Как выглядит дрон. Что такое дрон и на что он способен? Шоу на Олимпийских играх в Южной Корее

Накануне небольшой дрон врезался в дерево рядом с официальной резиденцией президента США: система, предназначенная для обнаружения летающих объектов, его не заметила. Беспилотник, около 60 см в диаметре и весом примерно 900 г, принадлежал одному из сотрудников правительства США. Владелец развлекался, запуская аппарат в три часа ночи, но потом потерял с ним связь. Офицер секретной службы, отвечающий за южную часть территории возле Белого дома, «слышал и наблюдал» беспилотник, однако ни он, ни его коллеги не смогли сбить дрон.

Аппарат был слишком маленький и летел низко, поэтому его не могли засечь радары. Из-за его размера устройство вполне могли принять за большую птицу.

Всего за несколько дней до этого события департамент внутренней безопасности США провел конференцию, посвященную угрозам, которые подобные устройства могут представлять для государственных учреждений и важнейших объектов инфраструктуры.

В частности, на конференции демонстрировался дрон DJI Phantom — точно такой же, как тот, что врезался в дерево рядом с Белым домом. Правда, на конференции к нему был прикреплен примерно килограмм «взрывчатки», иллюстрировавшей, насколько просто использовать такое устройство для атаки.

Также на конференции отмечали, что компактные дроны могут использоваться и для проведения химических и биологических атак.

Квадрокоптер DJI Phantom можно купить онлайн всего за $479, модель с камерой высокого разрешения обойдется в $1258.

На конференции его называли «выбором террористов».

Однако, несмотря на все опасения, связанные с электродронами, в США не собираются запрещать их полностью, одобряя использование в мирных целях. Так, в этом месяце Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) и телекомпания CNN договорились о совместной разработке беспилотников, с помощью которых журналисты канала смогут снимать репортажи.

Старший вице-президент CNN Джон Виджиланте отметил, что в результате этого проекта операторы смогут безопасно работать в американском воздушном пространстве.

Одна из целей сотрудничества CNN и FAA — поощрение использования дронов не только для развлечения или любительской съемки.

Впрочем, небольшие беспилотники и без того уже активно используются, в том числе в самых неожиданных сферах. Например, на прошлой неделе на парковку супермаркета в городе Тихуана, недалеко от американо-мексиканской границы, рухнул дрон, перевозивший 2,7 кг метамфетаминов.

В полиции Тихуаны заявили, что столкнулись с использованием дронов для транспортировки наркотиков впервые, но установить, сколько других беспилотников-наркокурьеров благополучно летают через границу и как давно это происходит, пока не удалось.

По прогнозам СEA (Ассоциации потребительской электроники), в 2015 году рынок небольших потребительских дронов достигнет $130 млн, что на 55% больше, чем в 2014 году.

Цифра на первый взгляд не очень большая, но большее значение имеет сам тренд. 55% — это очень впечатляющий рост. Кроме того, надо учитывать, что речь идет только о небольших летальных аппаратах, оснащенных электромоторами. То есть об устройствах, которые раньше считались не более чем забавными игрушками.

Промышленные и военные беспилотники — это уже совершенно другой рынок, и в данном прогнозе они не учитываются.

На крупнейшей технологической выставке потребительской электроники CES 2015, прошедшей в Лас-Вегасе, было представлено более 100 моделей разнообразных дронов, при том что роботы и квадрокоптеры никогда не были главной темой CES. Ситуация, однако, меняется. В этом году дрон AirDog — разработка одноименного латвийского стартапа AirDog — получил один из призов CES 2015.

Не менее важен и колоссальный интерес, который проявили специалисты, пресса и посетители CES к стендам с летательными аппаратами. Небольшие стартапы и компании, представлявшие свои модели, cобирали не меньше зрителей, чем роскошно оформленные стенды гигантов электронной индустрии с аудио-, видео- и бытовой техникой.

Специалисты пока выделяют два основных сценария использования небольших беспилотников.

Первый и главный — это наблюдение и фотовидеосъемка. Второй — доставка небольших грузов.

Оба сценария, с одной стороны, предоставляют широчайшие возможности, с другой — таят немалые потенциальные опасности.

Современные дроны дают широчайшие возможности для высококачественной съемки в труднодоступных или опасных местах. Телекомпании, журналисты, видеорежиссеры, операторы, любители экстремальных съемок уже оценили их и активно используют. Объемы видео с дронов, загружаемого на YouTube, растут в арифметической прогрессии.

Интерес к такому использованию беспилотников выказывают и сервисные компании, обслуживающие технологические и инфраструктурные объекты. Высококачественная видео- и фотосъемка может показать состояние обшивки судна, линии электропередачи, состояние трубы нефте- и газопровода и прочих труднодоступных объектов, где требуется визуальное наблюдение.

С учетом того, что современные стандартные модели квадрокоптеров могут находиться в воздухе около 30 минут и обладают дальностью полета более 4 км, они представляют интерес и для охранных предприятий. Патрулирование охраняемых периметров, больших складских площадей, нефте- и трубопроводов — это лишь немногие аспекты применения дронов.

Поскольку современные беспилотники оснащаются интеллектуальными системами управления и геопозиционирования, патрулирование может происходить в полуавтоматическом и автоматическом режимах, а квадрокоптер, оснащенный 3D-камерой, может самостоятельно облетать возникающие препятствия.

Главная опасность, которую таят в себе дроны с фото-, видео- и звукозаписывающей аппаратурой, — это вторжение в частную жизнь и шпионаж. Пластиковые дроны с электромоторами, невидимые для радаров, не оставляющие тепловой след, представляют идеальное средство для слежки.

В 2015 году сразу несколько компаний представили свои модели нанодронов, некоторые из которых оснащены встроенными камерами, что дополнительно уменьшает их габариты.

Что касается второго сценария использования, а именно доставки грузов, интерес к нему сейчас есть и у таких серьезных игроков, как Amazon, и у малого бизнеса, но в силу технологических и законодательных ограничений он носит пока исследовательский характер.

Если же говорить о потенциальной опасности, которую может нести такое использование дронов, то это в первую очередь контрабанда и терроризм.

Новейшие квадрокоптеры одного из лидеров индустрии — компании DJI могут поднимать до 11 кг веса, находиться в автономном полете до 25 минут и пролетать без подзарядки 4,5 км. Пока такие показатели реализованы в разных моделях, но очевидно, что рано или поздно такие характеристики получит и какая-то из флагманских моделей.

Ведь что такое 11 кг с точки зрения правоохранительных органов?

Это, например, 11 кг кокаина, которые стоят более миллиона долларов США, или 11 кг современной взрывчатки CL-20, что более чем 200 кг в тротиловом эквиваленте. Ущерб, который может нанести небольшой беспилотник с такой бомбой на борту, приводит в панику специалистов по безопасности.

Световое шоу, при котором используется автоматическая система управления 49 дронами

Дронами называют управляемые беспилотные летательные устройства. Многие современные дроны могут двигаться и на автопилоте, и за определённой целью, и по заранее проложенному маршруту. Типов дронов существует огромное количество, но по сути их можно разделить на два вида: те, что переносят на себе разные бомбы (эдакие дроны-камикадзе) и все остальные, предназначенные для доставки, наблюдения и разведки.

Обычно дрон работает на аккумуляторной батарее, позволяющей ему держаться в воздухе некоторое время. У него есть лопасти, похожие на вертолётные, позволяющие ему подниматься и летать. Современные дроны оснащаются камерами для наблюдения или съёмки (в том числе трёхмерной), крюками для переноски грузов и другими компонентами, необходимыми для выполнения поставленной перед дроном задачи.

