Как выглядит беспилотник: что такое дрон простыми словами

Разберёмся в понятиях

• Дрон — это концепция, объединяющая все беспилотные летательные аппараты. Изначально военные дроны назывались дронами, но в современном обиходе упоминаются и обычные вертолеты.
• Квадрокоптер — это такой же дрон с четырьмя пропеллерами. Есть трихоптеры с тремя опорами, гексакоптеры с шестью и т.д. Общее название таких устройств — мультикоптеры.

Обо всем вышесказанном и пойдет речь далее.

Дроны-пожарные

Использование квадрокоптера в качестве пожарного — отличный способ тушить пожары на верхних этажах. Сам по себе такой аппарат не будет обеспечивать много воды к месту пожара, но он сможет сдержать распространение огня, пока развернуты основные силы пожаротушения.

Другой тип беспилотников используется для разведки огня. Устройство подбирается максимально близко к очагу и передает изображение в пожарную бригаду в реальном времени. Благодаря этому можно согласовывать действия по эффективному тушению пожаров.

Дрон пожарных в действии (Китай)

Космический дрон

С 2017 года на МКС работает сферический аппарат IntBall со встроенной камерой. Его основная задача — фото- и видеосъемка с передачей изображений на Землю в реальном времени. Поэтому космонавтам не нужно занимать руки фотоаппаратами и тратить время на эксперименты.

IntBall специально разработан для работы в условиях невесомости

Дроны-операторы

Особую популярность квадрокоптеры приобрели в сфере фото- и видеосъемки. С дрона можно получить отличную съемку пейзажей и масштабных мероприятий с высоты птичьего полета.

Самолеты с фотоаппаратами активно используются для наблюдения за дикой природой. Они используются не только для съемок телевизионных программ, но и для наблюдения за поведением исчезающих видов без вмешательства человека.

Стрельба с дронов тоже может быть профессиональной

Благодаря дронам появились новые возможности в подходе к стрельбе. Сейчас дорогие кадры с вертолетов становятся все менее популярными. Но спрос на услуги операторов дронов с профессиональным стрелковым оборудованием растет.

Дроны-спасатели

Использование квадрокоптеров в спасательных операциях широко практикуется во многих странах. Дрон — отличный инструмент для поиска пропавших без вести в горах, лесах или океанах. Оснащенные тепловизионной камерой, они могут многократно ускорить поиск потерявшихся людей в пещерах.

Пример использования вертолета для спасения человека в океане

С помощью вертолетов вы можете оказать помощь пострадавшим от стихийных бедствий. Дрон доставит еду, медикаменты и средства связи в места, куда еще не прибыли спасатели.

Дроны-доставщики

В больших городах доставка на дом не всегда работает так быстро, как хотелось бы. Но вертолеты могут решить эту проблему, потому что городское движение им не помеха. Оснащенные специальными контейнерами, эти дроны могут доставлять почту, товары и продукты по воздуху прямо в дом получателя.

Это удобно не только для заказчика, но и для компаний, которые берут на себя доставку, ведь можно значительно сэкономить на транспортных расходах и заработной плате курьерам.

Дроны-охранники

В этом направлении наиболее перспективным проектом является DroneSaaS. Такие квадрокоптеры функционируют как камеры наблюдения, не привязанные к точке.

Дронами можно управлять вручную или самостоятельно перемещаться по определенному пути. Есть модели, оснащенные тепловизором, датчиком движения и электрошокером.

А это вертолет с электрошокером

Дроны также доказали свою эффективность при патрулировании границы. Гораздо удобнее выявлять правонарушителей с высоты птичьего полета.

Дрон-инспектор

Квадрокоптеры используются для проверки состояния трудноуправляемых объектов. К ним относятся нефтяные вышки, мосты, плотины, заводские трубы, ветряные электростанции и другие высотные сооружения. С помощью дрона можно осмотреть всю конструкцию и выявить возможные повреждения.

Коптеры в медицине

Инфраструктура многих регионов не позволяет регулярно и своевременно доставлять лекарства, кровь и органы для трансплантации нуждающимся. С помощью дронов можно обеспечить население слаборазвитых стран практически всем необходимым для лечения.

Этот способ введения лекарства широко используется

Еще одно интересное решение — проект Smart Aid. Его идея состоит в том, чтобы с помощью вертолета быстро предоставить раненым людям оборудование для оказания первой помощи. В том случае, если есть минуты для спасения жизни человека, это может сыграть решающую роль.

