Дроны. Открытие мира небесных технологий - Коллектив авторов Страница 6

Квадрокоптеры обладают впечатляющей стабильностью во время полета. Каждый ротор может изменять свою скорость во время работы, что обеспечивает баланс и устойчивость в воздухе. Благодаря этому квадрокоптеры могут летать на малых высотах с удивительной точностью, что делает их идеальными приспособлениями для аэрофотосъемки, видеосъемки или даже доставки маленьких предметов.

Одним из ключевых аспектов квадрокоптеров является возможность установки камеры или любой другой подходящей видеосистемы. Это делает их незаменимыми инструментами для профессиональной аэрофото– и видеосъемки. Квадрокоптеры с камерами позволяют получать уникальные ракурсы и панорамные снимки. Именно поэтому квадрокоптеры активно используются в сфере развлечений. Многие люди приобрели квадрокоптеры, чтобы делать впечатляющие снимки или даже участвовать в гоночных соревнованиях. Это стало возможным благодаря доступным ценам на такие дроны и возможностью легко освоить управление ими.

Квадрокоптеры представляют собой эволюцию в авиационной технологии и открывают новые пути для разнообразных применений. Они совмещают в себе стабильность и управляемость, предлагают универсальные возможности для съемки и исследований, а также приносят радость и удовлетворение тем, кто открыл для себя их потенциал.

Глава 2

Технические особенности дронов

Основные типы беспилотных летательных аппаратов

Беспилотный летательный аппарат – это механический дрон в виде воздушного судна без пилота на борту. Беспилотник обычно приводится в движение пропеллерами, или роторами, и может управляться дистанционно оператором или использовать предварительно запрограммированные маршруты. Беспилотные летательные аппараты могут выполнять различные функции, включая наблюдение, фото– и видеосъемку, доставку грузов, распыление пестицидов и многое другое.

По типу беспилотные летательные аппараты можно делить, учитывая несколько критериев:

По принципу полета;

По весу и размеру.

По принципу полета беспилотники делятся на пять групп:

БПЛА с жестким крылом;

БПЛА с гибким крылом;

БПЛА с вращающимся крылом;

БПЛА с машущим крылом;

Аэростатические БПЛА.

Беспилотники с жестким крылом еще называются дронами самолетного типа или дронами с фиксированным крылом. У таких беспилотников подъемная сила создается аэродинамическим способом: давление воздуха оказывает влияние на неподвижное крыло, тем самым поднимая и удерживая дрон в воздухе. Аппараты этого типа обычно отличаются длительным временем полета, большой максимальной высотой и завидной скоростью.

Существует множество подтипов самолетных беспилотников, которые имеют разные формы крыльев и фюзеляжа. Типы таких дронов очень по своему строению похожи на самолеты пилотируемого типа.

Среди моделей беспилотных летательных аппаратов с жестким крылом, используемых для военных и разведывательных целей, можно выделить американские разработки: многоцелевой самолет Proteus, боевой палубный БПЛА Х-47В, разведывательный БПЛА RQ-4 Global Hawk.

«Геоскан 201» – беспилотник самолетного типа, представляющий собой устройство, которое используют в научной сфере и в сельском хозяйстве. К примеру, «Геоскан 201» могут использовать для трехмерного моделирования участка местности, создания карт, оценки ущерба от природных катастроф и при чрезвычайных ситуациях.

Для функционирования беспилотника самолетного типа в большинстве случаев требуется взлетно-посадочная полоса или катапульта для старта. Однако существуют и легкие модели, которые можно запускать «с руки». При посадке они могут использовать ту же взлетно-посадочную полосу, парашют или специализированные устройства для захвата (тросы, сети и т. д.).

Посадка и запуск традиционных беспилотников с жестким крылом являются довольно сложными и дорогостоящими процессами, которые требуют специализированных инструментов. В связи с этим разработчики новых технологий все чаще обращаются к инновационным конструкциям дронов, что позволяет создавать беспилотные системы без необходимости использовать дополнительные инструменты для запуска.

Большой акцент делается на разработку самолетов с вертикальным способом взлета и посадки (СВВП), и сегодня существует множество их типов. Многие из этих моделей представляют собой гибрид самолета и вертолета. СВВП, которые ближе к самолетам, чем к вертолетам, обычно имеют реактивные двигатели, импеллеры или небольшие пропеллеры.

Существует также особый вид беспилотного аппарата с жестким зонтообразным крылом, построенный с учетом использования эффекта Коанды. Эти устройства мало напоминают самолеты, но благодаря их принципам полета эти беспилотники смело можно отнести к категории самолетного типа.

Эффект Коанды – это физический процесс, названный в честь румынского ученого Анри Коанды, который открыл его в 1932 году. Ученым было обнаружено, что потоки жидкости или газа имеют тенденцию отклоняться в направлении изгиба поверхности тела и в определенных условиях «прилипать» к этой поверхности вместо продолжения движения в исходном направлении. Такое явление возникает, когда слой воздуха проходит через какое-либо узкое отверстие.

Беспилотные летательный аппарат, использующий эффект Коанды, состоит из вентилятора (или реактивного двигателя), размещенного над контуром в форме зонта. Вентилятор создает поток воздуха, проходящий через узкое сечение и «прилипающий» к криволинейной поверхности. Такое устройство обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными вертолетами, особенно в городских, лесных и горных районах, где есть риск повреждения.

Беспилотник с гибким крылом – дроны, относящиеся к аэродинамическому типу и отличающиеся своей недорогой и экономичной конструкцией. Вместо жестких крыльев используется гибкая (мягкая) конструкция, которая может быть выполнена из ткани, эластичного полимерного материала или упругого композитного материала, способного легко деформироваться. Этот класс беспилотника делится на моторизованные парапланы, дельтапланы и летательные аппараты с гибким крылом.

Беспилотный моторизованный параплан представляет собой аппарат, основанный на управляемом парашюте-крыле, который оснащен мототележкой для автономного разгона и самостоятельного полета. Крыло такого аппарата обычно имеет прямоугольную или эллиптическую форму. Оно может быть мягким, иметь жесткую структуру или быть надувным. Управление такими парапланами может представлять собой трудную задачу из-за неудобных навигационных датчиков и влияния погодных условий. Примером подобного устройства является экономичная модель LEAPP, разработанная в США.

Моторизированный беспилотный дельтаплан представляет собой аппарат с гибким дельтовидным крылом, состоящим из трех жестких направляющих, объединенных в передней части, чтобы образовать веерообразную форму с углом между трубами от 90 до 140 градусов. Тканевое покрытие, прочно натянутое между трубами, вместе с боковыми направляющими и задней кромкой образуют треугольную форму

Крыло присоединено к тележке, на которой размещены двигатель с толкающим или тянущим винтом и необходимое оборудование. Управление полетом обычно осуществляется с помощью аэродинамических элементов, деформации крыла или перемещения центра тяжести. Современные моторизированные дельтапланы могут достигать скорости от 25 до 130 километров в час, а максимальная высота полета может составлять 6 километров и выше.

По сравнению с другими видами беспилотных летательных аппаратов моторизированный дельтаплан выделяется своей простотой и надежностью конструкции, низкой стоимостью и компактностью в сложенном состоянии, а также требованием минимальной длины взлетно-посадочной площадки. Благодаря гибкому крылу вибрации от несущего винта не оказывают влияния на аэродинамику крыла.

Беспилотники с упруго деформируемыми крыльями представляют собой аппараты, в которых крыло изготовлено из композитного материала с высокой эластичностью. Это позволяет сгибать крыло без риска потери его формы и обеспечивает