Управляются они удалённо. Обычно для связи между дроном и пультом управления используется Bluetooth-соединение . Военные дроны могут направляться через спутники. Ряд пользовательских дронов оснащается автопилотной системой, позволяющей дрону вернуться на место, откуда он стартовал. На беспилотниках последнего поколения уже стоят системы умного контроля за полётами, позволяющие облетать препятствия и экономить энергию. Системы глушения сигналов дронов на определённых территориях также активно разрабатываются и применяются.

Для чего используются дроны

Областей применения самых разных беспилотников множество. В основном они используются для:

• военных целей, таких как наблюдение, разведка, сбрасывание бомб;
• журналистики, чтобы организовывать съёмку там, куда нет возможности запустить человека;
• поиска жертв в местах, где произошли какие-то катастрофы;
• обеспечения безопасности на закрытых территориях;
• работы в космическом пространстве;
• доставки посылок и грузов.

Пользовательские дроны работают с сетями . Наличием дома дрона с камерой сегодня невозможно никого удивить. Они перестали быть специализированными гаджетами. Владельцы таких устройств используют их и для развлечения: для съёмки местности, записи видеоблогов и даже наматывания километров в игре с . Но технологии, по которым работают дроны, ещё не совершенны. Для них существует множество ограничений, о которых стоит знать прежде, чем заказывать последний Phantom 4 Pro или недорогой Mi Drone. Но и потенциальных возможностей у них множество.

Ограничения и препятствия для современных дронов

Возможности дронов пока ограничены. В основном радиусом покрытия связи с пультом управления, точностью установленных сенсоров и продолжительностью заряда батареи. Средний современный дрон может держаться в воздухе около получаса, после чего батарею надо менять или перезаряжать. Над проблемой экономии энергии для них трудятся многие разработчики, но пока добиться чего-то действительно серьёзного не удалось.

Развитие дронов и появление их у многих пользователей само собой становится проблемой. Дроны способны залетать на чужую территорию без разрешения. В военной индустрии разрабатываются специальные глушилки, но простому человеку свою собственность защитить пока невозможно. Это вопрос этики, конкретно для дронов и их владельцев глушилки становятся проблемой потому, что не все они оснащены системами автоматического возвращения. Но дроны развиваются и совсем скоро от любопытного соседа с его беспилотником укрыться уже не получится.

Дрон — в технологическом контексте это беспилотный летательный аппарат. Формально дроны известны как беспилотные летательные аппараты (БПЛА/БЛА) или беспилотные авиационные системы (UASes). По существу, беспилотный летающий робот.

Беспилотники могут управляться дистанционно, а могут летать автономно с помощью встроенного программного обеспечения (плана полета), работающего в тесной связи с бортовыми сенсорами и системами GPS.

В недавнем прошлом, беспилотные летательные аппараты имели исключительно военное применение, где они первоначально использовались для уничтожения воздушных целей и сбора разведывательной информации.

Теперь дроны получили широкое гражданское применение, начиная от поисково-спасательных операций, наблюдения, мониторинга погоды, трафика, тушение пожаров, в личных целях, бизнесе с акцентом на фото и видео съемку, в сельском хозяйстве и даже в службах доставки грузов.

Исторические факты

• Первый беспилотный летательный аппарат был реализован в 1935 году на примере полноразмерного биплана De Havilland DH82B «Queen Bee». На нем был установлен радиоприемник и сервопривод управления, размещенный на заднем сидении. В последствии был использован как живая мишень на учебных стрельбах из зенитных установок с целью подготовки артиллеристов. Всего было построено 380 самолетов De Havilland DH82B «Queen Bee». Термин «беспилотник» зародился благодаря именно этому историческому событию.

• В конце 2012 года, Крис Андерсон, уходит с поста главного редактора журнала «Wired», чтобы посветить себя дронам в компании 3DRobotics Inc. Позднее в стенах этой компании был впервые написан уникальный код универсального полета APM, на базе которого был реализован известный автопилот высокого класса – Pixhawk. На текущий момент компания специализируется в области БПЛА и реализует свои передовые решения в таких сферах как фото и видеосъемка, строительство, коммунальные услуги, телекоммуникационные услуги, а так же в обеспечении общественной безопасности.

• В конце 2013 года, известная публичная компания «Amazon» одна из первых начала использовать коммерческие беспилотники для доставки продаваемой продукции. Позже в 2016 году эту идею поддержали: Политехнический университет Виргинии и Государственный институт совместно с холдингом Alphabet Inc на примере тестового проекта «Wing», целью которого являлось реализовать доставку купленных в интернете товаров либо предметов первой необходимости с помощью дронов.

• Вскоре стало расширяться и дронообразование. Embry-Riddle – Авиационный университет, долгое время являлся учебным полигоном для авиационной промышленности. В настоящее время предлагает бакалавра наук в области беспилотных систем, степень магистра наук в области беспилотных систем, а так же проводит базовые курсы обучения в области беспилотных авиационных систем.

• 2016г. Из отчета BI Intelligence «The drones Report»: «Прибыль от реализации дронов к 2021 году увеличится до $12 млрд. Аналитики BI Intelligence подсчитали, что в 2015 году она уже составляла более $8 млрд».

Дроны получили широкое применение в сфере наблюдения и журналистики, поскольку БПЛА имеют возможность доступа к таким местам, куда человеку добраться невозможно.

Дроны на предприятии

Интеграция беспилотных летательных аппаратов и интернета позволила повсеместно использовать дроны на предприятиях; Дроны работают на наземных сенсорных сетях IoT, помогают сельскохозяйственным компаниям контролировать угодья и зерновые культуры, энергетические компании с помощью дронов обследуют линии электропередач и сопутствующее оборудование.

Дроны и безопасность

Большой спрос на коммерческие и частные беспилотники также вызвал и ряд проблем связанных с безопасностью, касательно последствий при столкновениях и потере контроля. В связи с этим многие страны на законодательном уровне ввели ряд поправок в воздушный кодекс. Появились бесполётные зоны «No fly».

Согласно Российскому законодательству дроны с максимальной взлетной массой от 0.25кг до 30кг подлежат обязательному учету. Предлагается создать базу данных дронов и других БПЛА которым будет присвоено официальное название — «Беспилотные гражданские воздушные суда» (БВС).

Фото

Военные дроны

Мультикоптер: как он работает и сколько выбрать двигателей

Основа любого мультикоптера — это двигатели, закрепленные на раме, и полетный контроллер, управляющий их работой.

Чтобы набрать высоту при движении стика газа на пульте управления, коптер наращивает обороты на всех двигателях. Для полета вперед передние винты начинают крутиться с меньшей тягой, чем задние, за счет чего и происходит движение. Аналогичным образом происходит полет назад и вправо-влево. Чтобы развернуть аппарат вправо, нужно увеличить обороты левосторонних винтов, а правосторонних — настолько же уменьшить.

Обо всех этих движениях пилоту не нужно заботиться самостоятельно: это делает за него полетный контроллер. На регуляторы оборотов он посылает сигналы — в зависимости от команды, которую пилот выбирает на пульте управления.

По количеству двигателей коптеры делятся на группы: трикоптеры, квадрокоптеры, гексакоптеры и октокоптеры.

Трикоптеры

Три двигателя, как правило, располагаются на концах Y-образной рамы. Это самые простые и самые дешевые мультикоптеры. На этом их достоинства заканчиваются: их полет неустойчив, вес полезной нагрузки маленький. При отказе хотя бы одного двигателя они падают на землю и разбиваются — впрочем, как и квадрокоптеры.

Иногда к этой группе относят аппараты с шестью двигателями на раме такой же формы — тогда двигатели располагаются в два ряда, один над другим. Это позволяет увеличить подъемную силу, но не решает проблему неустойчивости.

Квадрокоптеры

Четыре двигателя, которые в классическом варианте располагаются на квадратной раме. Полезная нагрузка возрастает на треть по сравнению с аналогичным трикоптером. Полет квадрокоптеров более устойчивый и длительный (за счет емкости более мощного аккумулятора или за счет более экономного режима работы моторов).

