Беспилотный летательный аппарат может выглядеть как небольшой самолёт, вертолёт или привычная конструкция с четырьмя винтами. Разбираемся в терминах, которыми часто называют совершенно разные устройства.
БПЛА — это летательный аппарат, на борту которого нет пилота. Управлять им может оператор с земли, бортовой компьютер или сразу обе системы. Поэтому домашний квадрокоптер с камерой, самолёт для аэрофотосъёмки и автономный аппарат для обследования линий электропередачи относятся к одной большой категории.
Главная путаница начинается позже. В новостях один и тот же аппарат могут назвать беспилотником, дроном, квадрокоптером и беспилотной авиационной системой. В разговорной речи это допустимо, но технически слова обозначают не одно и то же.
Что такое БПЛА простыми словами
Аббревиатура БПЛА расшифровывается как «беспилотный летательный аппарат». Ключевое слово здесь — «летательный»: речь идёт непосредственно о машине, которая поднимается в воздух без человека на борту.
Это не означает, что аппарат обязательно действует самостоятельно. Пилот может находиться за сотни метров от него и непрерывно передавать команды с пульта. Беспилотным устройство делает отсутствие экипажа внутри, а не отсутствие человека в процессе управления.
Международная организация гражданской авиации разделяет сам беспилотный аппарат и беспилотную авиационную систему. Во втором случае к летательной машине добавляются наземная станция, каналы связи, программное обеспечение и другое оборудование, необходимое для полёта.
БПЛА, дрон и квадрокоптер — в чём разница
| Термин | Что он означает |
|---|---|
| БПЛА | Любой летательный аппарат без пилота на борту |
| Беспилотник | Разговорное сокращение термина БПЛА |
| Дрон | Широкое бытовое название беспилотного устройства |
| Квадрокоптер | Аппарат с четырьмя несущими винтами |
| БАС | Весь комплекс: аппарат, управление, связь и наземное оборудование |
| FPV | Способ управления с изображением от бортовой камеры |
Слово «дрон» стало самым универсальным. В авиационном контексте им обычно называют БПЛА, хотя технически дронами могут быть также наземные и водные роботизированные аппараты. Даже американское Федеральное управление гражданской авиации называет малые беспилотные авиационные системы термином UAS, добавляя более привычное слово drone.
Квадрокоптер — гораздо более узкое понятие. Приставка «квадро» указывает на четыре двигателя с пропеллерами. Если винтов шесть, перед нами гексакоптер, если восемь — октокоптер. Все эти устройства относятся к мультикоптерам.
Получается простое правило: квадрокоптер может быть БПЛА, но далеко не каждый БПЛА является квадрокоптером.
Какие бывают беспилотные летательные аппараты
Внешность БПЛА зависит от задачи. Универсальной конструкции, одинаково хорошо подходящей для продолжительного полёта, зависания и работы в тесном помещении, пока не существует.
Самолётный тип
Такой беспилотник использует неподвижное крыло и летит подобно обычному самолёту. Крыло создаёт подъёмную силу при движении вперёд, поэтому двигателю не приходится постоянно удерживать весь вес аппарата в воздухе.
Самолётные БПЛА способны долго находиться в полёте и обследовать большие территории. Их применяют для картографии, мониторинга лесов, сельскохозяйственных угодий и протяжённых объектов. Главный недостаток — невозможность обычного зависания в одной точке.
Мультикоптер
Аппарат поднимается за счёт нескольких пропеллеров. Изменяя скорость отдельных двигателей, полётный контроллер заставляет его поворачивать, набирать высоту или двигаться в сторону.
Мультикоптер может вертикально взлетать, зависать и точно перемещаться на небольшой скорости. Именно поэтому такая конструкция стала основной для съёмки, осмотра зданий и полётов в ограниченном пространстве.
За манёвренность приходится расплачиваться расходом энергии: двигатели непрерывно удерживают аппарат в воздухе. При одинаковой массе и запасе энергии самолётная конструкция обычно летит дольше.
Беспилотный вертолёт
Вместо четырёх или шести небольших пропеллеров используется один крупный несущий винт и система управления его тягой. Такие машины способны поднимать серьёзную нагрузку и долго зависать, однако отличаются сложной механикой и высокой стоимостью.
