Квадрокоптер грузоподъемность 1 кг

Чем грузовой квадрокоптер отличается от обычного беспилотника

Далеко не каждый беспилотник может считаться грузовым дроном. Значение имеет не только общая грузоподъемность коптера (которая может быть довольно значительной), но и его функциональная способность перевозить грузы разных габаритов и разного веса.

Квадрокоптер для перевозки груза должен обладать грузозахватным приспособлением. Мы привыкли, что на обычных беспилотниках вся полезная нагрузка ограничивается камерой, цепляемой к подвесу. В случае с грузовыми коптерами необходимо специальное приспособление, к которому можно будет прицепить или которое сможет захватить предмет транспортировки.

Наиболее простым примером является крюк, но это могут быть и стропы, цепи, специальные захваты, манипуляторы, грузовые отсеки и так далее. Если конструкция коптера не предусматривает возможности для установки грузозахватного приспособления, то транспортировка груза может быть серьезно затруднена или даже оказаться невозможной.

В любительских дронах отсутствие таких приспособлений зачастую компенсируется использованием подручных материалов, вроде скотча, клея, шурупов. В профессиональных моделях, способных поднимать в воздух вес в несколько килограмм, крепление должно обеспечивать не только необходимую надежность, но и позволять быстро отцепить груз.

Вообще, вопрос надежности для грузовых коптеров имеет не последнее значение. Некоторые из моделей комплектуются парашютами, позволяющими выполнить плавную посадку даже в случае отказа всех двигателей. Часто используются модели с 6 и 8 пропеллерами. Кстати, такие летательные аппараты обычно обладают большей грузоподъемностью по сравнению с квадрокоптерами.

Практически всегда на борту присутствует видеокамера. Обычно она используется не для съемки пейзажей с высоты птичьего полета, а для FPV управления. Квадрокоптеры с большой грузоподъемностью отличаются еще и высокой степенью автономности, и способны преодолевать несколько километров на одном заряде аккумулятора. Визуальный контакт с дроном может быть быстро потерян, тогда как камера позволяет оператору маневрировать беспилотником. Трансляция видео на пульт или на экран мобильного устройства помогает в управлении.

Грузовые дроны активно используют автопилот. Наверняка вы слышали о намерениях (уже реализуемых) Amazon выполнять доставку товаров с помощью коптеров. Летать эти беспилотники будут самостоятельно.

Сферы применения грузовых дронов

На самом деле, можно представить множество сценариев, в которых применение для грузоперевозок мультикоптеров будет оправданным. Дронам по силам очень многое — начиная от доставки пиццы и заканчивая эвакуацией пострадавших людей из труднодоступных районов. При чем большинство рутинных задач будут выполняться без оператора.

Искусственный интеллект возьмет на себя все заботы по прокладыванию оптимального маршрута, сам выполнит взлет и посадку, вернет летательный аппарат на базу.

На сегодняшний день наиболее перспективным направлением кажется использование квадрокоптеров в службах доставки. Дрон захватывает коробку с товаром и отвозит ее заказчику. В настоящий момент ведется тестирование нескольких моделей.

Все чаще коптеры используются для съемок фильмов, клипов и рекламных роликов. На грузовые беспилотники можно прикрепить профессиональные камеры со сложными подвесами массой несколько килограмм. Если раньше для профессиональной съемки с воздуха нужно было использовать вертолет или самолет, то теперь можно обходиться гораздо более дешевыми в обслуживании и в аренде коптерами.

Находят применение дроны и в сельском хозяйстве. Мощный квадрокоптер способен нести на борту не только камеру, но и, к примеру, 20 кг удобрений. Уже появились первые прототипы беспилотных такси, способные перевозить пассажиров.

Отметим, что так как речь идет о регулярном использовании, необходимы запчасти. Даже самая совершенная техника ломается.

Подводные камни в применении грузовых коптеров

Одним из главных ограничивающих факторов остается длительность полета. Мощные бесколлекторные двигатели способны поднять в воздух значительный вес, однако они потребляют много энергии.

Емкость аккумуляторов не безгранична, кроме того, батареи сами «съедают» значительную часть полезной нагрузки. Чем больше емкость батареи, тем она тяжелее, больше и дороже. Время полета от одного аккумулятора редко превышает 30-40 минут.

Еще одной проблемой является государственное регулирование, вернее, практически полное отсутствие понимания того, как должна работать сфера беспилотных перевозок. Сложно выполнять коммерческие грузоперевозки, если неизвестны правила работы и вообще непонятно, будет ли получено разрешение на использование беспилотников и кто это разрешение должен выдавать.

Есть определенные требования к безопасности. Падение дрона с грузом может привести к травмам людей. В воздух должны подниматься только исправные модели, а их маршруты должны проходить вдали от массового скопления людей. Либо же надежность коптеров должна оказаться настолько высокой, чтобы их можно было без опаски запускать над городом.

Сложности начинаются при попытке перевезти легкий, но объемный груз. Увеличение парусности приводит к сносу коптера с курса и даже может стать причиной аварии.

Не ясна экономическая составляющая. В современных реалиях дешевле выполнить доставку по городу с помощью курьерской службы, чем привлекать для этих целей скоростной квадрокоптер. С другой стороны, дрон сможет быстрее выполнить заказ, и это имеет значение, если речь идет о срочных отправлениях.

Самой значительной проблемой по-прежнему остаются погодные условия. Коптеры с трудом переносят легкий дождь, но в ливень, снегопад, при сильном ветре, тумане, при сильном снеге летать они не могут. Отрицательные температуры плохо сказываются на аккумуляторах, очень быстро теряющих емкость.

Дрон для перевозки груза

На форуме по квадрокоптерам часто задают вопрос — где купить квадрокоптер с большой грузоподъемностью?

В этой статье я хочу рассмотреть различные варианты грузовых дронов, ведь все больше транспортных компаний обращает внимание на рынок квадрокоптеров, дрон может доставить груз быстро и минуя пробки.



Кроме транспортников на квадрокоптеры с большой грузоподъемностью поглядывает и сельское хозяйство. Автономные дроны очень хорошо вписываются в концепцию обработки полей химикатами от вредителей.

Летать дрон может невысоко, сразу над растениями — расход химикатов будет минимальным. При этом, пилот не будет подвергаться действию разбрызгиваемой дроном химии. Внешний пилот может находится за пределами поля и контролировать полет по планшету, получая данные от GPS дрона или управлять через FPV камеру.

Грузовые дроны отличаются от обычных по цене в большую сторону. Это имеет весьма простое объяснение, обычный квадрокоптер рассчитывается на полет с нагрузкой не превышающей веса экшенкамеры и подвеса, а грузовой дрон, по определению, должен кроме себя тащить по небу еще и полезный груз.

Рамы для грузовых дронов

Давайте посмотрим готовые рамы для мультикоптеров специально разработанные для перевозки грузов.

Такие рамы компактно складываются для транспортировки. Они выполнены из карбоновых трубок и алюминиевых деталей. Это позволяет совместить прочность конструкции с малым полетным весом рамы и, соответственно, поднимать больше груза.

  • Заказать раму дрона приведенную на фотографии выше можно .

Следующий вариант рамы включает в поставку моторы с пропеллерам, обратите внимание на то, что на 4-х лучах закреплены 8 моторов.

Это позволяет увеличить грузоподъемность дрона не увеличивая вес его рамы, к тому же, если сломается один мотор, то дрон сможет осуществить посадку без аварии, тк работу сломанного двигателя возьмет на себя его сосед.

  • Заказать раму с моторами можно .

Если вы не представляете какую электронику надо приобретать, то можно взять набор для сборки — рама в разобранном виде и вся электроника для сборки грузового дрона.

  • Заказать набор для сборки грузового дрона можно .

В принципе, если вам не важен размер дрона во время хранения и перевозки, то раму можно сделать самостоятельно. Получится примерно то, что на фотографии ниже.

Для удешевления конструкции можно использовать не карбоновые,а толстостенные дюралюминиевые трубы квадратного сечения.

Как видите, конструкция очень простая, при этом, посадочные опоры дрона для перевозки грузов установлены в максимально прочных местах.

Все ссылки в данной статье даны для примера. Вы можете самостоятельно найти подобные дроны в продаже ориентируясь на те, что по ссылкам.

Константин, Обзор квадрокоптеров

Грузоподъемность квадрокоптера

Грузоподъемность квадрокоптера – одна из самых востребованных характеристик наряду со временем полета. Действительно, если представить, что радиоуправляемый дрон мог бы поднимать достаточно большой вес и лететь при этом долго и далеко, то цены бы этому чуду техники не было. Прежде всего, это открыло бы путь к полноценной доставке товаров, а также помощи в экстренных ситуациях и в труднодоступной местности. На сегодняшний день в мире разные компании делают первые робкие попытки внедрить квадрокоптеры в различные сферы жизни людей, связанные с подъёмом грузов. Иногда такие инициативы проходят. Так, например, на пляжах Франции уже дежурит несколько квадрокоптеров, способных в кратчайший срок доставить утопающему специальный надувной буй. Или, к примеру, такие знаменитые компании, как интернет-магазин Amazon и служба доставки DHL вовсю разрабатывают и тестируют доставку грузов с помощью дронов.

Конечно, развитие дроностроения шагает семимильными шагами, но на данный момент действительно грузоподъёмный квадрокоптер — это в основном привелегия тех, кто может позволить себе потратить довольно внушительную сумму. Причём с запросом на квадрокоптер, способный поднять 10 и более кг., заказчика скорее всего отправят искать энтузиастов, собирающих дроны вручную под конкретный запрос и конкретные характеристики.

Нам часто задают вопрос, сколько может поднять квадрокоптер? Отвечаем: в среднем до 5 кг, хотя все, конечно же, зависит от модели. Причем стоит учитывать, что указанный вес в основном предназначен для крепления съемочного оборудования – стабилизирующего подвеса и камеры.

Нельзя забывать и о том, что если вы приобретаете не специальный квадрокоптер для перевозки грузов, а обычный, стандартный дрон, пусть даже достаточно большого размера – использовать его в качестве полноценного летательного грузового средства без доработок не получится:

  • Во-первых, придется продумывать самодельное крепление.
  • Во-вторых, коптер может просто не поднять такой груз в воздух.
  • В-третьих, даже если он поднимет, время разряда аккумулятора значительно увеличится, а управляемость снизится из-за неправильной нагрузки и несбалансированной винто-моторной группы.

Да, настоящий грузоподъемный квадрокоптер — это не 10 и не 20 тысяч рублей… Конечно, если только вы не хотите отправить, например, пирожок из одной комнаты в другую – тогда проблем нет 🙂

Квадрокоптер, грузоподъемность которого позволит поднимать до 10 кг – в настоящее время возможен, но это скорее будет индивидуальная разработка под конкретные параметры. Если квадрокоптер требуется для с/х нужд, то можно обратить внимание на коптер для сельского хозяйства DJI Agras. По заявлению производителя, он способен поднимать до 10 л жидкости и имеет специальное опрыскивательное устройство для орошения полей. Это готовое решение, но с узкой направленностью. Хотя, конечно, можно предположить, что на этом DJI не остановятся и вскоре представят универсальный квадрокоптер большой грузоподъемности, готовый прямо из коробки и не требующий никаких дополнительных приспособлений.

Больше повезло тем, кто профессионально занимается кино- и фотосъёмкой: для таких запросов те же DJI постоянно совершенствуют специальные съёмочные квадрокоптеры, способные нести на борту профессиональные кинокамеры. Речь идёт, в частности, о квадрокоптере DJI Inspire 2. Он выпускается даже в нескольких комплектациях. Например, Inspire 2 с камерой или базовый комплект Inspire 2 (без камеры). Этот внушительный по своим габаритам дрон умеет не только таскать тяжеленные камеры (чуть больше 500 гр), но даже обогревать свои аккумуляторы для работы в минусовую температуру!

Для тех, у кого нет ни с/х, ни операторского интереса для подъёма достаточного веса квадрокоптером, советуем рассмотреть различные варианты так называемых полётных платформ. Для подъёма тяжёлого съёмочного оборудования они также могут подойти, но вся их прелесть состоит в том, что упрощённая конструкция позволит крепить различные грузы, не только камеры. Самый выдающийся на данный момент вариант такой платформы — это DJI Matrice 600. Мало того, что эта модель имеет отличный показатель по времени и дальности полёта (до 40 минут и до 5 км. без загрузки), она способна к тому же поднимать до 6 кг. дополнительного веса!

Более скромная по грузоподъёмности, но и более приятная по цене платформа — это DJI Matrice 100: способна поднимать чуть больше килограмма. Время полёта у неё тоже достаточно внушительное — до 40 минут без нагрузки. А вот дальность полёта будект поскромнее — до 2 километров. Но всё-таки как вариант эта модель тоже хороша, ведь мало какой квадрокоптер «из коробки» способен взять даже такой, казалось бы, небольшой вес.

Неплохим вариантом для подъёма небольших грузов (до 1,5 кг.) может стать рама Walkera QR X800. Правда, дальность и время полёта у неё уже ощутимо меньше, чем у предыдущего варианта, но и цена значитально выгоднее. К тому же, для многих убирающиеся шасси могут стать дополнительной приятной «фишкой».

На этом список мало-мальски грузоподъёмных квадрокоптеров, доступных для широких масс, пока заканчивается. Можно немного продолжить его моделями, справляющимися с дополнительными грузами около 200-300 гр. — Typhoon H Pro; до 100-150 гр. — Hubsan H109S Pro, Walkera H500, Xiro Xplorer; но при этом нельзя забывать, что чем меньше и легче дрон, тем сложнее ему справиться с максимальным дополнительным весом. Конечно, даже среднего размера квадрокоптеры с мощными бесколлекторными моторами смогут поднять в воздух грузы в 500-1000 гр., но с практической точки зрения это бесполезно, т.к. дрон становится сложноуправляемым, а продержаться в полёте с такой нагрузкой он сможет от силы 2-3 минуты.

Первые шаги в использовании радиоуправляемых дронов уже сделаны, правда, не все они были, к сожалению, удачными. Так, всем известна нашумевшая история о пиццерии из Сыктывкара, где была предпринята попытка доставки пиццы по воздуху. Напомним, что предприниматель был оштрафован на 50 000 рублей за «грузоперевозку без лицензии». Также в интернете есть ролик о SkyCafe, в котором еда буквально прилетает к вам на стол. Другой пример: известная медицинская организация Инвитро также опробовала грузоподъемный квадрокоптер и организовала доставку биоматериалов в Кабардино-Балкарии.

Однако похоже на то, что пока что это в основном частные случаи, потому как явного прорыва в такой характеристике как грузоподъемность коптера пока нет. Связано это с отсутствием на сегодняшний день мощных аккумуляторов, которые бы при небольшом собственном весе и объеме могли выдавать достаточное количество энергии для работы пропеллеров и тяжелой нагрузки. Так что квадрокоптер грузоподъемность 5 кг – реально, а вот квадрокоптер грузоподъемность 100 кг – пока только проект 🙂 Тем не менее время доставки товаров коптерами — всё ближе и ближе.

Радиоуправляемые мультикоптеры очень быстро перестают быть просто игрушками. Их активно применяют кинематографисты и топографы, начинают использовать логистические компании, сельхозпроизводители и даже охотники. Подобного рода задачи требуют от летательных аппаратов большой продолжительности полета и значительной грузоподъемности.

Достоинства и недостатки бензиновых квадрокоптеров

Все это явилось причиной того, что некоторые разработчики приступили к установке на свои беспилотные летательные аппараты двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Основным достоинством бензиновых квадрокоптеров является их высокая мощность и большая продолжительность работы на одной топливной заправке. Если для электрических моделей тридцатиминутный полет считается почти рекордом, то для квадрокоптера с бензиномотором подобный показатель непрерывного пребывания в воздухе является практически рутинным.

ДВС обычно живут дольше электрических моторов. Это связано с тем, что они состоят из более крупных и прочных деталей, а также имеют эффективную систему воздушного охлаждения. Большинство бензиновых моделей дронов используют широко распространенные на рынке марки топлива и моторных масел, что исключает возникновение проблем. Более того, у таких моделей до минимума сокращается межполетная подготовка, состоящая из простого осмотра топливной системы на предмет утечек и занимающей всего несколько минут дозаправки.

Конечно, идеальных механизмов не существует, есть недостатки и у квадрокоптеров на бензине. Основными из них можно считать потребность в установке системы зажигания и охлаждающего радиатора, значительно усложняющих конструкцию силового агрегата и увеличивающих его габариты и вес. Более того, вырабатываемое системой зажигания электромагнитное поле становится причиной появления радиопомех, мешающих уверенной работе каналов управления и передачи информации. Проблему устраняют с помощью дополнительного оборудования и хорошо продуманной компоновки мультикоптера, не допускающей размещения радиоаппаратуры ближе, чем в 30 см от цепей зажигания.

Все это потребовало значительного увеличения массогабаритных характеристик квадрокоптеров с ДВС. С одной стороны, значительный вес летательного аппарата положительно сказывается на ветроустойчивости бензинового дрона, с другой – повышает его инерционность, что усложняет процесс управления для новичков или летчиков среднего класса, привыкших летать на легких электрических моделях. Особенную трудность у таких пилотов может вызвать выполнение взлета и посадки в ручном режиме. Больший вес требует повышения мощности двигателей, что неизбежно сопровождается повышенным расходом топлива и увеличением эксплуатационных расходов. Еще одним существенным недостатком квадрокоптеров на бензиновом двигателе является опасность возгорания силовой установки в случае аварии.