Гексакоптеры

Шесть двигателей закреплены на Н-образной или Ж-образной раме. Конструкция достигает довольно больших размеров. Еще более увеличивается вес полезной нагрузки. Как и октокоптеры, они могут летать даже с вышедшим из строя двигателем. Из минусов — высокая цена.

Аппараты с большим количеством двигателей (8 в октокоптерах, 10 и т. д.) широкого распространения не получили по трем причинам:

чем больше двигателей устанавливается, тем габаритнее получается конструкция;
они требуют большого количества энергии, и любой аккумулятор на них быстро разряжается;
с увеличением количества двигателей увеличивается стоимость дрона.

Наибольшее распространение среди дронов получили квадрокоптеры. Ранее считалось, что этот вариант, как и трикоптер, не подходит для полетов с профессиональной видеокамерой (из-за падений даже при одном поврежденном двигателе). Однако новое поколение квадрокоптеров, таких как Phantom 3 и 4, опровергает это мнение. Они показывают высокую надежность, а трехосевой электронный стабилизатор обеспечивает стабильное положение камеры даже при сильных порывах ветра.

Сегодня армия дронов огромна, и буквально каждую неделю появляется что-то новенькое. И для того чтобы действительно создать что-то выдающееся, конструкторам приходится действительно потрудиться. Стоит отметить, что их старания не проходят бесследно.

1. Shooting Star

Устройство, которое называется Shooting Star , – это квадрокопрет, имеющий LED-оборудование, способное формировать до 4 миллиардов цветовых комбинаций. Для управления дроном используется программное обеспечение, которое управляет перемещением квадрокоптера, автоматизирует процесс создания цветовой анимации, анализирует качество сигнала GPS и уровень заряда батареи.

Продвинутый софт учитывает все важные переменные, а положение отдельного дрона внутри потока отслеживается, как по GPS, так и по другим параметрам.

2. Airblock

Makeblock (компания по разработке дронов) выпустила первый в мире программируемый модульный дрон Airblock , первые поставки которого планируются на начало 2017 года. В нем процессоры, роторы и моторы собраны под одной рамой из пенопласта. Они крепятся друг к другу при помощи магнитов. Это позволяет сделать дрон с 2-3 пропеллерами и экспериментировать с вариантами их размещения. В комплект входит 1 основной модуль, используя который можно получить гаджет небольшого размера.

Airblock способен быстро передвигаться как по суше, так и по поверхности воды за счет использования воздушной подушки, образованной за счет нагнетания воздуха под днищем. Управление дроном осуществляется посредством мобильного приложения с интерфейсом, основанном на принципе drag-and-drop. Составные модули Airblock можно собирать в различные конструкции, а затем вдохнуть в них жизнь посредством специального кода.

3. Disco Drone

Конец лета-2016 был ознаменован выходом новинки - Disco Drone, особенностью которого стало наличие всего одного винта сзади и крыльев, как у настоящего самолета. Размах крыльев составляет 1,15 метров при весе устройства всего 750 грамм. Его форма отдаленно напоминает бомбардировщик. Такая конструкция позволяет Disco Drone быстро набирать скорость (до 80 км/ч) и находиться в воздухе длительное время. Запустить дрон очень просто. Для этого достаточно просто подбросить его в воздух, как воздушный самолетик. Если связь потеряется, то Disco Drone возвращается к месту взлета и начинает кружить над ним.

Посадку можно осуществить на брюхо. Прочность дрона не вызывает сомнений и повредить его таким образом не получится. Заряда аккумуляторов хватает на ¾ часа, а радиус полета составляет 2 км и более. Управление производится Parrot Skycontroller 2, который способен передавать видео на смартфон пользователя посредством специального приложения.

