Квадракоптер, что это за зверь?

Что такое квадрокоптер и как он работает.

 

В дальнейшем, где это возможно слово мультикоптер будет заменено на более ходовое слово на слуху — квадрокоптер

Квадрокоптер — это летающий аппарат, двигающися посредством регулировании скорости вращения двигателей с пропеллерами

  • квадрокоптер это один из простых летательных аппаратов у которого много поклонников.
  • квадрокоптер аэродинамически не устойчив и требует компьютерное управление для сабильного полёта.
  • Поэтому квадрокоптер это целая “летающая система” и если его «компьютер» не работает, то он не летает.

qav1

quadrocopter-how-to-work

  • квадрокоптер, как показан выше, является простым типом мультикоптеров , с каждой парой двигателей вращающихся в противоположную сторону.
    • это позволяет ему использовать осевое вращение (Yaw) вправо или влево, посредством ускорения одной пары и замедлением другой пары двигателей.
  • горизонтальное движение осуществляется за счет ускорения двигателями (увеличение тяги оборотами) на одной стороне и снижение тяги на другой.
    • это позволяет наклонить квадрокоптер (Roll or Pitch) в нужном направлении движения , после чего тяга двигателей уравновешивается.
    • угол наклона , как правило определяет скорость движения в этом направлении.
  • что бы скомпенсировать порывы ветра компьютер наклоняет автоматически квадрокоптер в сторону направления порыва.
    • для того, что бы это работало на квадрокоптере должны быть электронные “гироскопы”, которые измеряют уровень по трем осям
    • помимо этого он может быть оснащен электронными акселерометрами, которые определяют смещение по трем осям
  • контроль высоты и её изменение осуществляются путём ускорения или замедления оборотов двигателя.

Cистема мультикоптера:

copter-diagram

Для того, что бы летать вам нужно:

  • сам квадрокоптер, включая раму, моторы, регуляторы скорости (ESC) винты (пропеллеры) и батареи
  • Полетный контроллер или автопилот, который обеспечивает стабилизацию и в более развитых системах (таких как APM 2.6) автоматический контроль.
  • Компьютер или ноутбук (телефон, планшет) для того, что бы запрограмировать полетный контроллер (что не обязательно) и для использования в качестве телеметрической наземной станции.

Демонстрационное видео демонстрирующее ручное и автоматическое управление.

  • Полет начинается с режима Stabilize “стабилизация” , который обеспечивает стабилизацию по горизонту и ручное управление.
  • Loiter Mode — квадрокоптер автоматически подерживает позицию и высоту , но допускает ручное управление.
  • Simple Mode — позволяет управлять квадрокоптером без учета орентации ( используя компас)
  • Auto Land — автоматическая посадка и переход в режим постановки в охрану (Disarm) , когда он приземлится.

Важные элементы для квадрокоптеров:

Основные требования квадрокоптеров это обладание досаточной тяги у моторов пропеллеров , способные его поднять:

  • Благодаря тому, что технологии литиевых батарей позволяют это сделать
  • Предыдущие технологии не позволяли обладать достаточным потенциалом и были слишком тяжелые и не производительные.
  • Бесщеточные двигатели (Brushless motor) и электронные контроллеры скорости (ECS) повышают полетные характеристики, выносливость моторов и их надежность (работа на отказ). при разумной дисциплине можно летать в дождь и не волноваться за моторы.
  • Карбоновые , алюминевые и стеловолоконные технологии облегчают вес давая эфективность и производительность по соотношению к весу апарата.
  • Полетный контроллер (ArduPilot) является мозгом , который позволяет квадрокоптеру творить потрясающие вещи.
  • Группа разработчиков опирается на APM контроллер , который имеет хороший потенциал
  • В полетный контроллер встроенно много датчиков, необходимых для автоматического полета
  • В эту систему включены : трех осевой гироскоп, трех осевой акселерометр, компас (магнитометр) , барометр (высотомер) и GPS.
  • ArduPilot подключается к моторам , радиопередатчикам, телеметрии и камеры контроля.
  • Современные радиоуправляемые системы 2.4МГц обеспечивают быструю и очень надежную связь с квадрокоптером.
  • Программа Mission Planer позволяет обновить прошивку Автопилоту
  • Программа так же позволяет загружать пользовательские параметры (миссии / точки) и прочие инструкции в квадрокоптер.
  • Кроме того, можно использовать планирование миссии полета , анализировать журналы полета записаные на автопилот.
  • А еще программа может работать как телеметрическая наземная станция (Ground Station) , где отображаются в реальном времени данные полета.

hud1

 

Требования к проектированию мультимоторных аппаратов

  • Квадрокоптер — устойчивая система , но ей нужнен тщательно подобранные компоненты.
    • Прогнозируемый вес, производительность, время полёта и полезной нагрузки — это требует сбалансированного подхода, что бы добиться хороших результатов.
    • Высокая производительность, как у квадрокоптеров (quadrocopter) для хобби или использования камеры (сьемок с воздуха) требуется уже более тяжелоподъемный мультикоптер — гексакоптер, октакоптер (hexacopter, octacopter)
    • Размер рамы и её вес, двигатели и пропеллеры, мощность батареи и полезная нагрузка — являются важными параметрами при постройке мультикоптера.
  • Небольшой квадрокоптер (quadrocopter) идеально подходит , что бы научиться летать, хорош для новичков, которые осваивают это.
  • Большой гексакоптер (Hexacopter) или октокоптер (Octacopter) с камерой для съемок дорогой и серьезный аппарат, требует професиональных навыков.
    • это сильно бъет по карману, в случае его падения и это стоит учитывать.

Источник: ardupilot-mega.ru

Добавить комментарий

Войти с помощью: