Задаваясь вопросом "что такое дрон?", многие практически точно сами знают ответ. Эти устройства также известны как беспилотники и получили достаточно широкое распространение лишь недавно. Но все же стоит рассмотреть их поподробнее.

Что такое дрон?

Если технику практически всегда можно починить или заменить, то высококвалифицированные и узкоспециализированные человеческие ресурсы трудновосполнимы. Именно поэтому человечество так рьяно двигает вперед отрасли, результаты работы которых в будущем могут сделать работу людей более безопасной. Примером может служить робототехника, одним из детищ которой стал особый многофункциональный аппарат. Итак, что такое дрон? Обычно под этим подразумевают беспилотный управляемый дистанционно, но есть и более широкое понимание термина. Дроны не обязательно летают, но их общей чертой является нацеленность на выполнение определенной задачи без участия человека или с его минимальным вмешательством. Неудивительно, что изначально БПЛА использовались только военными.

История появления и развития

Автором самой идеи о дистанционно управляемых устройствах стал, что неудивительно, Никола Тесла. В 1899 году он продемонстрировал сконструированное им управляемое судно. Его идеи продолжил в 1910 году молодой американец Чарльз Кеттеринг, намеревавшийся разработать летательный аппарат, который бы выполнял работу с помощью часового механизма. К сожалению, можно констатировать, что он потерпел неудачу.

Считается, что первый БПЛА был разработан в Великобритании для военных целей в 1933 году. Для этого был использован отреставрированный биплан, правда, из трех устройств только одно успешно завершило полет. В дальнейшем машины постепенно совершенствовались, появлялись новые способы управления и контроля за их деятельностью. Исследования и разработки активно продолжались во время Второй мировой войны и после нее. Более или менее успешными результатами можно назвать появление знаменитых "Фау-1" и "Фау-2". В СССР велись аналогичные разработки.

Помимо сугубо военных целей, БПЛА также использовались для тренировки будущих солдат. Но не стояла на месте, и ведущие державы продолжали разрабатывать оружие, которое могло бы сдержать противника. В какой-то момент СССР даже стал лидером по объемам производства БПЛА. Однако затем США вырвалась вперед, поскольку в войне с Вьетнамом потери ее авиации были слишком уж велики - беспилотники пришли на помощь.

Несмотря на свою изначально военную "природу", БПЛА нашли и свое гражданское назначение. В новом качестве они получили и более короткое обиходное название - дроны, которое стало даже более распространенным, чем аббревиатура. Кстати, оно напрямую связано с их деятельностью, ведь в переводе с английского drone - "шмель", или глагол "жужжать". Переквалификация также дала дополнительный толчок их развитию, ведь гражданские радиоуправляемые дроны имеют массу возможностей. Но для каждого назначения нужны свои особенности, так что робототехника все так же не стоит на месте. Итак, похоже, вопросов, что такое дрон, не осталось. Какие же они бывают?

Виды

Как правило, дроны различают по размеру и особенностям управления. По первому критерию существует 4 категории:

1. Микро. Устройства этой группы весят до 10 килограммов. Они способны на непрерывный полет в течение часа на высоте до 1 километра.
2. Мини. 10-50 килограммов, ограничение высоты - 3-5 километров, длительности полета - до нескольких часов. Более легкие устройства этой категории еще могут относиться к гражданским, далее - нет.
3. Средние. Масса до 1 тонны, длительность полета - 10-12 часов, максимальная высота - 9-10 километров.
4. Тяжелые. До суток в полете на высоте до 20 километров.

По особенностям их функционирования можно выделить такие:

• неуправляемые;
• автоматические;
• дистанционно управляемые.

Типовое устройство

Стандартная конструкция БПЛА предусматривает спутниковый навигационный приемник, а также гироскоп и акселерометр. Кроме того, в устройстве обязательно есть программируемый модуль. Для написания алгоритмов работы используются языки высокого уровня: Си, Си++, Модула-2, Оберон SA или Ада95.

Если же необходимо еще и сохранять и пересылать оператору некие сведения, то в конструкцию включают и передатчик. Любое другое оборудование добавляется в зависимости от целей использования. У управляемых дронов также в наличии должен быть приемник команд и передатчик телеметрической информации.

Назначение

Целей, для которых может быть использован летающий дрон, огромное множество. Помимо уже упомянутого военного назначения, они занимаются аэрофотосъемкой, мониторингом безопасности. Отраслей, имеющих в своем арсенале такие аппараты, большое количество: сельское хозяйство, рыболовство, лесоохрана, картографирование, энергетика, геология, строительство, СМИ и т. д. Уже сейчас разработчики ищут пути, как обеспечить с помощью беспилотников доставку различных грузов, наладить надежную связь с удаленными районами и при этом сократить затраты на топливо и обезопасить окружающую среду. Одним словом, проблем у производителей довольно много, поскольку спрос на некоторые функции уже есть, а предложения в ответ пока нет. Так что потенциал огромен.

Фотосъемка

Отдельно стоит сказать о новом хобби, возникшем благодаря широкому распространению БПЛА. Речь идет о фотосъемке с таких углов, которых раньше достичь было невероятно трудно. Летающий дрон с миниатюрной камерой позволяет взглянуть на привычные достопримечательности с совсем другой точки зрения и увидеть их по-новому. А самые удачные кадры регулярно участвуют в специальных конкурсах под эгидой влиятельных журналов, например, National Geografic.

Мультикоптеры

Существует категория которые часто рассматриваются отдельно ввиду отличий в конструкции. На самом деле, дрон-квадрокоптер не так уж отличается от обычных БПЛА, он лишь имеет большее количество винтовых систем - в данном случае четыре. Именно эта конструкция стала наиболее популярной среди гражданских беспилотников. Однако серьезной проблемой стало обеспечение безопасности их полетов, поскольку при внезапной разрядке батареи с высоты в 0,5-1 километра даже достаточно легкий аппарат может причинить людям травмы, поэтому рекомендуется не только пройти специальные курсы по управлению БПЛА, но и соблюдать специальные правила.

Среди устройств, имеющих полезное практическое применение, есть место игрушкам и развлечениям. Так, несколько лет назад крупный производитель Parrot представил беспилотник-дрон, выполняющий роль надежного будильника. Как только наступало время пробуждения, он убегал или улетал от хозяина, и выключить его можно было, только поймав, что существенно усложняло задачу снова уснуть. Так что подобное устройство может не только быть полезным, но и развлечь, смотря на что хватит фантазии.

Одному например, пришла в голову идея воздать почести своему коту, погибшему под колесами автомобиля, сделав оригинальный квадрокоптер. Животное носило при жизни имя в честь одного из братьев Райт, а после смерти к его чучелу были приделаны винты, а вся конструкция была представлена публике на одной из выставок современного искусства в 2012 году. Реакция была неоднозначной, но это событие вызвало широкий. И если этот дрон-квадрокоптер в виде кота - вероятно, не лучшая идея, всегда есть возможность придумать что-то свое.

Доступность

Ограничений на продажи гражданских моделей не существует, хотя боевой дрон приобрести, конечно, так просто не удастся, так что те, кто хочет делать фото и видео с высоты, привычной птицам, наблюдать за транспортной обстановкой или использовать еще какие-то функции этих устройств, могут осуществлять это свободно. Некоторые энтузиасты предпочитают делать их своими руками, особенно если есть соответствующие знания. Сконструировать летающий дрон с камерой - не такая уж сложная задача для умельцев, в крайнем случае его всегда можно заказать, благо, цены на модели достаточно демократичны - средняя стоимость колеблется в районе 300 долларов США. Есть и более дешевые образцы, которые могут буквально уместиться на человеческой ладони.

Противники

Несмотря на то, что устройства категории "беспилотник/дрон" приобрели широкое распространение совсем недавно, уже появилось много людей, выступающих за ограничение или даже запрет этих приборов. Они аргументируют свою позицию тем, что БПЛА, наводнившие города, не только создают лишний шум, но и могут производить фото- и видеосъемку сквозь окна зданий, таким образом вторгаясь в частную жизнь. Пока противники проявляют недовольство в основном в США, но серьезных разговоров о законах, регулирующих деятельность дронов, не ведется. Тем не менее, спрос рождает предложение - кое-какие производители уже продают приборы, определяющие наличие летательных аппаратов в определенном радиусе. Сенсор отличает прибор от птиц по характеру движения и издает специальный звуковой сигнал, ну, а как поступить с незваным "гостем", решает уже сам хозяин.

Производители

Если говорить о категории "боевой дрон", то мировым лидером в этой сфере, бесспорно, будет Израиль. Он же, разумеется, является ведущим экспортером, занимая, по некоторым оценкам, около 40% международного рынка. Страны с большой долей ВПК, такие как США и Россия, заключают с израильскими агентствами контракты на совместную разработку устройств.

Еще одним серьезным игроком на рынке является Иран. По мнению экспертов, последние разработки местных производителей вполне способны конкурировать с продукцией Израиля. Достаточным количеством моделей различного назначения может похвастаться и аргентинская армия.

Перспективы развития

Боевое будущее дронов не вызывает сомнений - они в любом случае найдут применение. Что же касается гражданских устройств, перспективы еще более любопытны. Согласно открытой информации, собранной организациями Евросоюза, к 2020 году потребительский спрос на БПЛА будет распределяться по отраслям следующим образом: 45% придется на госструктуры, 25% - пожарным, 13% - сельское хозяйство и лесничество, 10% займет энергетика, 6% - обзор земной поверхности и оставшийся 1% - связь и вещание.

Однако уже сейчас многие конструкторские бюро думают о том, как может быть организована доставка дронами. При этом нужно решить достаточное большое количество задач: от проблемы достаточной грузоподъемности и времени автономной работы до вопроса экологичной утилизации. Но в общем и целом это направление робототехники является более чем перспективным.

В России

В РФ старые разработки времен СССР были закономерно по тем или иным причинам утрачены, так что фактически эту отрасль пришлось осваивать заново. В 2009 году был заключен контракт с израильской фирмой на закупку БПЛА, но позднее было решено разработать дроны России самостоятельно. На эту цель Минобороны выделило 5 миллиардов рублей, но инвестиции не принесли желаемого результата - аппараты просто не выдержали программу испытаний.

В 2010 году компания "Транзас" выиграла тендер на НИОКР по созданию БПЛА, тем более что она уже имела опыт таких разработок. Дальнейшие события, касающиеся успешности разработок, - в некоторой степени закрытая информация. В 2012 году стало известно об успешном прохождении испытаний моделью под названием "Орлан-10". После участия в нескольких учениях образец получил высокие оценки и хорошие отзывы военных, но этот аппарат предназначен лишь для малой дальности, так что разработки ведутся еще в нескольких направлениях, чтобы дроны России также могли получить ударное назначение и успешно охранять границы от возможных угроз.

В 2014 году должны были пройти испытания БПЛА средней дальности, а также опытных образцов взлетной массы от 10 до 20 тонн. Также публике был показан разведывательный комплекс "Искатель", получивший ряд замечаний, но в общем и целом признанный очень перспективным. Также сообщалось о производстве модели "Форпост" на одном из предприятий РФ совместно с Израилем.

Несмотря на все проблемы, отрасль имеет хороший потенциал, но, к сожалению, российские дроны вряд ли получат в ближайшее время "второе дыхание" в виде перепрофилирования на гражданские специальности. Крупных производителей аппаратов для широкого населения нет и пока не предвидится.

Дрон — это техническое устройство, устойчиво связанное с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) или беспилотными авиационными системами. Он способен совершать дистанционно управляемые или автоматические полеты (по плану на основе GPS/ ГЛОНАСС). В ходе полета выполняется ряд полезных действий: фотографирование различных участков или объектов, сбор параметров состояния воздушных масс на высоте, анализ ситуации на местности, доставка грузов до определённого места, поисковые работы, просто любителями для получения качественных фото/ видеоматериалов и в развлекательных целях (гонки на квадрокоптерах).

Могут иметь самую разную технологическую конструкцию. Они оснащаются не только винтовыми двигателями, но и турбинами различных типов. Делятся на постоянно управляемые и только передающие сигналы. В общем производстве в настоящее время лидируют гражданские аппараты по численности и военные по значимости. Тогда как недавно они использовались исключительно военными.

История создания и производства дронов

Принято считать, что появление электричества и радио стали катализатором для создания удаленно управляемых аппаратов. Такую технологию использовали австрийцы в 1849 году, управляя с помощью проводов воздушными шарами. Позже говорилось о попытках использования технологии для управления диражблем. Но только в 1899 году Никола Тесла смог представить судно на радиоуправлении.

История создания беспилотных летательных аппаратов уходит в период Первой мировой войны. Уже тогда люди попытались делать летающие торпеды. Однако проекты не дошли не только до массовой реализации, но не вышли за уровень построения концепций и расчетов. Какие-то прототипы пытались испытывать в Германии, Британии и США, но успехом они не увенчались. Наработки же легли в основы создания крылатых ракет, которые активно использовала армия Германии во время Второй мировой войны. Тогда же были восстановлены и попытки создания крылатых торпед. В период между войнами БПЛА использовали в основном в качестве мишеней.

Какое-то относительно стабильное применение беспилотников можно отнести только к концу 60-ых и началу 70-ых годов 20 века. В этот период в СССР был создан беспилотный разведчик Ла-17Р, сверхзвуковая крылатая ракета Ту-121, ставшая базовой при разработке реактивных разведчиков Ту-123 «Ястреб», Ту-141 «Стриж» и Ту-143 «Рейс». По различным данным, модификация «Рейс» используется и сейчас, уже в виде усовершенствованного и современного Ту-300.

Программы использования беспилотной авиацией в США были несколько более обширными. Кроме разведовательных целей беспилотники играли ещё и роль доставщиков глубоководных мин, нужных для борьбы с подводными лодками. Такая миссия была возложена на боевой, управляемый по радио, вертолёт QH-50 DASH. Но основной целью всё же оставался сбор данных о состоянии противника. Так, во время войны во Вьетнаме беспилотники армии США совершили 3435 вылетов. Основной их задачей была воздушная разведка.

Другой страной, которая исторические активно развивала собственные программы применения беспилотной авиации является Израиль. БПЛА применялись ею в ходе войны с Египтом, коалицией арабских стран и Ливаном. Во время боевых действий, относящихся к конфликту с Сирией с помощью БПЛА были установлены места нахождения радарных станций, после чего они были подавлены ракетными ударами.

Виды беспилотных летательных аппаратов

90-ые годы были отмечены повсеместным внедрением новых систем связи и навигации, в частности GPS. Это стало основой для появления БПЛА нового типа, управление и получение данных с которых существенно упростились. В результате их создание вышло за рамки военных проектов и сформировался молодой гражданский рынок этих летательных аппаратов. Эксперты регулярно прогнозируют небывалый рост, но время показывает, что некоторые пророчества оказываются всё же слишком оптимистичными. Тем не менее, в 2016 году только в США было продано 2,8 млн гражданских моделей, а общий оборот в отрасли составил 953 млн долларов.

Активное дроностроение и внедрение их в гражданскую среду, привели к росту вариантов их использования:

Российская подводная модель «Статус-6»

Боевое нападение в Хмеймим

В ночь на 6-е января 2018 года БПЛА атаковали российские подразделения в Сирии, так впервые было зафиксировано первое боевое применение стаи беспилотников. От экспериментов к практике перешли суровые сирийские оппозиционеры, в качестве мишеней выбравшие российскую авиабазу Хмеймим и пункт обеспечения ВМФ в Тартусе. Группа из 13-ти штук вполне подошла для тренировки РЭБ и зенитчиков. 7 штук было сбито комплексом «Панцирь-С1», а оставшиеся 6 — посажены. При контакте с землёй 3 БПЛА взорвались. Изучение оставшихся показало, что запуск был произведён из зоны деэскалации «Идлиб». Для этого беспилотникам пришлось преодолеть более 50-ти километров.

На наиболее популярном из опубликованных фото, стоящий на столе беспилотник террористов действительно выглядит как кустарная модель. Но обращает на себя внимание несколько моментов: возможности батареи и удаленность управления (напомним о расстоянии в 50км до атаки), вес полезной нагрузки (на фото ниже можно увидеть количество бомб на каждом крыле) и массовость использования. Сегодня любая кустарная мастерская в состоянии наладить мелкосерийный выпуск беспилотников и силами небольшого инженерного коллектива превратить их в серьёзную проблему. Поэтому столь активно обсуждаются и продолжается .

Шоу на Олимпийских играх в Южной Корее

В Южной Корее прошла церемония открытия Олимпиады, в которой приняли участие знаменитые квадрокоптеры Shooting Star от Intel в количестве 1218 штук и установили новый мировой рекорд, ранее принадлежавший китайскому Ehang, более известному своим такси Ehang 184. История этого рекорда довольно драматична. Команда Intel с приличествующим масштабу события освещением наращивала свою беспилотную группировку, по сотне-другой увеличивая количество летающих и светящихся квадрокоптеров, пока не была достигнута внушительная цифра в 500 штук. И тут из ниоткуда появились эти китайцы и, как уверенные в себе игроки, удвоили: во время прошлогоднего китайского Нового Года запустили сразу 1000 моделей Ehang Ghost 2.0. Следующий рекорд был по-тихому установлен ими же в первой половине декабря 2017 и составил 1180 штук, прошло два месяца и бравые парни под командой не менее бравой девушки установили .

Что нас ждет в мире БПЛА?

Многие эксперты считают, что у такого вида авиации большое будущее. Главное - использовать их правильно, в режиме не выходящим за рамки законодательства своей страны. Большой спрос на любительские модели поставил под угрозу раскрытия всех секретных военных объектов. Данная проблема подтолкнула к активному обсуждению мер безопасности и созданию бесполетных зон «NO FLY», закрепленных законодательством страны, а также обязательной регистрации устройств весом от 250 грамм до 30 кг в РФ.

На ведущих ролях в создании новых моделей останутся все те же: Россия, Израиль, США и Китай (где создается 85% рынка любительских моделей). Есть несколько интересных особенностей, которые могу лечь в основу индустрии БПЛА в новом 2018 году.

• Управление целой флотилией беспилотников (продемонстрирована боевиками в Сирии) - под управлением флотилией мы имеем в виду управление несколькими коптерами с одного пульта без опасения, что они столкнутся. Каждый коптер в группе будет знать свою позицию и ни при каких обстоятельствах не помешает другим. Рискнем утверждать, что это станет следующим серьезным шагом в развитии индустрии, который удивит пилотов-любителей, а профессионалам откроет безграничные возможности. В этом нет никакого сомнения.
• Станции автоматической подзарядки - больше пригодятся профессионалам, а не любителям. Сама мысль о полностью автоматических коптерах, которые перевозят грузы и сами заряжаются, грандиозна. Последнее время о системах автоматической подзарядки много говорят. Проведенные тесты показали многообещающие результаты. Похоже, появление станций автоматической подзарядки – только вопрос времени.
• Продумывание защиты каналов связи — сейчас сигнал GPS можно глушить, перехватить или подменить
• Увеличения количества компаний, занимающихся созданием оружия для борьбы с БПЛА

Как устроен дрон? По какому принципу работает? Для всех, кто хоть немного интересуется робототехникой, - это актуальные вопросы. В свою очередь, предлагаем на них максимально подробные ответы. Итак, начнем с самого начала.

Что такое дрон?

Так называют летательные аппараты, управляемые либо человеком дистанционно с помощью пульта, либо посредством бортового компьютера (последние обычно предназначены для выполнения военных или других специальных задач). Термин «дрон» изначально возник, скорее, как шутливое прозвище и не являлся полноценным научным понятием. Дронами (в переводе с английского «трутень») еще в прошлом веке называли авиационную технику из-за специфического шума двигателей, напоминавшего гул пчелиного улья. Сейчас данный термин используется в основном в публицистике; в профессиональных кругах более популярны понятия «беспилотный летательный аппарат» или просто «беспилотник».

Виды дронов

Современные модели беспилотников очень разнообразны. Между собой они отличаются в первую очередь своим предназначением. К примеру, бывают коммерческие дроны (еще их называют гражданскими). Эти летательные аппараты выполняют общественно полезные функции - перевозят грузы, удобряют поля, помогают в строительстве зданий, в научных исследованиях и т.д. Другая крупная категория дронов - потребительские. Сюда входят различные игрушечные дроны. Они предназначены для развлечения на досуге, с их помощью можно, например, устроить настоящие гонки или снимать интересные видео с высоты птичьего полета. Третья крупная группа включает в себя военные или боевые беспилотники. Они характеризуются более сложной конструкцией и способны выполнять куда больше функций по сравнению с другими своими «собратьями». Отметим, что далее в этой статье будут рассматриваться дроны именно первых двух категорий. Как уже говорилось выше, военные модели сильно отличаются и их лучше рассматривать отдельно.

В 2014 году Федеральное управление гражданской авиации США разделило дроны по классам. Каждый класс соответствует классу воздушного пространства, в котором беспилотник способен летать. Так, класс G включает в себя аппараты, способные подняться на высоту до 360 метров. К классам В, С, D относятся дроны, летающие на высоте до 3000 метров. Класс А - это беспилотники, покорившие высоту от 5400 до 18 000 метров над землей.

Из каких элементов состоит дрон?

Конечно, каждый беспилотник по-своему уникален, но все же есть несколько основных элементов, которые присутствуют в конструкции любого такого устройства. Среди них:

• рама;
• полетный контроллер;
• двигатели;
• пропеллеры;
• регуляторы оборотов;
• аккумуляторы.

Рама - это основа любого беспилотника. К ней крепятся все остальные элементы. От того, насколько она прочна и надежна, зависит общий срок эксплуатации дрона. Изготавливают раму из полимеров или сплавов легких металлов. Также могут использовать карбон или другие материалы, отличающиеся легкостью и прочностью одновременно.

Полетный контроллер является, по сути, «мозгом» дрона. Он принимает сигналы, исходящие от пульта управления (или бортового компьютера) и перенаправляет их в двигатели или другие элементы конструкции. Чем больше сигналов способен принять контроллер, тем больше функций способен выполнить дрон в целом. В свою очередь, на количество принимаемых сигналов влияет количество датчиков, встроенных в полетный контроллер.

У разных дронов полетный контроллер может состоять из разных элементов, но все же есть определенный базовый набор, обязательный для любого беспилотника. Он включает в себя:

• главный процессор - принимает и обрабатывает команды;
• барометр (датчик, определяющий высоту полета аппарата);
• акселерометр (устройство, измеряющее ускорение аппарата);
• гироскоп (датчик, определяющий положение дрона в пространстве);
• стрелка направления (указывает направление, в котором должен лететь дрон);
• GPS-навигатор (определяет географическое положение дрона);
• Wi-Fi;

Двигатели, пропеллеры и регуляторы оборотов. Элементы конструкции, отвечающие за полет дрона. Обычно конструкцией предусмотрено четыре двигателя, каждый из которых присоединен к пропеллерам. Регуляторы оборотов задают скорость дрона, исходя из данных, полученных от полетного контроллера.

Аккумуляторы. Очевидно, что этот элемент конструкции обеспечивает функционирование всех элементов дрона. От емкости аккумуляторной батареи также зависит максимальная высота, на которую способен подняться беспилотник. Большинство коммерческих и потребительских дронов не отличается большими размерами, аккумуляторы, встроенные в них, также невелики. Из-за этого не удается обеспечить значительную продолжительность их полета. Решение этой проблемы является одной из приоритетных на данных момент.

Как летает дрон?

Коммерческие и потребительские дроны в подавляющем большинстве управляются посредством пульта (среди военных встречаются и полностью автоматизированные). Пульт настроен на определенные каналы (минимальное их количество - четыре), через которые направляет сигналы в полетный контроллер дрона. Последний, обработав сигнал, перенаправляет его на регулятор оборотов, который задает дрону нужную скорость путем вращения пропеллеров.

Кстати, все пропеллеры дрона вращаются в разных направлениях (одна пара по часовой стрелке, другая - против нее). Только так можно обеспечить максимальную стабильность полета. Параметры вращения пропеллеров также определяют специфику полета. Например, если все винты работают с одинаковой скоростью - аппарат взлетает. Если один из пропеллеров работает быстрее - дрон слегка наклоняется и двигается в заданном направлении. Если же сразу два пропеллера заработали быстрее - дрон поворачивается в заданную ими сторону.

В качестве послесловия

Из описанного выше становится понятно, что принцип работы дрона довольно прост. Имея достаточные познания в инженерии, можно сконструировать собственный беспилотник в домашних условиях. Опять же, подчеркнем, что только человек с хорошими инженерными навыками сможет справиться с этой задачей. Для таких специалистов, кстати, есть даже специальный ресурс (ecalc.ch), позволяющий спроектировать макет дрона и продумать принцип его действия в режиме онлайн.

Рассказать друзьям

Начинающего любителя радиоуправляемых летательных аппаратов часто съедает любопытство от вопроса — что такое дрон? Сегодня на многих интернет-ресурсах про квадрокоптеры авторы используют этот термин, чтобы обозначить им предмет статьи о четырехроторном аппарате. Многие пользователи настолько свыклись с этим, что даже не оглядываясь на более авторитетных коптероводов, называют дронами свои Walkera, Phantom, Hubsan и другие модели.

История появления дронов

С одной стороны, называют и называют, ведь ничего в этом такого нет, никто за это ругать не станет, плохие оценки и подавно никто не поставит. Суть квадрокоптера от этого не изменится — он как был летательным аппаратом, управляемым пультом, так им и останется.

С другой стороны, та же Википедия дает следующий ответ, что дрон — это разновидность летательных аппаратов без пилота внутри. Их еще называют БПЛА — беспилотный летательный аппарат. В начале дроны создавались в военных целях, чтобы шпионить и разведывать вражеские территории с воздуха.

Их программировали на различные задачи, после чего запускали в воздух.
В литературе военные дроны называются беспилотниками. А гражданские летательные аппараты — дронами.

Самые первые дроны появились в Англии еще в далеком 1933 году. Тогда в качестве тестируемых средств использовали отремонтированные бипланы, которые управлялись с помощью радио.

Первые два аппарата в результате проверок потерпели крушение, зато третий благополучно приземлился после относительно длинного полета. Поэтому Великобританию можно считать первой в мире страной, которая использовала дроны.

Военные силы США тоже не дремали и поэтому спустя некоторое время после окончания Второй Мировой Войны с Германией, в 1951 году они сумели запустить первый в мире военный разведывательный аппарат ЭйКюЭм 34. После чего в этой стране началось серийное производство военных беспилотников.

Сегодня военные воздушные силы Соединенных Штатов используют множество беспилотников-разведчиков в различных регионах земного шара, таких как Индийский океан, берега восточной Африки, на Ближнем Востоке. Главными целями дронов являются террористические группировки и пираты.

Сегодняшние дроны

Легко запускаются и могут пролететь до трех с половиной тысяч километров. Да, именно километров, а не метров, как это делает большинство продвинутых квадрокоптеров на обычном радиоуправлении в 2.4 ГГц.

Раз уж мы с вами заговорили об обычных дронах (квадрокоптерах), то стоит отметить, что далеко немногие из них сегодня способны пролететь даже малую часть расстояния, которое преодолевают настоящие дроны-разведчики.

Так, например, до последнего дня самыми дальнолетными аппаратами считались и возможно считаются квадрокоптеры компании DJI.

Разработчикам удалось добиться отличных показателей в области дальности полета своих коптеров. Третьи Фантомы могут отлетать от пульта управления почти на 4 километра — невероятное расстояние.

Многие удивятся и спросят, как же происходит управление дроном в этой ситуации, когда пилот его не видит визуально, ведь не по карте на планшете контролируется полет коптера!

Все очень просто — благодаря отличной системе GPS, к которой еще добавилась и Глонасс, местоположение беспилотника определяется четко. И во-вторых, благодаря системе Лайтбридж возможно пилотировать Фантомом, используя режим полета от первого лица.

Другими словами, камера, установленная на борту дрона, транслирует все, что происходит в поле ее зрения прямиком на планшет, который закрепляется на пульте управления мультикоптером.

Какие-то задержки видео-изображения, конечно, неизбежны, но в целом пилот может наблюдать за полетом, используя видеокамеру и прямое потоковое видео, которое транслируется на скорости 60-40 Мб в секунду.

Но при этом не стоит забывать, что транслируемый сигнал ограничен двумя километрами, в то время как заявленная дальность полета измеряется пятью.

Получается, что не так уж и нужно пилоту управлять квадрокоптером на таком расстоянии, раз современные технологии пока еще не способны дать ему такой возможности. По отзывам многих владельцев Фантомов, они очень редко используют свои дроны для полетов на дальние дистанции.

Прежде всего, потому что для этого нет прямой надобности. Все самое необходимое нужно снимать, находясь в непосредственной близости от зоны действий.

А во-вторых, чтобы испытать свой коптер на дальний полет необходимо выехать в идеальное пустынное место , где связь с пультом управления не будет прерываться различными радиопомехами.

На такой шаг тоже согласится не каждый без веской на то причины. Вот и получается, что даже самые продвинутые квадрокоптеры не сойдут на роль беспилотников-разведчиков, и уж тем более шпионов.

Какие из них шпионы, если ими нельзя управлять, находясь далеко. И в довершение всего — моторы дрона издают такой дьявольский шум, что не услышать его и после этого не заметить просто не возможно!

Как бы то ни было, но прецедент полетов на дальние расстояния был создан, и, как показывает практика, компания DJI не собирается ограничиваться радиусом в 4 километра. Это доказывает их новая модель Phantom 4. Расстояние, на которое может отлететь от пульта управления новый продукт DJI, исчисляется пятью километрами!

DJI Phantom 4

Рассмотрим новый квадрокоптер от DJI поближе, потому что с такими показателями, как время и дальность полета, четвертый Фантом, в отличие от предыдущих моделей, «научился» летать дальше, находиться в воздухе немного дольше, самостоятельно реагировать на препятствия перед ним и принимать решение — облетать его стороной или зависнув перед ним, дать возможность пилоту в ручном режиме сделать это.

Видеокамера — настоящая гордость последних квадролетов DJI. Снимая в разрешении 4к, она получила новую, улучшенную возможность. Теперь видеооператор может использовать замедленную съемку со скоростью до 120 кадров в секунду в режиме FHD.

Как и прежде, модель фотографирует в качестве 12 Мп, при этом максимальная открытая диафрагма составляет 2.8. Размер фотографий — 4000 на 3000.

Обзорный угол камеры исключает возможность съемки с эффектом Глаза Рыбы, именно поэтому, когда вы снимаете горизонт, он остается ровным, а не превращается в дугу. Ниже приведены несколько показательных характеристик новой камеры Phantom 4.

• Форматы видео — МР-4, MOV;
• Форматы фото — JPEG, RAW;
• Цветовые профили (эффекты) для видео — доступны.

Какой квадрокоптер вы собираетесь покупать в ближайшее время?

Живая видеотрансляция

Разработчики не стали отказываться от идеи передавать потоковое видео в живом режиме на планшет пользователя. Более того, они улучшили этот режим за счет увеличения дистанции вещания с 2 километров (как это было на Phantom Pro) до 5 километров.

Возможности Lightbridge и приложения

Как вы видите, все самое лучшее в режиме вещания в прямом эфире или, как это принято еще называть, полет от первого лица, у Фантома осталось все лучшее, что было у третьей модели.

Главной фишкой нового продукта является возможность сканировать местность перед собой во время полета. Датчики, «прощупывают» пространство снизу и спереди дрона на расстоянии до 16 метров.

Когда в их поле зрения попадает предмет, то квадрокоптер останавливается или же облетает стороной преграду. В первом случае вы получаете оповещение и принимаете решение, что делать дальше с появившейся проблемой.

Мод достаточно удобный в том плане, что новички теперь смогут более раскрепощеннее управлять мультикоптером и не бояться катастрофических последствий летных ошибок, которые часто приводят к крушениям и дорогостоящим ремонтам аппарата.

А опытные коптероводы смогут спокойно сосредоточиться на съемке и больше думать о выборе лучшего положения воздушной камеры, чтобы получать более эффектные кадры.

Технические характеристики дрона:

• Время полета — 28 минут (на 5 минут больше, чем у версии ПРО-3);
• Вес — 1 килограмм, 380 граммов;
• Скорость коптера — 72 километра в час;
• Передатчик — частота 2.4 ГГц, дистанция трансляции — 5 километров;
• Камера — 12 Мп, угол обзора — 93 градуса, максимальная ширина диафрагмы — 2.8. Выдержка от 8 секунд до 1/8000 секунды;
• Запись видео — 4К со скоростью 24-30 кадров, формат FHD — 120 кадров. Скорость передачи видео — 60 мегабит в секунду. ISO видео — 100-3200;
• Цена — 95 200 рублей в США (1400 долларов), и 115 128 рублей в Европе (1600 Евро).

Что еще интересного?

Разработчики усовершенствовали систему следования за объектом съемки. Если раньше коптер летел за человеком следуя координатам смартфона, то теперь оператор может нажать на экране планшета по нужному объекту, и Фантом будет следовать за ним. В этом случае объекту не нужно надевать на себя датчики, потому что мультикоптер просто запоминает его визуально.

Измененный режим установки лопастей делает их снятие и прикручивание еще более простым и надежным. Новички могут летать в специальном «легком» моде, постепенно совершенствуя свои навыки. Новый режим спорта позволит летать с огромной скоростью до 70 километров в час. В дроне появились модули IMU и компасы, чтобы позиционирование получалось еще более точным.

Краткий итог по дрону Фантом 4

4 Users (1 vote)

Pros

Улучшенная характеристика камеры. Режим безопасного полета.

Cons

По прежнему самый дрогой коптер в мире. Не так много нововведений за такую цену.

Summary

Дрон Фантом 4 - это представитель высшего класса мультикоптеров. Разработчики, конструируя его, оставили все самое лучшее, что было в Фантоме 3 ПРО и добавили несколько интересных фишек. Например, показания видеокамеры улучшились (замедленная съемка в полноформатном высоком качестве), спортивный режим, умное следование за объектом съемки, распознавание опасных объектов во время полета. Вместе с тем цена тоже оказалась высокой, что, впрочем, было ожидаемо. Зато в этом есть другой плюс - значительно подешевели коптеры третьего поколения.

Цена 2

Время полета 4

Вес 3

Видеокамера 4.5

Робот не может причинить человеку вред или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.
- А. Азимов, Три закона роботехники

Айзек Азимов ошибался. Совсем скоро электронный «глаз» возьмет человека на прицел, а микросхема бесстрастно прикажет: “Огонь на поражение!”

Робот сильнее пилота из плоти и крови. Десять, двадцать, тридцать часов непрерывного полета - он демонстрирует неизменную бодрость и готов к продолжению миссии. Даже когда перегрузки достигнут страшных 10 «же», наполняя тело свинцовой болью, цифровой дьявол сохранит ясность сознания, продолжая невозмутимо счислять курс и следить за противником.

Цифровому мозгу не требуется обучение и регулярные тренировки для поддержания квалификации. Математические модели и алгоритмы поведения в воздухе навечно загружены в память машины. Простояв десятилетие в ангаре, робот в любой момент вернется в небо, взяв штурвал в свои крепкие и умелые «руки».

Их час еще не пробил. В вооруженных силах США (лидера в данной области техники) беспилотники составляют треть парка всех находящихся в эксплуатации летательных аппаратов. При этом лишь 1% БПЛА способны применять .

Увы, даже этого хватает с избытком, чтобы посеять ужас на тех территориях, что отданы под охотугодья для этих безжалостных стальных птиц.

5 место - General Atomics MQ-9 Reaper (“Жатка”)

Разведывательно-ударный БПЛА с макс. взлетной массой около 5 тонн.

Продолжительность полета: 24 часа.
Скорость: до 400 км/ч.
Потолок: 13 000 метров.
Двигатель: турбовинтовой, 900 л.с.
Полный запас топлива: 1300 кг.

Вооружение: до четырех ракет “Хэллфайр” и две 500-фунтовые управляемые бомбы JDAM.

Бортовое радиоэлектронное оборудование: радиолокатор AN/APY-8 с режимом картографирования (под носовым обтекателем), электронно-оптическая прицельная станция MTS-B (в сферическом модуле) для работы в видимом и ИК-диапазонах, со встроенным целеуказателем для подсветки целей для боеприпасов с полуактивным лазерным наведением.

Стоимость: 16,9 млн. долл.

К настоящему времени построено 163 БПЛА “Рипер”.

Наиболее громкий случай боевого применения: в апреле 2010 в Афганистане ударом БПЛА MQ-9 “Рипер” был убит третий человек в руководстве «Аль-Каиды» Мустафа Абу Язид, известный как Шейх аль-Масри.

4 место - Interstate TDR-1

Беспилотный бомбардировщик-торпедоносец.

Макс. взлетный вес: 2,7 тонны.
Двигатели: 2 х 220 л.с.
Крейсерская скорость: 225 км/ч,
Дальность полета: 680 км,
Боевая нагрузка: 2000 фн. (907 кг).
Построено: 162 ед.

«Помню охватившее меня возбуждение, когда экран зарябил и покрылся многочисленными точками - мне показалось, что система телеуправления дала сбой. Через мгновение я понял, это стреляют зенитки! Скорректировав полет дрона, я направил его прямо в середину корабля. В последнюю секунду перед моим взором мелькнула палуба - настолько близко, что я мог разглядеть детали. Внезапно экран превратился в серый статичный фон… Очевидно, взрыв убил всех находившихся на борту».

“Проект Опцион” предусматривал создание беспилотных торпедоносцев для уничтожения японского флота. В апреле 1942 года состоялось первое испытание системы - «беспилотник», дистанционно управляемый с борта летящего в 50 км самолета, вышел в атаку на эсминец «Уорд». Сброшенная торпеда прошла точно под килем эсминца.

Взлет TDR-1 с палубы авианесущего корабля

Ободренные успехом, руководство флота рассчитывало к 1943 году сформировать 18 ударных эскадрилий в составе 1000 БПЛА и 162 командных “Эвенджеров”. Однако японский флот вскоре был разгромлен обычными самолетами, и программа потеряла приоритет.

Главным секретом TDR-1 была малогабаритная видеокамера конструкции Владимира Зворыкина. При весе 44 кг она обладала возможностью передачи изображения по радиоканалу с частотой 40 кадров в сек.

“Проект Опцион” потрясает своей смелостью и ранним появлением, но у нас впереди еще 3 удивительные машины:

3 место - RQ-4 “Глобал Хок”

Беспилотный самолет-разведчик с макс. взлетной массой 14,6 тонны.

Продолжительность полета: 32 часа.
Макс. скорость: 620 км/ч.
Потолок: 18 200 метров.
Двигатель: турбореактивной с тягой 3 тонны,
Дальность полета: 22 000 км.
Стоимость: 131 млн. долл (без учета затрат на его разработку).
Построено: 42 единицы.

Беспилотник оснащен комплектом разведывательного оборудования HISAR, подобным тому, что ставится на современные разведчики U-2. HISAR включает в себя РЛС с синтезированной апертурой, оптическую и тепловую камеры, а также спутниковый канал передачи данных со скоростью 50 Мбит/сек. Возможна установка дополнительного оборудования для ведения радиотехнической разведки.

Каждый БПЛА имеет комплекс защитных средств, включающий станции предупреждения о лазерном и радарном облучении, а также буксируемую ловушку ALE-50 для отвода выпущенных по нему ракет.

Лесные пожары в Калифорнии, снятые разведчиком "Глобал Хок"

Достойный преемник разведчика U-2, парящий в стратосфере, распластав свои огромные крылья. Среди рекордов RQ-4 полеты на большое расстояние (перелет из США в Австралию, 2001 г.), самое продолжительный полет среди всех БПЛА (33 часа в воздухе, 2008 г.), демонстрация дозаправки беспилотника беспилотником (2012 год). К 2013 году суммарный налет RQ-4 превысил 100 000 часов.

На базе “Глобал Хока” создан беспилотник MQ-4 “Тритон”. Морской разведчик с новым радаром, способный обследовать за сутки 7 млн. кв. километров океана.

“Глобал Хок” не несет ударного вооружения, но заслуженно попадает в список самых опасных дронов, за то что слишком много знает.

2 место - X-47B “Пегас”

Малозаметный разведывательно-ударный БПЛА с макс. взлетной массой 20 тонн.

Крейсерская скорость: 0,9 Маха.
Потолок:12 000 метров.
Двигатель: от истребителя F-16, тяга 8 тонн.
Дальность полета: 3900 км.
Стоимость: 900 млн. долл. на научно-исследовательские работы по программе X-47.
Построено: 2 концепт-демонстратора.
Вооружение: два внутренних бомботсека, боевая нагрузка 2 тонны.

Харизматичный беспилотник, построенный по схеме “утка”, но без использования ПГО, роль которого выполняет сам несущий фюзеляж, выполненный по технологии “стелс” и имеющий отрицательный угол установки по отношению к воздушному потоку. Для закрепления эффекта нижняя часть фюзеляжа в носовой части имеет форму, подобную спускаемым аппаратам космических кораблей.

Год назад X-47B повеселил публику своими полетами с палуб авианосцев. Сейчас этот этап программы близится к завершению. В перспективе - появление еще более грозного дрона X-47C с боевой нагрузкой свыше четырех тонн.

1 место - “Таранис”

Концепт малозаметного ударного БПЛА от британской компании BAE Systems.

О самом дроне известно немного:
Дозвуковая скорость.
Технология “стелс”.
Турбореактивный двигатель с тягой 4 тонны.
Облик, напоминающий российский экспериментальный БПЛА “Скат”.
Два внутренних отсека вооружений.

Что же такого ужасного в этом “Таранисе”?

Целью программы является отработка технологий для создания автономного малозаметного ударного дрона, который позволит наносить высокоточные удары по наземным целям на большой дальности и автоматически уклоняться от средств поражения противника.

До этого споры о возможном “глушении связи” и “перехвате управления” вызывали лишь сарказм. Теперь они полностью утратили смысл: “Таранис”, в принципе, не готов к общению. Он глух ко всем просьбам и мольбам. Робот равнодушно ищет того, чей облик попадает под описание врага.

Цикл летных испытаний на австралийском полигоне Вумера, 2013 г.

“Таранис” - всего лишь начало пути. На его базе планируется создание беспилотного бомбардировщика-штурмовика с межконтинентальной дальностью полета. Кроме того, появление полностью автономных дронов откроет дорогу к созданию беспилотных истребителей (т.к. существующие дистанционно управляемые БПЛА не способны вести воздушный бой, ввиду задержек в их системе телеуправления).

Британские ученые готовят достойный финал всему человечеству.

Эпилог

У войны не женское лицо. Скорее, не человеческое.

Беспилотная техника - это полет в будущее. Она приближает нас к извечной человеческой мечте: перестать наконец рисковать жизнями солдат и отдать ратные подвиги на откуп бездушным машинам.

Следуя эмпирическому правилу Мура (удвоение производительности компьютеров каждые 24 месяца), будущее может наступить неожиданно скоро…