Что касается области применения бензиновых коптеров, то их уникальные летные качества наилучшим образом подходят для выполнения специальных задач. Большая продолжительность полета и хорошая устойчивость к непогоде способны сделать их незаменимыми в ходе проведения спасательных операций в условиях сложных метеоусловий и на труднодоступной местности. Если к этим характеристикам добавить значительную грузоподъемность летательных аппаратов подобной конструкции, а также их высокие скоростные характеристики, станет понятно, что они могут использоваться и для экспресс-доставки различных товаров потребителям. В условиях боевых действий квадрокоптеры с ДВС двигателями могут применяться гуманитарными миссиями для снабжения мирного населения едой и лекарствами. Способность к длительному беспосадочному полету и высокая грузоподъемность стимулирует установку на беспилотники аппаратуры наблюдения или профессионального киносъемочного оборудования.

Нужно признать, что БПЛА с бензиновыми двигателями имеют цену, значительно превышающую стоимость их электрических аналогов. Типичные представители этого класса летательных аппаратов практически никогда не оцениваются дешевле 1 тыс. долларов США.

За какими квадрокоптерами будущее?

Дроны с ДВС

Incredible Heavy Lift Quadcopter (HLQ)

Этот квадрокоптер разработан группой инженеров и студентов Университета штата Калифорния в Сан-Хосе (San Jose State University in California) и предназначен для подъема и переноски грузов весом до 50 фунтов (более 22,5 кг). Рама HLQ собрана из алюминиевых труб. Летательный аппарат оснащен парой двухтактных двигателей суммарной мощностью 12,5 л. с. Вращательный момент передается четырем роторным головкам с установленными на них воздушными винтами диаметром 435 мм. На HLQ применен ArduPilot – один из самых известных автопилотов с открытым кодом. Разговоры об этой модели идут достаточно давно. На сегодня дрон находится на стадии тестовых испытаний.

Nitro Stingray

Nitro Stingray создан на базе электрического 3D квадрокоптера Stingray 500. Тяга обеспечивается винтомоторной группой, состоящей из двухтактного двигателя Scorpion и четырех 110-миллиметровых пропеллеров особой формы. На беспилотнике применен бортовой контроллер TG-Multi, имеющий специальные настройки.

Полет Nitro Stingray отличается высокой стабильностью и хорошей маневренностью. Он не только быстро летает, но и обладает способностями воздушного акробата. Перечень фигур высшего пилотажа, доступных для выполнения этим дроном, состоит из десятка наименований. Эта модель предназначена для любителей энергичных полетов на очень сильном и активном квадрокоптере, практически не имеющем возможности упасть.

Goliath MkII

Этот проект находится на стадии прототипа. Он разрабатывался для участия в конкурсе Hackaday Prize и выглядит довольно устрашающе. Его единственный бензиновый двигатель имеет мощность 30 л.с. Для передачи вращательного момента на винты используется ременная передача. Его каркас, собранный из тонких алюминиевых трубок, обладает низкой себестоимостью, что позволило создателям модели большую часть инвестиций направить на разработку двигателя и пропеллеров.

Подобно описанному выше HLQ, Goliath использует в своей системе управления полетом автопилот с открытым кодом ArduPilot. Эта особенность позволяет пользователю без особого труда настроить квадрокоптер под собственные нужды.

У любителей конструирования есть возможность приобрести Goliath в наборе ARF и самостоятельно собрать этот летательный аппарат в домашних условиях.

Yeair

Эту модель 2017 года уже называют квадрокоптером будущего. Она предназначена для транспортировки посылок на большие расстояния в кратчайшие сроки. Yeair способен поднимать до 5 кг полезной нагрузки, разгоняться до 100 км/ч и летать в течение часа. Полуторалитрового бака с горючим хватает на 55 км полета в экономическом режиме.

Yeair нельзя назвать исключительно бензиновым квадрокоптером. В его силовой установке используется комбинация из бензиновых и электрических моторов. ДВС обеспечивают необходимую для полета тягу, а электродвигатели отвечают за оперативное изменение скорости вращения пропеллеров.

Для этой модели разработан уникальный двухтактный двигатель внутреннего сгорания объемом 10 куб. см. Он обладает большим моторесурсом, а его мощность превышает 1,5 кВт. Каждый из четырех электромоторов имеет мощность 600 Вт и питается от АКБ емкостью 1250 мАч. Батарея практически не нуждается в подзарядке в наземных условиях, так как небольшая часть энергии бензиновых двигателей уходит на оперативное пополнение заряда аккумулятора непосредственно в полете.

Команда разработчиков немецкой компании Airstier включила в стандартный функциональный набор своего гибрида выполнение взлета и посадки в автоматическом режиме, несколько вариантов автономного полета и позволила оператору управлять данным летательным аппаратом с помощью смартфона или планшета. Стоимость этой модели составляет порядка 1400 евро.

Будем благодарны вам, если поделитесь с друзьями: