Что лучше квадрокоптер или гексакоптер
Что такое гексакоптер, подборка популярных моделей.
Гексакоптер – это летательный аппарат, силовая установка которого состоит из шести моторов. Стандартный вариант предполагает наличие у машины шести лучей, но выпускаются и модели с тремя лучами (компоновочная схема Y6). Схема Y6 предполагает, что на каждый луч устанавливается по два мотора, один из которых является тянущим, а другой – толкающим. Примером такого летательного аппарата может служить Walkera QR Scorpion Y6.
Грузовые гексакоптеры способны поднимать значительный вес и переносить его на значительные расстояния. Радиоуправляемые профессиональные гексакоптеры часто используются в промышленности (мониторинг мостов, трубопроводов, линий электропередач и пр.), а также в процессе профессиональной видеосъемки. Схема Y6 находит применение при создании относительно небольших летательных аппаратов.
Что лучше квадрокоптер или гексакоптер
Безусловно, квадрокоптеры (машины с четырьмя двигателями и четырьмя винтами) обладают повышенной популярностью. Это объясняется не только их техническим и ценовым разнообразием, но и тем фактом, что конструкция этих летательных аппаратов довольно проста. Квадрокоптеры достаточно быстро разрабатываются, а их изготовлением занимается множество компаний. Производители часто используют этот дизайн просто потому, что его четыре мотора позволяют поднимать сравнительно большой вес без резкого повышения стоимости продукта.
Очевидное преимущество квадрокоптеров заключается в разнообразии их модельного ряда – от простейших игрушек до серьезных летательных аппаратов типа DJI Phantom, Inspire, Mavic Pro или Air.
Гексакоптеры пользуются повышенным спросом у профессионалов. Два дополнительных двигателя обеспечивают им относительно высокую скорость и отличную мощность. Предельная высота полета таких шестироторных систем может значительно превышать потолок большинства квадрокоптеров. Хорошая грузоподъемность, высокая стабильность и повышенная живучесть при отказе одного из двигателей позволяют использовать гексакоптеры для переноски очень дорогих видеокамер, рассчитанных на профессиональную воздушную съемку.
Основные достоинства гексакоптеров:
К недостаткам таких систем можно отнести их существенные размеры и довольно высокую стоимость.
Основные достоинства лучших моделей квадрокоптеров:
В чем разница: трикоптер, квадрокоптер, октокоптер, гексакоптер?
Почему квадрокоптер?
Интуитивно понятно, что квадрокоптером называют летательный аппарат с четырьмя пропеллерами/винтами и вертикальным расположением их осей. Тип мультикоптера определяется компоновкой рамы (лучей) и количеством двигателей/пропеллеров. Наиболее распространены коптеры у которых число лучей равно числу пропеллеров:
Трикоптер (3 пропеллера)
Квадрокоптер (4 пропеллера)
Гексакоптер (6 пропеллеров)
Октокоптер (8 пропеллеров)
В свою очередь, рамы могут иметь 3, 4, 6, 8, 10 и даже более лучей. Также возможны варианты соосного расположения двигателей на луче, но они используются реже. Приведем пример: если двигателей и пропеллеров 3, и расположены они на трёх лучах, то это — трикоптер, но если на ту же раму поставить соосно по два двигателя с пропеллерами на каждый луч, то это уже гексакоптер по схеме «Y» или «Y6» (или «соосный трикоптер»). То же касается квадрокоптера и октокоптера по схеме «X4» или «Х8».
Гексакоптер по схеме «Y» или «Y6»
Различия
В чем же еще могут заключаться отличия между ними, кроме количества двигателей? Попробуем разобраться детальнее.
Трикоптеры («квадрокоптеры» и гексакоптеры по схеме: Y3, Y4 и Y6 и Y4) — имеют специфичную конструкцию. При схеме Y3 в конструкции есть узел поворотного механизма двигателя хвостового луча/балки на основе сервопривода (см.фото ниже), что не добавляет надёжности и может добавить проблем при проектировании коптера. Небольшое количество двигателей обязывает конструктора увеличивать их мощность, т. е. большую подъёмную силу для дополнительного оборудования в данном случае получить сложнее.
Однако есть любители подобных схем. Кто-то использует данную конструкцию из-за самолётно-вертолётного вида и режима полёта, кто-то находит в нем схожесть с американскими «Osprey» и обыгрывает это в дизайне корпуса. Тем не менее, данная схема используются энтузиастами для развлечения, пилотажных трюков, FPV полётов и съёмок на экшн камеры типа GoPro.
Квадрокоптеры (реже октокоптеры по схеме X8) — наиболее популярная, простая и универсальная ветвь коптеров на данный момент. Отличаются относительной дешевизной компонентов, стабильностью, компактностью и минимумом размышлений над механикой. Тяговооруженность достаточна для использования подвесов с системными камерами и GoPro. В тоже время маневренность и вес, всё еще позволяют ощутить задор и уверенность при пилотировании.
При грамотном подходе к постройке квадрокоптера, тяги хватит на всю полезную нагрузку, которая вам может пригодиться, а времени полёта, для того чтобы получить удовольствие от использования. Используя квадрокоптеры (например DJI, семейства «Phantom», который до сих пор пользуется высокой популярностью), можно достигать действительно впечатляющих результатов в аэросъёмке. Также стоит отметить и высокую ремонтопригодность коптеров с четырьмя лучами при крашах/авариях. Очень многие начинают именно с таких БПЛА, так как они являются той самой «золотой серединой» и полем для экспериментов.
Гексакоптеры и октокоптеры — самые стабильные, дорогие и тяжёлые аппараты. Как правило, цель их появления — высококачественная съёмка на тяжёлые профессиональные фото и видеокамеры. На таких беспилотниках применяются мощные моторы, аккумуляторы и громоздкие подвесы. Т.е. это уже полноценная профессиональная съёмочная техника, а не любительские экспериментальные конструкции.
Но чем сложнее оборудование, и чем больше в нём критически важных узлов, тем выше вероятность отказа беспилотного устройства. В случае с мультикоптерами «гекса» и выше, бывают случаи, что при отказе одного из моторов, коптер благополучно (не без нервов, конечно) осуществлял мягкую посадку.
Что лучше выбрать — квадрокоптер или гексакоптер?
Всем привет. В этой статье мы попробуем разобраться, что лучше квадрокоптер или гексакоптер, какие отличия между ними бывают и какой беспилотник лучше выбрать. Несмотря на практически тотальное засилье квадрокоптеров в сегменте любительских БПЛА, встречаются модели и с иным количеством несущих винтов. Они обладают некоторыми особенностями, которых лишены привычные нам квадры.
История
Прежде чем перейти к описанию отличий, углубимся ненадолго в историю возникновения мультикоптеров. Скорее всего, и гексакоптеры, и квадрокоптеры и даже трикоптеры появились приблизительно в одно время. Чем отличаются разные варианты летательных аппаратов, так это количеством пропеллеров.
В начале двадцатого века многие авиаинженеры были заняты созданием собственных моделей летательных аппаратов. Считается, что один из первых квадрокоптеров сумел оторваться от земли и провести некоторое время в воздухе в 1922 году. Его автором является ученый Георгий Ботезат. По своему внешнему виду он был совершенно не похож на современные дроны, хотя в его конструкции уже присутствовали стойки (прообразы современных лучей), к которым крепились огромные пропеллеры. Управлял аппаратом пилот, находившийся в кабине.
Быстрое развитие вертолетостроения не дало мультикоптерам эволюционировать. Эти модели летательных аппаратов оставались не у дел на протяжении всего 20 века. И только уже в 21 веке вновь возродились в виде БПЛА.
Принцип действия
Первые прототипы коптеров обладали одним существенным недостатком – сложной трансмиссией, через которую вращение мотора передавалось на несущие винты. В современных дронах на каждый винт постоянного шага приходится собственный двигатель. В квадрокоптерах два винта вращаются по часовой стрелке, а два – против. Данное решение позволило отказаться от автомата перекоса. Беспилотник сохраняет стабильное положение в воздухе.
В гексакоптере используется точно такой же принцип, только в аппарате установлено не четыре, а шесть винтов, и шесть двигателей. Различия между квадрокоптером и гексакоптером именно в количестве винтов.
Октокоптер обладает восемью пропеллерами, под каждым из которых располагается собственный мотор. Четыре винта вращаются по часовой стрелке, и четыре против.
Иная конструкция используется в трикоптерах, то есть в БПЛА с тремя винтами. Один из винтов устанавливается на подвижную платформу. Угол поворота платформы изменяется с помощью сервопривода, и это позволяет беспилотнику поворачиваться.
Чем больше винтов, тем выше стабильность мультикоптера. Октокоптеры профессионального уровня буквально зависают в воздухе, оставаясь неподвижными даже при порывах ветра. Кроме того, увеличенное количество винтов и двигателей обеспечивает лучшую отказоустойчивость, лучшую грузоподъемность и лучшие скоростные характеристики.
Промышленные решения часто оснащаются 6-8 пропеллерами, тогда как для любительских полетов вполне достаточно 4-х. Правда, время полетов уменьшается пропорционально количеству двигателей.
Современное применение мультикоптеров
Мультикоптеры применяются в различных сферах человеческой жизни. Существуют узкоспециализированные модели, созданные для решения специфичных задач, но, как правило, производители стараются выпускать универсальные аппараты.
Дроны можно встретить в:
Многофункциональный беспилотник обязательно оснащается камерой с подвесом. Моторы камеры и подвеса позволяют изменять угол, фокусное расстояние съемки. Можно сказать, что именно видеовозможности являются той основной деталью, которая позволила коптерам получить профессиональное применение.
Благодаря камере оператор может получить необходимую информацию об интересующих его объектах, сделать фотографии местности, снять видео, создать карту или 3D модель.
Модели с большим количеством пропеллеров (гекса и октокоптеры) могут использоваться как грузовые дроны. Самые крупные летательные аппараты способны поднять в воздух 20-30 килограмм полезного груза. Некоторые беспилотники работают от ДВС, что позволяет им больше времени проводить в полете.
Безопасность полетов
Логично, что чем больше двигателей и пропеллеров установлено, тем ниже риск крушения. В этом отношении гекса и октокоптеры более надежны по сравнению с квадрами, и уж тем более в сравнении с трикоптерами. Это еще одна причина того, почему в профессиональных моделях часто используется 6 либо 8 пропеллеров.
При планировании полетного маршрута всегда необходимо учитывать риски. Неполадки с силовой установкой на борту могут привести к тому, что летательный аппарат станет полностью неуправляемым. Неконтролируемое падение может принести вред не только беспилотнику, но и находящимся на земле людям. Именно поэтому не рекомендуется запускать БПЛА над оживленными улицами, площадями, автострадами.
Если вам понравилась эта статья — поделитесь ею с друзьями и подписывайтесь на нас в соцсетях. До скорого!
Как выбрать квадрокоптер
За несколько прошедших лет квадрокоптеры совершили настоящую революцию среди миниатюрных беспилотных летательных аппаратов (дронов). Первоначально позиционируемые, как альтернатива радиоуправляемым вертолетам, квадрокоптеры быстро обошли их по популярности благодаря простому управлению и невысокой цене.
Высокий спрос подстегнул развитие технологий, и сегодня квадрокоптеры уже вовсю применяются в профессиональной деятельности – для аэрофотосъемки, съемки репортажей, доставки легких посылок, видеонаблюдения и многих других задач. Вне всякого сомнения, список этот в ближайшие годы будет только расширяться.
Множество производителей предлагают огромный выбор мультикоптеров для любых целей: от миниатюрных недорогих игрушек до тяжелых профессиональных моделей. И чтобы не ошибиться в выборе, следует разобраться в характеристиках современных дронов; понять, какие опции вам необходимы, а без каких вполне можно обойтись.
Виды квадрокоптеров
По размеру квадрокоптеры принято делить на классы в соответствии с размером диагонали (расстоянием между осями диагонально расположенных двигателей) – числа 200, 250, 350, 450 и т.д. в описании квадрокоптера как раз означают размер диагонали в мм. Квадрокоптеры до 200 размера принято относить к микроклассу.
Чем меньше размер квадрокоптера, тем он «игрушечней». Четкого разделения тут нет, бывают и полупрофессиональные модели микро-размера, и недорогие игрушки 350 класса. Но чем больше размер квадрокоптера, тем он более устойчив к воздушным потокам, а, следовательно, более приспособлен к полету на открытом воздухе.
По характеру использования квадрокоптеры разделяют на «игрушки» начального уровня, «любительские» – среднего уровня и профессиональные. Также можно выделить отдельный класс гоночных квадрокоптеров.
Квадрокоптеры начального уровня отличаются, в первую очередь, малым временем полета (около 10 минут) и малым радиусом действия (до 100 м). Как правило, такие модели не оснащаются GPS, датчиками удержания позиции и не приспособлены для полетов на открытом воздухе. Даже малейший порыв ветра способен унести такую модель из зоны приема радиосигнала и как она поведет себя дальше – неизвестно никому.
Квадрокоптеры любительского уровня уже могут держаться в воздухе 15-20 минут и удаляться от пульта на расстояние до километра. Для таких моделей крайне желательно наличие опций удержания высоты и удержания позиции.
Квадрокоптеры профессионального уровня способны проводить в воздухе продолжительное время и удаляться на километры. Они оснащены качественными GPS модулями, предотвращающими потерю дрона при отключении пульта – квадрокоптер самостоятельно вернется на точку старта по сохраненной в памяти локации.
Отдельная тема квадрокоптеров этого уровня – поддержка профессиональной фото- видеосъемки. Специализированные модели оснащены стабилизирующим подвесом камеры и имеют набор «операторских» функций – облет заданной точки с её съемкой, следование за оператором, изменение ракурса съемки и фокусного расстояния камеры и т.д.
Гоночные квадрокоптеры по многим параметрам попадают в любительские или даже игрушечные, но таковыми вовсе не являются. Радиус действия у них может быть невелик, навигационные функции могут отсутствовать, как и стабилизирующий подвес.
Отличительными особенностями гоночных дронов являются мощные двигатели, качественная FPV-камера с надежным каналом передачи и модульная конструкция – большинство «гонщиков» предпочитают собирать свои модели из отдельных элементов. Кроме того, частые для гоночных «квадриков» столкновения с препятствиями на высокой скорости постоянно приводят к поломкам винтов, лучей рамы и других деталей – модульная конструкция позволяет минимизировать затраты на ремонт.
Камера
Наличие камеры выводит квадрокоптер на более высокий уровень и значительно увеличивает интерес покупателей. Производители это понимают и сегодня камерой оснащены девять из десяти моделей даже в «игрушечном» сегменте. Однако камера камере рознь.
Самый печальный случай – когда дрон может только вести запись с камеры на флешку, а передавать видео оператору – не может. Смысла в такой камере мало, и подобные модели производятся скорее с расчетом на неопытного покупателя, не видящего разницы между наличием камеры и FPV.
FPV (First Person View – вид от первого лица) подразумевает возможность передачи видеопотока с камеры на пульт оператора в реальном времени. Если вы хотите ощутить чувство самостоятельного полета и научиться управлять дроном по камере, вам нужна модель именно с FPV. Но тут тоже есть тонкости.
Самые простые «квадрики» с FPV используют в качестве экрана смартфон оператора (обычно при этом на пульте есть крепление для смартфона).
С одной стороны, это сильно снижает цену комплекта за счет отсутствия в нем экрана. С другой стороны, чаще всего в таких комплектах передача видео (а порой – и управление) осуществляется по WiFi. То есть, для передачи данных, и сам квадрокоптер, и пульт постоянно должны быть в пределах действия вашей сети WiFi. Это сильно ограничивает радиус действия камеры и делает её подверженной помехам от других сетей WiFi. Обычно с такой камеры хорошее изображение без рывков и «подвисаний» бывает только в непосредственной близости (десятки метров) от источника сигнала WiFi.