Гибридный БПЛА
Аппарат вертикально взлетает как мультикоптер, а затем переходит в горизонтальный полёт на крыле. Эта схема объединяет возможность работать без взлётной полосы с экономичностью самолёта.
Цена универсальности — усложнение конструкции. Гибриду нужны дополнительные двигатели или механизм поворота силовой установки, а переход между режимами требует точной работы автоматики.
Где среди них находится FPV-дрон
FPV не определяет форму аппарата. Аббревиатура означает First Person View — «вид от первого лица». Изображение с бортовой камеры поступает на очки или экран пилота, который видит полёт словно из кабины.
FPV-систему можно установить на квадрокоптер, самолётную модель и даже наземную машину. Поэтому FPV-дрон — не отдельный вид БПЛА, а аппарат с определённым способом наблюдения и управления.
Устройство такой системы и её отличие от обычного камерного квадрокоптера мы подробно разбирали ранее.
Как работает БПЛА
Даже самый небольшой беспилотник представляет собой комплекс из нескольких связанных узлов.
Корпус или рама удерживает оборудование и воспринимает нагрузку. Силовая установка создаёт тягу. Полётный контроллер получает данные от датчиков и управляет двигателями. Навигационная система определяет положение аппарата, а радиоканал связывает его с оператором.
Отдельно устанавливается полезная нагрузка: обычная камера, тепловизор, геодезический модуль, датчик состояния атмосферы или оборудование для обследования объектов.
Современный полётный контроллер постоянно выполняет вычисления. Если порыв ветра наклоняет квадрокоптер, датчики фиксируют изменение положения, после чего контроллер корректирует обороты двигателей. Для человека этот процесс выглядит как обычное устойчивое зависание.
Беспилотный не значит полностью автономный
По степени участия человека БПЛА можно условно разделить на несколько групп.
Аппарат с ручным управлением выполняет команды пилота практически напрямую. Автоматизированная модель помогает удерживать высоту, положение и заданный курс. Программируемый БПЛА способен лететь по заранее построенному маршруту, а более сложные системы самостоятельно корректируют его при изменении обстановки.
Граница между этими режимами постепенно размывается. Один и тот же квадрокоптер может взлететь автоматически, двигаться по маршруту, перейти под ручное управление и самостоятельно вернуться к точке старта при снижении заряда.
Однако задание, ограничения полёта и контроль состояния техники по-прежнему остаются ответственностью оператора.
Почему дальность и время полёта — разные показатели
В характеристиках беспилотников встречаются сразу несколько похожих цифр:
- время нахождения в воздухе;
- максимальная длина пройденного маршрута;
- дальность канала управления;
- дальность передачи видео.
Они не заменяют друг друга. Сильный радиоканал не увеличивает запас энергии, а большая батарея не гарантирует устойчивую связь. На продолжительность полёта влияют масса, ветер, температура, скорость, полезная нагрузка и состояние аккумулятора.
Например, для DJI Avata 2 производитель указывает максимальные 23 минуты. Но показатель получен в контролируемой безветренной среде, при постоянной скорости и разряде батареи до принудительной посадки. В обычном полёте пилоту необходим запас энергии для возвращения и безопасного приземления.
Именно поэтому паспортный максимум нельзя воспринимать как гарантированное рабочее время.
Где используют БПЛА
Гражданские беспилотники давно вышли за пределы любительской видеосъёмки. Они создают карты местности, проверяют состояние крыш, мостов и промышленных сооружений, помогают оценивать посевы и находить участки, которым требуется полив.
Спасательные службы используют камеры и тепловизоры для поиска людей. Энергетики обследуют линии электропередачи. Учёные наблюдают за животными и измеряют состояние атмосферы, не отправляя человека в опасную зону.
Один и тот же принцип — полёт без экипажа на борту — объединил десятки совершенно разных машин. Поэтому правильнее считать БПЛА не отдельной моделью устройства, а огромным классом авиационной техники. Квадрокоптер, FPV-дрон и беспилотный самолёт — лишь разные представители этого класса.