Квадрокоптеры в искусстве

Дрон можно использовать для ярких световых шоу. На видео показано исполнение симфонического оркестра с вертолетами.

Дроны в сельском хозяйстве

Фермеры также рады использовать современные технологии. Квадрокоптеры оказались очень полезными для управления крупными фермами. Следовательно, многие виноделы используют их для проверки состояния лозы и спелости винограда.

также возможно использование дронов в животноводстве. Например, устройство, оснащенное тепловизором, позволит быстро идентифицировать больных животных в стаде по разнице температур тела.

Вертолеты стали отличным опылителем растений. Особенно это актуально на фоне стремительного сокращения численности пчел.

Рекламный коптер

Дроны тоже нашли свое место в рекламе. Они могут быть отличными носителями рекламных материалов и распространителями листовок на массовых мероприятиях.

Здесь может быть ваша реклама

Гоночные дроны

Вертолетные гонки — относительно новый и довольно популярный вид спорта в западных странах. Гоночные дроны специально разработаны для улучшения их скорости и маневренности.

Для максимального погружения в соревновательный процесс пилоты используют очки, передающие изображение с камеры квадрокоптера. Также зрители могут стать свидетелями зрелищных полетов и столкновений самолетов как вживую, так и от первого лица».

Гонки на дронах от первого лица — 7000000 просмотров

Квадрокоптеры с огнемётом

Такие устройства используются для очистки линий электропередач от мусора. Это быстро, эффективно, и вам не нужно рисковать жизнью, чтобы удалить ненужные объекты из потоков.

Вы сами можете убедиться в эффективности вертолета с огнеметом:

Интернет-дроны

Идея использования дронов для распространения Интернета по планете была разработана Марком Цукербергом и Google. Такие дроны должны работать совместно со спутниками и обеспечивать подключение к Интернету в труднодоступных регионах.

Постоянную работу самолета должны поддерживать солнечные батареи. Под вопросом только актуальность такого проекта, потому что Илон Маск также планирует в ближайшем будущем обеспечить повсеместный доступ в Интернет.

Будущее дронов

Будущее дронов зависит от их правового регулирования. Например, сейчас в России вес дрона не должен превышать 30 килограммов (в том числе дроны, квадрокоптеры, радиоуправляемые модели). БПЛА массой более 30 кг подлежат государственной регистрации. Но порядок использования дронов на федеральном уровне пока не урегулирован. Правительство планирует легализовать коммерческие перевозки пассажиров и грузов с помощью дронов к 2019 году.

Фотография: Amazon

Конструктивные особенности дронов

Дроны или БПЛА имеют вертолетную конструкцию с разнесенными балками, на которых установлены пропеллеры. В зависимости от назначения количество двигателей и пропеллеров на дронах может составлять от четырех до восьми. Хотя иногда встречаются устройства с большим количеством моторов.

Рис.7 Дрон с 8 гребными винтами

Посередине установлена ​​вся необходимая электронная начинка для управления, так называемый полетный контроллер, и закреплены опоры для безопасной посадки устройства. Контроллер полета питается от аккумулятора и взаимодействует с датчиками высоты, гироскопом и системой передачи и приема сигналов.

По сигналу с панели управления или по заранее запрограммированному расписанию он может изменять скорость, высоту и выполнять другие действия, типичные для множества дронов. Дроны по своим летным характеристикам условно делятся на следующие классы:

1. Микро. Самые легкие БПЛА массой до 1 кг могут находиться в воздухе 1 ​​час, набирая высоту до 1 км.

Рис.8 Микродрон

1. Мини. Вес дронов до 50 кг, они могут находиться в воздухе 5 часов, высота полета от 3 до 5 км.
2. Миди-класс. БПЛА среднего класса, вес может достигать 1 тонны. Продолжительность пребывания в воздухе 15 часов. Дроны способны летать на высоте до 10 км.
3. Тяжелые БПЛА. Такие дроны используются для длительных полетов продолжительностью более 24 часов. Их вес превышает 1 тонну и может достигать высоты до 20 км.

В конструкцию дронов входят спутниковые навигаторы и программируемый модуль в зависимости от условий полета. В тех случаях, когда БПЛА снимает и передает информацию на пульт управления, внутри него устанавливаются карта памяти и передающее устройство.

Дроны и безопасность

Высокий спрос на коммерческие и частные дроны также вызвал ряд опасений по поводу безопасности, связанных с последствиями столкновений и потерей управления. В связи с этим многие страны внесли ряд поправок в Воздушный кодекс на законодательном уровне. Зона полета не появилась».

Согласно российскому законодательству дроны с максимальной взлетной массой от 0,25 кг до 30 кг подлежат обязательной регистрации. Предлагается создать базу данных беспилотных летательных аппаратов и других беспилотных летательных аппаратов, которой будет дано официальное название — «Беспилотные гражданские самолеты» (БПЛА).

Ближайшее будущее дроностроения

Производство и разработка БПЛА стремительно растет. Постоянно появляются новые конструкторские разработки и разновидности более совершенных самолетов, и сфера их применения охватывает новые, еще не освоенные отрасли.

Например, ведутся работы по использованию дронов для создания помех системам наведения больших военных кораблей. Такие устройства могут полностью парализовать способность наносить удары и превратить военный корабль в безобидный корабль.

В освоении космоса перед дронами открываются широкие перспективы. Это исследование неизведанных планет и астероидов, наблюдение звезд в космосе и изучение нашего Солнца.

В будущем использование БПЛА в коммерческих и транспортных целях значительно расширится. Эксперты считают, что в ближайшее время появятся беспилотные авиатакси для перевозки пассажиров. И это далеко не предел возможностей использования дронов.

Еще немного о возможностях квадрокоптеров

Вы наверняка встречали фотографии, например, свадьбы, сделанные сверху. Такие удары — заслуга гражданских квадрокоптеров. Счастливыми обладателями таких устройств часто являются опытные фотографы и журналисты: самостоятельно добраться до места съемки они не смогли — оставили дрон с летающей камерой, поэтому материал у них на синей пластине с золотой каймой.

Кстати, некоторые программы, облегчающие нам жизнь, например приложение, определяющее загруженность магистралей, несут информацию об очереди дронов.

Плавучий дрон — находка для любителей плавания и дайвинга. Вот одно из преимуществ таких устройств: они будут использоваться для отслеживания акул у берегов Австралии, что в среднем снизит частоту нападений хищников на людей на 60.

А китайцы пошли еще дальше: в 2016 году изобрели дрон, на котором можно летать! Представляете: вы решили отправиться за покупками в центр города с окраины мегаполиса, на улицах километровые пробки, а срок реализации проекта наступает вам по пятам? Вызвал себе аэротакси, указал в нужное место на карте и все потею над презентацией в ноутбуке… Правда, использование летающего дрона для одного человека будет стоить больших денег и проблему с парковкой никто не отменял.

А если серьезно, будущее за дронами. Метеорологи, например, обычно считают, что БЛА скоро займут место метеорологов, а многие другие профессии канут в Лету благодаря этому изобретению.

Дальность полета дронов зависит от типа устройства. Максимальное количество любительских дронов в среднем составляет 100-300 метров. Более серьезные могут легко преодолеть около 5 километров. Самые длинные летающие дроны достигают 7 километров.

Возможности дронов не безграничны. Один из ключевых вопросов — источник энергии. Многие разработчики работают над увеличением времени автономной работы, но пока о существенных результатах говорить не приходится.

Что ж, как и всякая компьютерная техника, квадрокоптеры могут заболеть. Например, недавно стало известно о заражении некоторых боевых дронов США. Правда, пока неизвестно, с какой целью и кем активировались вирусы.

Виды беспилотников

Вертолеты сложно классифицировать, условно их можно разделить на следующие категории:

• Коммерческий — для экспресс-доставки посылок, а также для сельскохозяйственных нужд
• Военные — для наблюдения, разведки и бомбометания (в ближайшее время будет опубликована отдельная статья)
• Мирные жители: помогают контролировать территорию и обеспечивают безопасность
• Поисковые системы — помогите найти пострадавших в местах, где произошли стихийные бедствия
• Космические дроны — это дроны будущего. Они разрабатываются в НАСА для поиска и сбора образцов почвы на других планетах

Возможно, можно выделить другой тип — любительский. Друзья физики наверняка задаются вопросом, как самому сделать летающий дрон? Отличная новость для вас: уже изобретены готовые комплекты для сборки вертолета.

Исторические факты

• Первый беспилотный самолет был построен в 1935 году на примере полноразмерного биплана «Queen Bee» De Havilland DH82B. Он был оборудован магнитолой и сервоуправлением, расположенным на заднем сиденье. Позже его использовали как настоящую мишень при стрельбе из зенитных установок для тренировки пулеметчиков. Всего было построено 380 самолетов De Havilland DH82B Queen Bee. Термин «дрон» произошел от этого исторического события.
• В конце 2012 года Крис Андерсон ушел с поста управляющего редактора журнала Wired Magazine, чтобы посвятить себя дронам в 3DRobotics Inc. Впоследствии в стенах этой компании был впервые написан уникальный полетный код APM, на основе которого реализован на знаменитом автопилоте высокого класса Pixhawk. В настоящее время компания специализируется в области беспилотных летательных аппаратов и внедряет свои передовые решения в таких секторах, как фото- и видеосъемка, строительство, коммунальные услуги, телекоммуникационные услуги и общественная безопасность.
• В конце 2013 года известная публичная компания «Amazon» одной из первых начала использовать коммерческие дроны в тестовом режиме для доставки продукции на продажу. Впоследствии, в 2016 году, эту идею поддержали Политехнический университет Вирджинии и Государственный институт совместно с холдинговой компанией Alphabet Inc на примере тестового проекта «Крыло», целью которого была реализация доставки закупленных товаров первой необходимости или товары в Интернете с помощью дронов.
• Вскоре группировка дронов стала расширяться. Эмбри-Риддл — авиационный университет, долгое время служивший учебным полигоном для авиационной промышленности. В настоящее время он предлагает степень бакалавра наук в области беспилотных систем, степень магистра наук в области беспилотных систем, а также проводит базовые учебные курсы по беспилотным авиационным системам.
• 2016 Из отчета BI Intelligence «The dronis Report»: «Прибыль от продажи дронов к 2021 году увеличится до 12 миллиардов долларов. Аналитики BI Intelligence подсчитали, что в 2015 году их было уже более 8 миллиардов долларов».

Дроны широко используются в слежке и журналистике, потому что беспилотные летательные аппараты могут проникать в места, недоступные для людей.

История создания

Теперь дроны уже не считаются экзотикой, для некоторых они даже не роскошь, а что-то вроде игрушки. Не знаю, задумывались ли вы когда-нибудь, кому пришла в голову идея разработать такую ​​штуку, но лично мне было интересно. Оказалось, что Никола Тесла все еще работал над созданием прадеда современного квадрокоптера. Правда, это был не летающий объект, а парящий. На самом деле это была лодка, но не простая, а первая в истории, которой можно было управлять дистанционно.

А в 1935 году появился первый беспилотный самолет. И в шутку его тогда окрестили «дроном». Шум, исходящий от вертолета, изобретатели связывали со звуком, издаваемым летящим шершнем. Название устройства не было переведено на русский язык, поэтому он остался дроном на всех языках.

Что могут дроны

Как я уже сказал, удобство дронов оценили цифры из разных секторов. Например, такие компании, как Amazon, DHL, Zookal и Domino, взяли коммерческие дроны «в штат»: вертолетный курьер доставляет книги, пакеты и даже пиво и пиццу! И если в вышеперечисленных случаях устройства используются в маркетинговых целях и воспринимаются как экзотическое ноу-хау, то некоторые организации решили использовать беспилотные летательные аппараты с еще большей выгодой.

Например, компания «Маттернет» намерена отправлять на квадрокоптерах медикаменты и предметы первой необходимости вглубь страны, где приобрести такие вещи просто невозможно. Представляете, насколько полезен этот прибор!

Идея создания боевых дронов не такая уж гуманная. Их также можно использовать как транспортное средство. Правда, приносят с собой менее приятные вещи, вроде бомб. Очевидно, оснащенные видеокамерой, они также выполняют роль разведчиков и наблюдателей.

Фермеры также нашли применение дронам. Сельскохозяйственные дроны распыляют удобрения и помогают бороться с вредными насекомыми. Кроме того, есть квадрокоптеры, оснащенные тепловизионной камерой, такие устройства помогают вовремя идентифицировать больное животное в стаде.

А несколько месяцев назад распространилась новость об украинском беспилотнике. Сегодня это один из самых мощных сельскохозяйственных дронов, который может обследовать 100 гектаров полей за час, подсчитывать количество посаженных зерновых, сканировать почву и проверять урожай в течение всего сезона.