Не надо путать передачу видео по WiFi с цифровой передачей видео по специальным стандартам наподобие OcuSync, lightbridge или Dronebridge. Эти стандарты хоть и используют те же частоты и принципы связи, что и WiFi, но протоколы обмена данными у них другие и наличия сети WiFi они не требуют – передача данных идет напрямую от передатчика в дроне к приемнику в пульте.
Такие технологии обеспечивают наилучшее качество видеосигнала и используются в профессиональных моделях для выполнения качественной видеосъемки с воздуха. При этом некоторые модели так же используют экран смартфона для вывода видео, но передается оно в смартфон по USB-кабелю, подключенному к пульту.
Передача видеосигнала в аналоговом формате с выводом на экран пульта – оптимальное решение для FPV, обеспечивающее приемлемое качество изображения и высокую частоту смены кадров (fps).
Аппаратура для передачи аналогового видеосигнала стоит недорого, что и определяет её повсеместное использование в квадрокоптерах. Аналоговая передача видеосигнала используется в гоночных квадрокоптерах, в «приличных» моделях любительского сегмента и в профессиональных моделях – для управления дроном.
Если для управления картинки с жестко закрепленной FPV-камеры достаточно, то для воздушной съемки этого уже мало. Поэтому профессиональные «съемочные» дроны оснащены подвесами – механизированными кронштейнами для крепления камеры, обеспечивающими её стабилизацию при маневрах дрона и изменение ракурса по команде оператора.
Подвесы бывают 1, 2-х и 3-х осевые, способные скорректировать отклонения по одной, двум и трем осям соответственно.
Минимум для нормального видео – 2-х осевой подвес, одноосевой (которым оснащены некоторые любительские модели) компенсирует только «кивание» дрона, его «качание» такой подвес не компенсирует – видео будет дергаться.
Видео снято на жестко закрепленную камеру. Каждый маневр дрона приводит к дерганию «картинки».
Видео снято на камеру в подвесе. «Картинка» остается стабильной при любых маневрах.
Камеры на предназначенных для видеосъемки квадрокоптерах также используются более высокого уровня – с качественной оптикой, с возможностью съемки HD-видео с большим fps и т.д. Некоторые профессиональные квадрокоптеры не имеют в комплекте камеры – её требуется докупать отдельно, а иногда и вместе с подвесом.
Отличительная особенность профессиональных дронов для воздушной съемки – расширенные «операторские» возможности и интеллектуальные режимы съемки: облет, следование за объектом, съемка панорам и т.д.
Видео, снятое в автоматическом режиме «астероид».
Видео, снятое в автоматическом режиме облета.
Здесь можно отметить отдельный класс селфи-дронов – миниатюрных квадрокоптеров, имеющих малый радиус действия, управляющихся обычно со смартфона и предназначенных для съемки селфи-видео. Несмотря на «игрушечные» характеристики, такие квадрокоптеры обычно несут неплохую HD-камеру и зачастую обладают функциями интеллектуальной съемки, присущими профессиональным моделям.
Управление
Некоторые недорогие модели не имеют пульта ДУ в комплекте и управляются со смартфона – это сильно снижает цену квадрокоптера, но и радиус действия его будет ограничен зоной уверенного приема WiFi. Функциональность таких дронов невысока. Хотя для селфи-дронов, например, этого достаточно. Впрочем, возможность управления со смартфона или планшета есть и у многих «серьезных» моделей – если запускать дрон планируется в зоне уверенного приема WiFi, то можно не таскать с собой габаритный пульт, а воспользоваться смартфоном. Только не забудьте убедиться, что ОС вашего смартфона есть в списке совместимых операционных систем квадрокоптера.
Режим Headless Mode (или «новичок») используется при управлении дроном на визуальном контроле (а не с камеры FPV). В этом режиме система координат дрона связана с пультом, и он всегда будет удаляться от вас, когда вы наклоняете рычаг управления (стик) от себя и приближаться, когда вы наклоняете его к себе. В обычном же режиме система координат дрона связана с ним самим, и при наклонении рычага управления от себя он всегда летит вперед (туда, куда направлена камера), независимо от того, где находится оператор с пультом.
Если дрон не улетает от оператора дальше 100 м, управление обычно не вызывает сложностей – тем более, если оператор занят только управлением, не отвлекаясь на съемку. Если же квадрокоптер имеет больший радиус действия или оператору нужно больше внимания уделять съемке, а не управлению, то становятся необходимы некоторые вспомогательные функции:
Функции автовзлета и автопосадки позволяют поднимать и сажать дрон не в ручном управлении, а нажатием кнопки (или комбинацией кнопок). Это упрощает взлет и посадку, кроме того, функция автопосадки может помочь при потере связи с пультом или при потере визуального контакта с дроном – многие квадрокоптеры с автопосадкой при разрыве связи автоматически выполняют посадку.
Удержание позиции позволяет дрону зависать на одном месте при отпускании рычагов управления. Если этой функции у дрона нет, при отпускании стиков он может продолжать перемещаться с небольшой скоростью в произвольном направлении. Кроме того, удержание позиции позволяет дрону в некоторой степени компенсировать влияние ветра.
Автовзлет и удержание позиции.
Реализуется удержание позиции с помощью пары датчиков: высоты и положения. Датчик положения может быть оптическим (когда контроллер анализирует изменение местности, снимаемой отдельной маленькой камерой) и на основе GPS-модуля. Высоту дрон также может получать с датчика высоты (барометрического или ультразвукового) или также от GPS-модуля. GPS-модуль предоставляет дрону куда больший функционал, чем просто удержание позиции. Однако следует помнить, что корректно функции GPS работают только после калибровки магнитного датчика (компаса). Если не калибровать компас перед запуском дрона, он может неправильно определить стороны света и не будет понимать, в какую сторону двигаться, чтобы достичь нужной точки.
Функция «возврат домой» позволяет дронам с GPS-модулем при потере сигнала с пульта автоматически вернуть квадрокоптер в точку взлета.
Функция «полет по точкам/маршруту» также доступна только при наличии GPS. Эта функция позволяет ввести в дрон координаты точек на местности и после взлета квадрокоптер автоматически последует по заданному маршруту; оператор при этом может сосредоточиться на съемке, не отвлекаясь на управление.
Тип двигателя. Двигатель в квадрокоптере может быть коллекторным и бесколлекторным. Коллекторные дешевле, бесколлекторные имеют большую мощность и больший ресурс. В профессиональных и гоночных дронах применяются бесколлекторные двигатели.
Вес дрона также имеет значение – и не только для ношения его в сумке. С 2016 года были утверждены поправки в Воздушный кодекс РФ, обязывающие регистрировать все беспилотные летательные аппараты массой более 250 грамм. Поправка должна была вступить в силу в 2017 году, но этого пока так и не произошло. Однако рано или поздно система учета заработает. Если вы собираетесь купить недорогой легкий квадрокоптер, то выбор модели весом до 250 грамм может уберечь вас от головной боли в будущем, когда закон вступит в силу.
Варианты выбора квадрокоптеров
Недорогой квадрокоптер начального уровня с FPV-камерой и передачей видео на экран смартфона поможет вам овладеть навыками управления дроном. Правда, запускать его следует в зоне уверенного приема WiFi от роутера.
Квадрокоптер с GPS не потеряется при потере сигнала от пульта.
Квадрокоптер с продолжительностью полета от 20 минут и дальностью от километра уже пригоден для выполнения серьезных задач.
Если вы любите скорость, выбирайте среди быстрых вадрокоптеров.
Если вы собираетесь пускать квадрокоптер на улице, выбирайте среди моделей с удержанием точки высоты, иначе потоки воздуха будут мешать управлению.