другие датчики, определяющие высоту, скорость полета, интенсивность ветра, расстояние до предметов и т. д.;
полезные мелочи. К ним можно причислить девайс, который облегчает поиск упавшего квадрокоптера;
корпус, обеспечивающий защиту платы от внешнего воздействия;
крепеж для видеокамеры.

Следует заметить, что все элементы, из чего состоит квадрокоптер, необходимо грамотно расположить, чтобы обеспечить максимальную устойчивость устройства.

«Пищаль-ПРО» и «Таран-ПРО»: концерн «Автоматика» против БПЛА

Аналогичная разработка есть и у концерна «Автоматика». Его специалисты создали носимый комплекс противодействия БПЛА «Пищаль-ПРО», который также визуально напоминает автомат, только в более футуристичном, чем у «Калашникова», дизайне. Ручной комплекс можно использовать как стационарно, так и в движении. Вес оружия – около 3,5 кг.

Работа с «Пищалью-ПРО» не требует подготовки и также основана на подавлении сигналов навигационных систем и систем связи и управления. С ее помощью можно поражать дроны на расстоянии до двух километров в условиях прямой видимости.

Для исключительно стационарной защиты разработчики «Автоматики» предлагают использовать комплекс «Таран-ПРО». Такое оборудование может применяться на секретных объектах или во время проведения мероприятий, которые нужно защитить от вмешательства дронов. Принцип работы «Таран-ПРО» такой же, как у «Пищали-ПРО» – это воздействие на каналы навигации и управления БПЛА в пределах защищаемой территории. При этом над объектом создается непроницаемый для дронов «купол» радиусом не менее 2,7 км.

Комплекс «Таран-ПРО» может работать при ветровых нагрузках и в условиях температурного режима от -40 до +50 градусов. Дополнительно оборудование детально исследует радиосигналы, локализует их источники, а также создает и ведет архивы радиоизлучений беспилотных летательных аппаратов. «Пищаль-ПРО» и «Таран-ПРО» прошли предварительные государственные испытания и получили положительные оценки.
 

Что такое дрон

Квадрокоптер,
дрон, беспилотник — это летательный аппарат с камерой и пропеллерами, которым
нужно управлять пультом с земли. Ими пользуются в вооруженных силах, различных
государственных и коммерческих организациях, спецслужбах и, конечно, в
любительских целях для фото- и видеосъемки.

С их помощью
можно легко снять концерт над стадионом, массовый спортивный забег, штормовую
волну на другом конце света. Но чем дальше, тем больше разгорается споров и
запретов вокруг беспилотников. Они могут беспрепятственно заснять секретный
объект или частный отдых, к тому же, выходя на балкон своей виллы в одном
халате, уже нельзя быть уверенным, что ты не попадешь под прицелы какого-нибудь
дрона.

Поэтому власти
многих стран понимают, что безобидные с виду беспилотные летательные аппараты
могут представлять угрозу — например, для авиации, создавая радиопомехи, и
придумывают методы борьбы с ними. Один из таких способов — сбрасывать на
незаконные коптеры сети с помощью других дронов-перехватчиков. А иногда против
дронов выпускают даже специально обученных орлов, которые когтями обезвреживают
беспилотник.

Некоторые дроны нужно зарегистрировать

Регистрировать
дрон желательно, но пока не обязательно. Так как закон о регистрации
беспилотников вступил в силу, но сам порядок регистрации еще не установлен. Как
только появятся правила постановки на учет, все владельцы коптеров размером от
250 грамм до 30 кг будут обязаны их зарегистрировать в z-it.ru
«ЗащитаИнфоТранс». Для регистрации понадобится указать имя владельца, его
паспортные данные, ИНН, дату и место рождения, адрес и телефон, а также
электронную почту при ее наличии.

Но стоит
учесть, что людям, стоящим на учете в наркологическом или психологическом
диспансере, а также имеющим судимость за хулиганство и терроризм,
зарегистрировать квадрокоптер не получится.

ТОП-1. Blade 180 QX HD

Рейтинг квадрокоптеров для начинающих с камерой возглавляет этот дрон, который появился на рынке еще в  2013 году. И до сих пор он верно служит для тех, кто делает первые шаги в пилотировании.

Рассмотрим, чем он может понравиться новичкам:

• Вес квадра составляет всего 95 граммов, он легко поместиться на ладони. В комплектации предусмотрены запасные винты, на случай выхода из строя старых. В небе может находиться до 10 минут, с включенной камерой это время уменьшается вдвое. Аккумулятор заряжается за час.
• Камера EFC-721 в 1,3 Мп — это видео в разрешении 720р. Качество явно не дотягивает до среднего, но с этим придется смириться. Режим записи фото/видео можно активировать уже в процессе полета.
• Опции. В этом коптере нет функций, которые избалованы современные пилоты: ни FPV-трансляция, ни GPS,  ни барометрического датчика. Но здесь реализована технология SAFE, которую инженеры компании даже запатентовали. Суть ее в том, что новичок в пилотировании получает три режима.
  • Low Angle Stability идеальный для аэросъемки.
  • High Angle Stability Mode — можно делать перевороты, но есть ограничения.
  • Agility Mode — без ограничений угла крена, большие возможности в самостоятельном пилотировании.

Выводы

Квадрокоптер для начинающих обладает надежными характеристики. Именно ему до сих пор отдают предпочтение пилоты, поэтому он дрон уходит с рынка. Его время плавно уходит. В настоящее время за меньшие деньги можно приобрести беспилотники с GPS, FPV, барометром. Но все же для первого опыта в пилотировании этот беспилотник очень хорош.

Рекомендации по выбору квадрокоптера

Чтобы правильно выбрать оптимальную модель, стоит понимать, на какие технические характеристики нужно обращать внимание

1. Полетные качества. Основными параметрами выступают маневренность, скорость, дальность работы и время автономного полета. Все это зависит от количества винтов, мощности мотора и веса самого изделия. Поэтому рекомендуется выбирать наиболее легкий прибор. Однако без дополнительных приспособлений он может оказаться бесполезным.
2. Количество винтов. Сегодня есть модели с тремя, четырьмя, шестью и восемью винтами. При этом все они объединяются, как ни странно, названием «квадрокоптер».
3. Частота, на которой осуществляется управление. Лучше выбирать модели, которые работают на 2,4 или 5,8 GHz. В этом случае другие приборы не будут мешать работе устройства.
4. Наличие камеры. Они могут быть от 0,3 Мп до тех, что поддерживают съемку в формате 4K. У компании Xiaomi есть неплохие бюджетные модели, которые позволяют выполнять качественную аэрофотосъемку.
5. Возможность использования дополнительных опций. Наиболее популярной считается подвес, который позволяет фиксировать угол обзора камеры для получения качественных снимков. Также есть и ряд других опций.
6. Наличие системы автоматического пилотирования, гироскопов и GPS датчиков. Это серьезно увеличивает стоимость прибора, зато позволяет его использовать в профессиональных областях.

Модели типа Hubsan X4 плохо сопротивляются порывам ветра, поэтому их рекомендуется использовать в полный штиль. Наиболее оптимальным вариантом может стать массивный гоночный дрон, если планируется его использовать не в качестве детской игрушки. Они могут достигать скорости 90 км/ч.

Hubsan X4

10 место

JJRC H36 или Eachine E010 — два абсолютно одинаковых квадрокоптера несмотря на то, что выпускаются под разными брендами. Внешний вид квадриков был позаимствован от более дорогого и функционального Blade Inductrix. Признание потребителя оба дрона получили благодаря набирающим популярность FPV полётам в домашних условиях. При желании квадрики без особого труда можно дооснастить FPV камерой и летать уже как продвинутые пилоты в FPV-очках, а это уже совсем другие ощущения от полёта.

*JJRC H36 или Eachine E010 после дооснащения

Если учесть цены на аналогичные квадрики с камерой, то JJRC H36 и Eachine E010 являются отличной альтернативой дорогостоящим аналогам. Помимо этого квадрокоптеры показательно управляются и совсем не боятся столкновений и падений. Имеют в арсенале режим «Headless или Безголовый», функцию «Возврат к трансмиттеру» и два режима активности «Low» и «High». Время полёта на практике в среднем составило 5 минут, что для такого сегмента коптеров очень даже хорошо. Вес квадрика — 21.5 грамм. Готов к полёту из коробки (RTF). Цена — 23$. Более подробно о JJRC H36 или Eachine E010 в обзоре.

ТОП-6. HD WLToys

Камера для квадрокоптера не входит в основную комплектацию ряда беспилотников известной фирмы, специализирующийся на производстве радиоуправляемых игрушек WLToys. Это такие дроны, как X206A, V666,V333, V656,V323. Приставка  HD этой камеры не может не привлекать. Она говорит о высоком качестве получаемого видео.

• Комплектация: Кроме самой камеры пилот получает  карту памяти micro SD, картдридер USB, кабель USB, шлейф питания и колпачок, защищающий сенсор аппарата.
• Как выглядит: Корпус сделан из прочного пластика. Особенность ее, как и других дополнительных устройств фирмы  WLToys — предельная простота установки и ее надежность. Производители отмечают, что аппарат обеспечивает хорошую обзорность.
• Качество.  Записывает видео в качестве 1080P, но можно переключить и на 720P  . В целом, как и  другие модели этой фирмы не подходит для выдающихся съемок. Правда здесь картинка намного лучше, если сравнивать «с собратьями». Например, видеопередатчик WL TOYS, который тоже есть в нашем топе, снимает  в разрешении  всего в 640х480

Выводы

Хорошая камера для квадрокоптера в своем сегменте. Можно сказать, что это золотая середина между низкокачественными 0,3-мегапиксельными и любительскими камерами средней ценовой категории. Вкупе с бюджетной стоимостью можно судить о выгоде этой покупки. Пользователи в своих отзывах отмечают, что возможности модели можно улучшить с помощью демпферных устройств, которые снизят уровень вибрации.

Что такое квадрокоптер

Говоря простыми словами квадрокоптер – это летающее устройство, на которое можно установить камеру.

Летают квадрокоптеры за счет 4 или большего количества винтов, находящихся на верхней части корпуса. Собственно говоря, отсюда и название 4 – «Квадро», если винтов больше то и название меняется в соответствии, но в народе их все называют квадрокоптерами, дронами или квадролетами.

Все квадрокоптеры не зависимо от модели состоят из:

• винтов,
• мотора,
• регулятора оборотов мотора,
• пропеллеров,
• корпуса,
• навигационных огней.

Различными же являются моторы. Они делятся на:

• Коллекторные. Такие моторы в основном ставят в маленькие квадрокоптеры. Их минус заключается в том, что они достаточно быстро выходят из строя и их приходится часто менять.
• Бесколлекторные. Такие моторы намного надежнее, долговечнее. Их ставят в средние и большие квадрокоптеры, предназначенные для полетов на улице.

7 место

Parrot Mambo FPV – обновленная FPV версия популярного дрона. Разработчик известная французская компания — Parrot, которая помимо БЛА разрабатывает и продвигает навигационные и развлекательные автомобильные системы, работающие посредством беспроводной связи нового поколения «Bluetooth Smart». FPV камера это единственное чего не хватало этому квадрику, а с учётом доп.аксессуаров он становится самым функциональным дроном в своей нише.

Основные преимущества квадрокоптера Mambo FPV: HD FPV камера, более ёмкий АКБ (660мАч против 550мАч у стандартной версии), максимальное время полёта 10 минут (8 минут у стандартной версии), автовзлёт и автопосадка, удержание высоты посредством ультразвукового и барометрического сенсоров, безопасный и простой взлёт с рук, аппаратура управления Flypad, FPV очки-оправа Cockpitglasses 2 и три новых режима полёта, среди которых близкий аналог режима Acro.

В целом интуитивно понятный в пользовании, динамичный, прочный, исполненный в современном дизайне квадрокоптер. Готов к FPV полёту из коробки (RTF). Вес дрона — 63 грамма. Цена — 179.99$. Более подробно о версии Parrot Mambo FPV можно ознакомиться здесь.

Посадочное шасси

Наличие шасси у беспилотника не всегда обязательно. Некоторые небольшие модели сконструированы таким образом, чтобы можно было без проблем приземлиться на нижнюю панель или что-то вроде нее. Другие модели, и их большинство, оснащаются различными вариантами шасси. У кого-то они напоминают вертолетные лыжи, у других замысловатые “ножки”. Все зависит от конкретной модели, ее назначения и оснащения. Например, беспилотники, использующиеся для воздушной съемки, а значит, оборудованные подвесной камерой, как правило, получают высокое шасси с большим клиренсом. Такими шасси изначально оборудуются все модели DJI Phantom с первой до последней версии. Высокие шасси есть и у промышленных дронов линейки Matrice, также разрабатываемой DJI.

А вот у дронов серии Inspire и Mavic шасси представляют собой что-то вроде ножек, установленных под двигателями на концах “рук” рамы. При этом из-за низко расположенной камеры шасси Inspire при посадке опускаются ниже, а в полете немного поднимаются вверх, улучшая при этом обзор для камеры. У Mavic из-за особенностей расположения камеры такое решение не требуется, но зато у него шасси складываются вместе с “руками” и пропеллерами, превращая дроны этой серии в одни из самых компактных и удобных для перевозки.

Квадрокоптер DJI Inspire 1 с поднимающимися в полете “лучами” и шасси

Назначение дрона и возможность подвесить дополнительную полезную нагрузку под нижней панелью (например, камеру или груз), влияют на технические решения для шасси

В одних случаях они делаются фиксированными (как у той же серии Phantom), а в других случаях шасси могут убираться, предоставляя камере обзор на 360 градусов, что важно для специализированных беспилотников (для инспекции, пожаротушения, поиска и спасения и т.п.)