4. Mavic Pro

Этот квадрокоптер имеет очень малый вес (всего 743 грамма) и имеет компактную полностью складную конструкцию. Кроме удивительных технических возможностей, Mavic Pro способен продемонстрировать скорость до 65 км/ч. При этом заряд аккумулятора способен обеспечить почти получасовое пребывание в воздухе.

Mavic Pro имеет 12 Мпиксельную камеру с З-х осевой стабилизацией, что обеспечивает съемку с максимальным разрешением 4К с частотой 30 кадр/сек. Этот квадрокоптер способен поддерживать функцию распознавания жестов.

5. Air Selfie

Для получения возможности выполнять селфи с небольшого расстояния итальянские разработчики создали дрон Air Selfie. Это очень компактное устройство весом 52 грамма с легкостью помещается в карман. Производители заявляют, что максимальная высота подъема Air Selfie составляет 20 м. Air Selfie оснащен камерой 5 МПикс., картой памяти 4ГБ, аккумуляторной батареей, позволяющей устройству летать и фотографировать в течение 5 минут.

Если этого времени недостаточно, то можно воспользоваться специальным чехлом для Air Selfie, который сможет его подзарядить (встроенного в чехол аккумулятора хватает на20 зарядок дрона). Управление устройством осуществляется при помощи специального приложения для смартфона.

6. Griff ЗОО

Griff Aviation (компания из Норвегии) уже давно занимается проектированием и выпуском беспилотников. Сейчас она презентовала нову серию, первой моделью которой стал дрон Griff ЗОО . Это мощный беспилотник, который способен поднять в воздух 1-2 человек. Он весит 75 кг и имеет 8 больших пропеллеров. При этом устройство обладает грузоподъемностью 225 кг и может проработать в воздухе с максимальной нагрузкой до 45 минут. Этого времени оказывается вполне достаточно для транспортировки человека на значительные расстояния.

Управление Griff ЗОО осуществляется дистанционно (с наземного пульта), а за дополнительную плату изготовители могут установить на беспилотник мобильную станцию, делающую возможным его управление непосредственно оператором. Мощная конструкция Griff ЗОО позволяет установить на него ряд дополнительного оборудования (к примеру, для поисковых либо пожарных работ).

7. Human Flying Drone

Постепенно начинает набирать популярность такой зимний вид спорта, как Drone Boarding, сочетающий в себе инновационные технологии с активными зимними развлечениями. Кейси Нейстат (знаменитый видеоблогер) устроил настоящее шоу, прицепив себя, стоящего на сноуборде, к большому дрону, и передвигаясь в таком виде не только по заснеженному горнолыжному курорту, но даже поднимаясь в воздух.

Дрон, при помощи которого Нейсат это выполнил (Human Flying Drone), был сконструирован им совместно с инженерами компании Samsung.

8. Sparen Voor Later

Разработчики из Нидерландов сконструировали летающий гамак Sparen Voor Later . Для его создания инженеры прикрепили лежанку к большому квадрокоптеру, который позволяет человеку летать лежа.

9. СН-5

Самым крупным боевым беспилотником китайского производства стал СН-5, который был представлен на Международной авиационной аэрокосмической выставке в городе Чжухай (провинция Гуандун). Этот беспилотник имеет резерв безпрерывного нахождения в воздухе 40 часов, а с определенными модификациями этот период может быть увеличен до 130 часов.

Радиус действия СН-5 составляет 6,5 тыс. км, а вес боевой нагрузки – более 900 кг. Управление СН-5 осуществляется при помощи спутника.

10. Tern

Военное агентство DARPA совместно с компанией Northrop Grumman заявили о том, что собираются в 2018 году презентовать новый военный беспилотник Tern . Он будет отличаться возможностью вертикального взлета, будучи установленным на хвостовую часть. Tern будет иметь 2 пропеллера, которые будут поднимать устройство в воздух, где дрон будет принимать горизонтальное положение.

Планируется, что беспилотник сможет преодолевать расстояния более 1100 км с возможностью перемещения груза, массой до 450 кг.

БОНУС

Удачным дополнением этого списка может стать и .