Само название «дроны», ещё недавно притягивающее новизной, уже становится обыденным и привычным. Что за устройства скрываются под этим коротким и не слишком благозвучным термином? Каковы их конструктивные особенности и сфера применения?

Что такое дрон

Слово «дрон» имеет несколько совершенно различных значений. Но к теме нашего повествования наиболее близким является следующее объяснение: дрон - это устаревшее название ворона, принятое в центральной России, а в английском языке означает гудение, жужжание. Т.е. слияние этих двух значений дает основание предполагать, что дрон - это «жужжащая птица».

Теперь становится понятно, почему беспилотные летательные аппараты (БЛА или БПЛА) называют дронами - именно благодаря характерному жужжанию, издаваемому ими при полёте.

Простейшая конструкция дрона и управление БПЛА

Разглядывая иллюстрации и видео в интернете, у многих наших читателей наверняка появилось желание собрать дрон своими руками.

Для создания простейшего, но полноценного дрона вам понадобятся определённые технические знания. Ведь совершенно недостаточно установить на раме пропеллеры с моторчиками и аккумулятором для их питания. Кстати источник питания должен обладать минимальным весом и максимальной ёмкостью. Если в ваши планы входит установка видеокамеры, следует позаботиться и о Bluetooth-модуле, чтобы передавать фото, видео и аудифайлы с летательного аппарата на монитор «пилота». Поскольку эти летательные аппараты бесплотные, то управление ими осуществляется дистанционно посредством беспроводной связи. В простейшем случае для этой цели служит специальный пульт. На нём указано назначение всех кнопок и переключателей. Радиосигналы, сформированные в соответствии с положением ручек управления, поступают на приёмник летательного аппарата. Достаточно 15–20 минут ознакомления, немного тренировки и «пилот» научится летать.

Управление БЛА, предназначенных для выполнения более сложных задач используют наземные станции управления на базе планшетов, сотовых аппаратов и других средств мобильной связи.

Начинающему пилоту надёжнее всего приобрести в магазине стандартный набор уже прекрасно подобранных элементов. Для приобретения навыков управления вполне подойдет модель стоимостью от 50$ . При наличии видеокамеры на аппарате его цена возрастёт до нескольких сот $.

Самыми распространенными являются квадрокоптеры, содержащие четыре пары лопастей. Каждый пропеллер приводится в движение собственным электромотором, питаемым батарей. Встречаются модели с двумя, тремя и даже с восьмью моторами.

Именно от количества лопастей зависит мощность аппарата и стабильность полёта.

Самые, самые

За годы распространения дронов на отечественном и зарубежном рынке появилось большое разнообразие этой продукции. Устройства отличаются размерами, грузоподъёмностью, дальностью, высотой полёта и т.д.

Самый миниатюрный дрон имеет размеры не более монеты. Однако его аппаратная начинка позволяет ему радовать своего владельца непрерывным полётом в течение 5-7 минут.

Большие дроны способны поднимать на высоту в несколько километров достаточно тяжёлые грузы. Их полётная масса достигает нескольких сот килограммов.

Наибольшей популярностью пользуются аппараты средних размеров, способные переносить видеокамеру и вполне умещающиеся в рюкзаке. Миниатюрные модели имеют малую стабильность при полёте, и даже лёгкий порыв ветра способен сбить их с пути.

Есть дроны - игрушки, и есть беспилотники - профессионалы, предназначенные для выполнения очень серьёзной работы.

Применение БЛА в военной сфере

Более полусотни стран имеют на своем вооружении дроны. Выполняемые ими функции многочисленны и разнообразны:

• Прежде всего, это разведка и обозначение целей. Специальное лазерное оборудование позволяет подсвечивать цели, чтобы в дальнейшем с максимальной точностью атаковать ракетами с лазерным наведением. Эффективность такой разведки очевидна. Беспилотники могут двигаться в опасных зонах, достаточно долго находясь в воздухе и подзаряжаясь от солнца.
• Они также могут быть вооружены ракетами и использоваться в ударных целях.
• Выполняют они и транспортную функцию, перебрасывая грузы в нужные районы.
• Беспилотники способны перехватывать информацию от радиолокационных станций и передавать ее на землю.
• Дроны используют для патрулирования границ и береговых линий.

Эти устройства постоянно развиваются и совершенствуются. В дальнейшем возможно создание авиационных отрядов из пилотируемых и беспилотных аппаратов.

Применение БЛА в других областях жизни

Из оборонной промышленности БЛА очень быстро проникли в самые разнообразные сферы нашей повседневной жизни:

• Возможность получения реальных кадров из эпицентра событий без угрозы для жизни оператора, очень активно используется журналистами.
• Прекрасно дополняет репортаж со спортивных мероприятий, видеосъёмка, сделанная вездесущим дроном.
• Беспилотники доставляют медикаменты, и даже оборудование для реанимации в районы стихийных бедствий и военных действий. Управление медицинской аппаратурой осуществляет оператор - медик, находящийся на расстоянии десятков или даже сотен километров от пострадавшего.

• Дроны успешно используются для поиска людей и судов, попавших в аварийную ситуацию.

Этот перечень далеко не полон. Некоторые из перечисленных профессий дронов уже эффективно используются, другие ещё находятся в стадии доработки.

Осторожно, беспилотник

Доступность дронов привела к их массовому распространению не только в официальных структурах, но и среди обычных людей, особенно подростков. Владельцами этих беспилотных авиамоделей может стать каждый желающий.

В ряде случаев воздушные забавы подростков становятся причиной определенных неприятностей:

• дроны забираются на запрещенную территорию;
• беспилотники создают аварийные ситуации, пролетая в непосредственной близости от воздушных особенно пассажирских судов;
• мешают вертолётам тушить лесные пожары.

Закон на страже порядка в воздушном океане

Чтобы избежать подобных ситуаций в марте нынешнего года в России был принят закон, регулирующий использование БЛА . Теперь радиоуправляемые макеты самолетов и детских игрушек с массой не менее 250 г подлежат обязательной регистрации в Федеральной службе безопасности. А владелец этого аппарата, получает статус командира воздушного судна. Ему вменяется обязанность обеспечить безопасность выполнения полетов.

Обладание столь интересной игрушкой, несомненно, подарит вам море положительных эмоций. Постарайтесь использовать свое новое увлечение разумно - приобретайте новых друзей, делайте фотографии уникальных уголков природы, создавайте видеоролики для семейного архива.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя

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.

Короче говоря, я вижу это так: в эволюционной борьбе победили два вида устройств - наиболее эффективно уменьшавшиеся в размерах и другие - неподвижные. Первые дали начало этим самым чёрным тучам. Лично я думаю, что это очень маленькие псевдонасекомые, способные соединяться в случае необходимости, ради каких-то общих интересов, в большие системы. Как раз в виде туч. Так шла эволюция подвижных механизмов.

Станислав Лем «Непобедимый»

Ещё пять лет назад ничто не предвещало беды. Никто не мог представить, что они так плотно войдут в нашу жизнь. Конечно, им ещё далеко до популярности мобильных телефонов, но сомневаться не приходится - прямо перед нашими глазами совершается настоящая революция, которую мы чуть не проморгали. Маленькие и большие, летающие и ползающие, радиоуправляемые и автономные - всё это о дронах.

На сегодняшний день дронам нашли применение во многих областях: киношники снимают видео с высоты птичьего полёта, экстренные службы исследуют опасную местность, интернет-магазины планируют заменить дронами курьеров. А недавно в Майами (Флорида, США) прошёл полуфинал спортивного состязания Drone Racing League, в котором маленькие дроны (вернее, их операторы) соревновались в скорости и правильности прохождения трассы.

Почему дроны так быстро завоевали место под солнцем? Какое применение им уже успели найти, а какое только предстоит? И что вообще такое эти самые дроны? Попробуем разобраться. Одно «но»: чтение статьи может вызвать желание приобрести себе одного из этих жужжащих красавцев. Мы предупреждали.

Что нам стоит дрон построить

На самом деле «дроны» - это обиходное прозвище. У всех этих квадро-, мульти- и прочих коптеров есть своё официальное название: беспилотный летательный аппарат (БПЛА). Но в дальнейшем мы всё-таки будем называть их «дронами» или «беспилотниками» . Как следует из названия, БПЛА - это летательный аппарат, у которого на борту нет экипажа; не важно, управляется он дистанционно или же является автономым роботом. БПЛА делятся на четыре класса: «микро» (до 10 кг веса, 1 час работы и высота полёта до 1 км), «мини» (до 50 кг, несколько часов работы и полёт на высоту до 3–5 км), средние (до 1000 кг, 10–12 часов и высота до 9–10 км) и тяжёлые (весом более тонны, время работы более 24 часов и предел высоты - до 20 км).

Изначально все виды и классы дронов разрабатывались для военных целей. Преимущества очевидны: зачем отправлять на разведку живых людей и подвергать их риску, когда в опасную зону можно послать беспилотник с камерой? Однако дальше произошло удивительное: дроны получили колоссальное распространение в гражданской авиации. Речь, конечно же, идёт о микро-коптерах и мини-коптерах, которые теперь может приобрести любой желающий.

Запуск военного беспилотника с катапульты (Фото: Ministerstwo Obrony Narodowej)

Что же позволяет гражданскому беспилотнику летать и ориентироваться в пространстве? Самое главное - это, конечно же, винты. Наиболее распространены мультикоптеры с 4 винтами - «квадрокоптеры». Винты на одной диагонали вращаются по часовой стрелке, на другой - против часовой. Скорость вращения каждого винта регулирует собственный двигатель. Если ускорить вращение всех четырёх винтов, то квадрокоптер начнёт набирать высоту. Если ускорить винты с одной стороны и замедлить с другой, то он полетит в сторону. Ну а если ускорить винты, вращающиеся по часовой стрелке, и замедлить те винты, что вращаются против часовой, то дрон повернётся. А гироскопы и акселерометры позволяют ему ориентироваться в воздухе и сохранять равновесие.

Дрон марки Phantom III (Фото: Marco Verch)

Тот, кто хочет порулить коптером, но боится разбить его при первой же попытке, стоит обратить внимание на программу-симулятор Aerofly Professional Deluxe. Ох, сколько беспилотников ей удалось спасти от неминуемой аварии…

Дрон не роскошь, а средство доставки

Мы не зря написали в начале статьи о революции - дроны уже проникли во многие сферы, раз и навсегда изменив гражданскую авиацию. Инженеры и изобретатели придумывают всё более изощрённые способы применения беспилотников. Давайте пройдёмся по самым популярным и интересным.

Ещё в 2013 году компания Amazon рассказала об амбициозной идее использовать дронов для доставки товаров в американских городах. Программа Prime Air должна была стать новым способом отправлять товары покупателям. Однако пока технология находится на стадии тестирования, и неизвестно, какое будущее её ждёт. Вряд ли она придёт на смену курьерской доставке, но наверняка займёт свою нишу.

Amazon - первая компания, которая всерьёз взялась за разработку дронов-курьеров для собственных нужд

В марте этого года в продажу поступили беспилотники четвёртого поколения Phantom от компании DJI. Производители снабдили их несколькими режимами работы. Например, в режиме ActiveTrack беспилотник будет следовать за указанной целью; при этом аппарат способен отслеживать препятствия и аккуратно их облетать. Заряда дрона хватит на полчаса работы, а максимальная скорость полёта - до 72 километров в час! Стоимость такой «игрушки» чуть меньше полутора тысяч долларов. В рекламном видеоролике дрона показана одна из сфер применения «Фантома» - одинокий фермер следит за своим скотом.

В это видеоролике показана одна из сфер применения «Фантома» - одинокий фермер следит за своим скотом.

Швейцарский иллюзионист Марко Темпест использовал в своём номере 24 беспилотника. Сложная система позиционирования, разработанная японскими инженерами, позволила дронам координировать перемещения в воздухе. В номере можно увидеть самый настоящий танец дронов: они кружат вокруг иллюзиониста, совместно пускают «волну» и по очереди залетают в один чемодан.

Однако в Книгу рекордов Гиннесса вошло другое выступление. На открытии выставки CES 2016 в воздух поднялась сотня квадрокоптеров, снабжённых светодиодами. В то время как живой оркестр на лужайке исполнял «Тему судьбы» из Симфонии №5 Бетховена, дроны выстраивались в разные фигуры и «перемигивались» всеми цветами радуги.

Выступление дронов на открытии выставки CES 2016. Сомневаться не приходится - дроны станут неотъемлемой частью индустрии развлечений

Пожалуй, самое популярное применение дронов - фото- и видеосъёмка. Операторы телепередач о путешествиях снимают совершенно фантастические виды с высоты птичьего полёта - будь то спокойное море или заснеженная пустошь, бескрайняя степь или оживлённый мегаполис. Если раньше съёмочной группе приходилось арендовать вертолёт, то теперь беспилотники сильно упростили жизнь. А то, что они могут снимать с меньшей высоты, даёт дополнительное преимущество.

Дроны применяются и на съёмках большого кино. Зив Маром, владелец компании по производству беспилотников ZM Interactive, рассказывает: «Мы снимали с их помощью буквально все, от погони на танках до взрывающихся зданий и пролетающих мимо мотоциклов». Нил Фрайд, вице-президент Американской киноассоциации, тоже высказался в поддержку аппаратов: «Беспилотные авиационные системы предлагают теле- и киноиндустрии инновационный и совершенно безопасный способ съёмок. Они открывают новые возможности для создания уникальных и по-настоящему захватывающих воздушных сцен».

Режиссёр и оператор Рэнди Скотт Славин в 2014 году организовал первый в мире кино фестиваль, посвящённый съёмкам с дронов. Так и называется - «Нью-йоркский фестиваль фильмов, снятых с помощью дронов» (New York City Drone Film Festival, NYCDFF). Вот как комментирует применение беспилотников сам режиссёр: «Этот фестиваль - о дронах, которых мы используем в искусстве. Я уверен, что съёмки с беспилотников в будущем будут применяться в каждой сфере». Условия конкурса были очень просты: видео не должно идти более 5 минут и не меньше половины времени должны занимать съёмки с помощью дрона. Всего на фестиваль прислали более 150 видео, из которых 8 победили в разных номинациях.

Знакомый ролик? Это один из победителей фестиваля кино, снятого с помощью дронов

Но беспилотники годятся не только для развлечений. Спасательные службы применяют дронов, чтобы патрулировать местность, следить за животными и искать заблудившихся путников. С помощью беспилотника легко обнаружить очаг лесного пожара или нерадивого рыбака, которого унесло на льдине по реке. Досягаемость сигнала некоторых дронов составляет несколько километров, и зачастую этого хватает, если человека начинают искать. Проблема пропавших без вести волнует не только спасателей, но и учёных: швейцарские инженеры рассказали, как они с помощью нейронных сетей «научили» дрона ориентироваться в лесу. Беспилотник летает на высоте человеческого роста вдоль тропинок, по которым ходят люди. В перспективе эта система позволит быстро найти человека в лесу, особенно если его не видно с высоты за кронами деревьев. Для этого будет достаточно запустить в лес пять-шесть запрограммированных дронов.

В свою очередь, московские пожарные не так давно закупили два квадрокоптера. Пожарные планируют применять беспилотники, чтобы оценивать площадь возгораний и с воздуха обнаруживать их очаги. В теории это позволит не только быстрее тушить пожары, но и предотвращать их дальнейшее распространение. Да и сами пожарные смогут лишний раз не подвергать себя риску. Осталось дождаться внедрения новых технологий.

Компании-производители уже поняли, каким потенциалом обладают беспилотники. Поэтому инженеры начали выпускать дронов, ориентированных на конечного потребителя. Перевозка грузов? Сделаем побольше грузоподъёмность. Видеосъёмка? Вот камера с высоким разрешением. Мониторинг и охрана? Добавим навигацию по GPS и автономность. А если вам надоели чужие дроны, постоянно мельтешащие над головой, то вот вам сеточная пушка, с помощью которой можно сбивать чужие беспилотники.

Robotic Falconry компании The Hiro Lab: дрон, охотящийся на дронов

Почему дроны могут стать проблемой

Количество дронов растёт с каждым днём, и их распространение может вызвать немало проблем. И дело тут вовсе не в том, что все дроны могут в одночасье обернуться против человечества, хотя не стоит исключать и такой поворот. У прогресса всегда две стороны. Беспилотники открыли людям новые возможности в совершенно неожиданной сфере, но общество оказалось не готово к тому, что по улицам города будут летать десятки автоматизированных роботов, выполняющих самые разные операции. Ладно, если один такой дрон просто несёт посылку. А вдруг он за вами следит? Или в посылке бомба?

Кстати, про восстание дронов готовится настоящий фильм

Достаточно привести несколько очевидных проблем, которые появятся вместе с массовым распространением дронов. Во-первых, беспилотники ставят людей в неравные условия. Представьте себе, что вы звезда телеэкрана. Вы сидите дома, уютно пьёте на кухне чай, и вдруг в окне (допустим, первого этажа) видите человека, который вас фотографирует. Самое настоящее вторжение в частную жизнь! И если с фотографом можно худо-бедно договориться, то представьте себе, что вас снимает дрон. Кому он принадлежит? Куда попадут снимки? А если вы его разобьёте, то вам ещё и предъявят претензии за поломку имущества. Похожие случаи то и дело происходили на съёмках седьмого эпизода «Звёздных войн». Фанаты никак не могли дождаться выхода фильма и неоднократно запускали беспилотники прямо на съёмочную площадку. Джей Джей Абрамсу даже пришлось заказать защиту от дронов - систему, которая оповещала бы о приближении беспилотников. То же самое сейчас происходит и с восьмым эпизодом.

Фанаты с помощью дронов сфотографировали съёмочную площадку «Пробуждения Силы» и узнали, что в фильме появится «Тысячелетний сокол»

Во-вторых, кто и как будет контролировать воздушное пространство? Если для самолётов и вертолётов уже существуют свои правила, то в области беспилотников царит полный бардак. Кто будет виноват, если в воздухе столкнутся два дрона? Или, не дай бог, дрон и самолёт? А если дрон залетит на частную территорию? А если даже вам удалось поймать нерадивый квадрокоптер, как опознать его владельца? Именно для решения этих вопросов и была введена массовая регистрация, принятая как в США, так и в России. К регистрации дронов можно относиться по-разному, но она, без сомнения, сделает владельцев беспилотников более ответственными. Так, например, совсем недавно в парижском аэропорту произошло опасное сближение заходящего на посадку самолёта и частного беспилотника. К счастью, ничего страшного не произошло и самолёт всё-таки сел в штатном режиме. Однако полиции ещё предстоит выяснить, откуда там взялся дрон и кто им управлял.

Третья ключевая проблема беспилотников связана со злоумышленниками. Как и везде, в этой сфере есть свои мошенники, взломщики и прочие преступники, стремящиеся получить выгоду любым незаконным способом. Так, например, хакер SkyJack в своём блоге описал взлом беспилотника марки Parrot. Он собрал собственного хак-дрона, снабдив его дополнительным оборудованием и специализированным софтом. Этот аппарат способен перехватить сигнал находящихся рядом дронов, взломать их по беспроводному соединению и получить контроль над управлением и камерой чужого дрона. И всё бы ничего, но с 2010 года было продано более полумиллиона квадрокоптеров марки Parrot. Есть над чем задуматься. Впрочем, проблему можно решить модификацией программного обеспечения.

Дрон марки Parrot, которого смог взломать хакер (Фото: Nicolas Halftermeyer)

Пять самых необычных дронов

Мы написали о самых популярных вариантах использования дронов. Однако существуют ни с чем не сравнимые образцы, достойные отдельного упоминания. Они вряд ли найдут широкое применение, но нельзя не отметить заслуги их создателей. Или хотя бы их фантазию.

Дрон-ховерборд

Канадский изобретатель Каталин Александру Дуру создал ховерборд, который представляет собой мультикоптер с большим количеством винтов. Инженер пролетел на нём почти 300 метров, тем самым установив мировой рекорд. «Почти то, что нужно», - сказал бы Марти Макфлай.

Дрон-пожарник

FAROS - специализированный противопожарный дрон, который умеет ползать по стенам (чтобы проникать в узкие коридоры и проходы) и обладает повышенной огнестойкостью. Кроме того, квадрокоптер хорошо ориентируется в задымлённых помещениях и выдерживает высокие температуры.

Дрон-винтокрыл

XPlusOne - дрон в виде буквы «X», который при взлёте ведёт себя как обычный квадрокоптер. Но стоит ему набрать высоту, и он поворачивается на 90 градусов и летит дальше как самолёт-винтокрыл. В таком режиме XPlusOne способен развить скорость до 100 км/ч.

Дрон-бутылка

Sprite - великолепный дрон, который пригодится любому путешественнику. Его владелец может построить маршрут на мобильном устройстве, и дрон всюду за ним последует. А ещё Sprite не боится пыли, не тонет в воде и обладает складывающимися крыльями. Главное - случайно не налить в него кофе: настолько он похож на обычный термос.

Дрон-кроха

Миниатюрный SKEYE Nano Drone может похвастаться своими размерами - он легко умещается на ладони. Впрочем, пожалуй, это единственное его преимущество. Работает такой микрокоптер не больше 10 минут, зато заряжается от обычного USB.

Дрон номер один, приготовьтесь

Уже совершенно точно можно говорить о том, что дроны повсеместно проникли в нашу жизнь. Они стоят на службе государства, их производят в промышленных масштабах, у них уже есть свой кинофестиваль и свои артистические номера. Казалось бы, что ещё можно придумать для дронов?

Мы уже упомянули спортивные гонки Drone Racing League, но явно появятся и новые виды соревнований дронов. Многие из вас слышали о состязании роботов типа Robot Wars или BattleBots, в которых роботы выводят друг друга из строя различными способами: то опрокидывают, то бьют молотами, то ещё как-то. Если перенести соревнования по уничтожению роботов в воздух, снабдить это препятствиями и транслировать на экраны с видом «от первого лица», то получится захватывающее шоу!

В индустрии развлечений дроны могут стать подспорьем для светового шоу. Запрограммированный рой квадрокоптеров может показывать сложные фигуры, синхронно выстраиваясь в определённом порядке. Это будет похоже на огромную живую гирлянду. Что-то подобное было на выступлении Intel, но если дронов будет больше, а фигуры станут сложнее? Только представьте открытие Олимпийских игр, на котором в воздухе кружат сотни дронов!

Чтобы справиться с целым роем дронов, нужно разрабатывать и совершенствовать алгоритмы управления. Уже сейчас существуют программы, способные синхронизировать аппараты в воздухе. В будущем наверняка будет сделана ставка на разработку программного обеспечения, которое позволит оперативно управлять коптерами и выполнять масштабные задачи. Например, синхронизировать дронов друг с другом, чтобы снимать панорамное видео.

Вообще, профессия оператора и разработчика систем управления БПЛА станет гораздо актуальнее. Появятся курсы по управлению и программированию беспилотников, где любой желающий сможет освоить работу с дроном. Некоторые компании, работающие с большим количеством аппаратов (например, тот же Amazon и его служба доставки), откроют вакансии операторов, которые должны будут следить за работой беспилотников.

Не обойдётся и без учёных, которые будут специализироваться на машинном обучении дронов. Что, если в квадрокоптер с камерой загрузить программу, способную анализировать лицо человека по мгновенной фотографии и искать соответствия в полицейской базе данных? Каждый полицейский участок получит по паре десятков дронов на район, которые будут заняты патрулированием улиц и ведением съёмки. Где-то произошло преступление - и вот оно уже зафиксировано на камерах. Кстати, полиции тоже нужны будут профессиональные операторы дронов.

Надоедливые дроны из City 17 (Half-Life 2)

А если развивать несколько параноидальную тему слежки, то можно представить себе технологию, которая соединит дронов с городской сетью. Уже сейчас улицы крупных мегаполисов пронизаны сотнями камер, а что, если эти камеры будут ещё и летать? Появится целая инфраструктура, способная отслеживать местонахождение людей и их поведение. Если дронов чем-нибудь вооружить (да хотя бы шокером), они смогут предотвращать крупные беспорядки. Быстрые и манёвренные аппараты смогут первыми прибывать на место преступления. А шансы скрыться у преступника существенно понизятся, если дрон сможет оперативно получать информацию с соседних камер слежения и вычислять маршрут убегающего.

Технология беспилотников откроет настоящую гонку вооружений. Злоумышленники наверняка проявят изобретательность. Откроются «левые» фирмы, в которых можно будет получить поддельный идентификатор для регистрации дрона. Ваш беспилотник поймали? А он вовсе и не ваш, оказывается. Хакеры наверняка попытаются получить доступ к фото- и видеоматериалам с официальных патрульных дронов. Воры начнут охотиться за дорогими моделями беспилотников, а также за грузом, который те будут доставлять. Конкурирующие фирмы пойдут на всё, чтобы сбить аппарат другой компании или как-то иначе ему навредить.

Кстати, насчёт последнего - уже сейчас вовсю ведётся разработка устройств, направленных на выведение дрона из строя. Начиная от банального коптера-перехватчика, который захватывает неприятеля в сеть (такие уже использует японская полиция), и заканчивая специализированным ручным противодроновым орудием SkyWall, больше напоминающим ракетницу из видеоигры. Оно может стрелять как сеткой, так и ЭМИ-зарядом на расстояние до 100 метров и снабжено системой интеллектуального захвата цели. Наверняка в будущем появятся специализированные самонаводящиеся ракеты, которые будут сбивать дронов-нарушителей.

Пушка для отстрела дронов весит почти 10 килограммов. На перезарядку уходит 8 секунд

Самое страшное произойдёт, если дронов начнут применять при организации терактов. Беспилотник может запросто обойти металлоискатели, влетев в открытое окно помещения или зайдя на площадку с воздуха, а сам террорист будет управлять им с безопасного расстояния. А в случае готовых алгоритмов террористу даже не понадобится пульт управления - достаточно включить дрон, нажать несколько кнопок, и взрывчатка, замаскированная под груз, будет активирована в нужное время. Пугающая перспектива. Надеемся, что и у спецслужб найдётся чем перебить эту карту.

* * *

Описанные выше примеры - лишь капля в море. Каждый день в мире находят всё новые и новые применения дронам. Прогресс неумолим. Конечно, не стоит ждать, что завтра же «Почта России» массово перейдёт на квадрокоптеры и будет доставлять посылки из отделения с помощью жужащих почтальонов. И дело тут вовсе не в том, что в нашу страну технологии приходят с некоторым запозданием. Само общество ещё не готово к тому, что в небе то тут, то там будут мельтешить дроны - а ну как он на голову упадёт?!

Но рано или поздно будущее всё равно наступит, и к нему стоит подготовиться. Так что если вы заинтересовались беспилотными летательными аппаратами, то сейчас самое время, чтобы начать их изучать и конструировать. Или готовить разумные законы, регулирующие их использование.

Задаваясь вопросом "что такое дрон?", многие практически точно сами знают ответ. Эти устройства также известны как беспилотники и получили достаточно широкое распространение лишь недавно. Но все же стоит рассмотреть их поподробнее.

Что такое дрон?

Если технику практически всегда можно починить или заменить, то высококвалифицированные и узкоспециализированные человеческие ресурсы трудновосполнимы. Именно поэтому человечество так рьяно двигает вперед отрасли, результаты работы которых в будущем могут сделать работу людей более безопасной. Примером может служить робототехника, одним из детищ которой стал особый многофункциональный аппарат. Итак, что такое дрон? Обычно под этим подразумевают беспилотный управляемый дистанционно, но есть и более широкое понимание термина. Дроны не обязательно летают, но их общей чертой является нацеленность на выполнение определенной задачи без участия человека или с его минимальным вмешательством. Неудивительно, что изначально БПЛА использовались только военными.

История появления и развития

Автором самой идеи о дистанционно управляемых устройствах стал, что неудивительно, Никола Тесла. В 1899 году он продемонстрировал сконструированное им управляемое судно. Его идеи продолжил в 1910 году молодой американец Чарльз Кеттеринг, намеревавшийся разработать летательный аппарат, который бы выполнял работу с помощью часового механизма. К сожалению, можно констатировать, что он потерпел неудачу.

Считается, что первый БПЛА был разработан в Великобритании для военных целей в 1933 году. Для этого был использован отреставрированный биплан, правда, из трех устройств только одно успешно завершило полет. В дальнейшем машины постепенно совершенствовались, появлялись новые способы управления и контроля за их деятельностью. Исследования и разработки активно продолжались во время Второй мировой войны и после нее. Более или менее успешными результатами можно назвать появление знаменитых "Фау-1" и "Фау-2". В СССР велись аналогичные разработки.

Помимо сугубо военных целей, БПЛА также использовались для тренировки будущих солдат. Но не стояла на месте, и ведущие державы продолжали разрабатывать оружие, которое могло бы сдержать противника. В какой-то момент СССР даже стал лидером по объемам производства БПЛА. Однако затем США вырвалась вперед, поскольку в войне с Вьетнамом потери ее авиации были слишком уж велики - беспилотники пришли на помощь.

Несмотря на свою изначально военную "природу", БПЛА нашли и свое гражданское назначение. В новом качестве они получили и более короткое обиходное название - дроны, которое стало даже более распространенным, чем аббревиатура. Кстати, оно напрямую связано с их деятельностью, ведь в переводе с английского drone - "шмель", или глагол "жужжать". Переквалификация также дала дополнительный толчок их развитию, ведь гражданские радиоуправляемые дроны имеют массу возможностей. Но для каждого назначения нужны свои особенности, так что робототехника все так же не стоит на месте. Итак, похоже, вопросов, что такое дрон, не осталось. Какие же они бывают?

Виды

Как правило, дроны различают по размеру и особенностям управления. По первому критерию существует 4 категории:

1. Микро. Устройства этой группы весят до 10 килограммов. Они способны на непрерывный полет в течение часа на высоте до 1 километра.
2. Мини. 10-50 килограммов, ограничение высоты - 3-5 километров, длительности полета - до нескольких часов. Более легкие устройства этой категории еще могут относиться к гражданским, далее - нет.
3. Средние. Масса до 1 тонны, длительность полета - 10-12 часов, максимальная высота - 9-10 километров.
4. Тяжелые. До суток в полете на высоте до 20 километров.

По особенностям их функционирования можно выделить такие:

• неуправляемые;
• автоматические;
• дистанционно управляемые.

Типовое устройство

Стандартная конструкция БПЛА предусматривает спутниковый навигационный приемник, а также гироскоп и акселерометр. Кроме того, в устройстве обязательно есть программируемый модуль. Для написания алгоритмов работы используются языки высокого уровня: Си, Си++, Модула-2, Оберон SA или Ада95.

Если же необходимо еще и сохранять и пересылать оператору некие сведения, то в конструкцию включают и передатчик. Любое другое оборудование добавляется в зависимости от целей использования. У управляемых дронов также в наличии должен быть приемник команд и передатчик телеметрической информации.

Назначение

Целей, для которых может быть использован летающий дрон, огромное множество. Помимо уже упомянутого военного назначения, они занимаются аэрофотосъемкой, мониторингом безопасности. Отраслей, имеющих в своем арсенале такие аппараты, большое количество: сельское хозяйство, рыболовство, лесоохрана, картографирование, энергетика, геология, строительство, СМИ и т. д. Уже сейчас разработчики ищут пути, как обеспечить с помощью беспилотников доставку различных грузов, наладить надежную связь с удаленными районами и при этом сократить затраты на топливо и обезопасить окружающую среду. Одним словом, проблем у производителей довольно много, поскольку спрос на некоторые функции уже есть, а предложения в ответ пока нет. Так что потенциал огромен.

Фотосъемка

Отдельно стоит сказать о новом хобби, возникшем благодаря широкому распространению БПЛА. Речь идет о фотосъемке с таких углов, которых раньше достичь было невероятно трудно. Летающий дрон с миниатюрной камерой позволяет взглянуть на привычные достопримечательности с совсем другой точки зрения и увидеть их по-новому. А самые удачные кадры регулярно участвуют в специальных конкурсах под эгидой влиятельных журналов, например, National Geografic.

Мультикоптеры

Существует категория которые часто рассматриваются отдельно ввиду отличий в конструкции. На самом деле, дрон-квадрокоптер не так уж отличается от обычных БПЛА, он лишь имеет большее количество винтовых систем - в данном случае четыре. Именно эта конструкция стала наиболее популярной среди гражданских беспилотников. Однако серьезной проблемой стало обеспечение безопасности их полетов, поскольку при внезапной разрядке батареи с высоты в 0,5-1 километра даже достаточно легкий аппарат может причинить людям травмы, поэтому рекомендуется не только пройти специальные курсы по управлению БПЛА, но и соблюдать специальные правила.

Среди устройств, имеющих полезное практическое применение, есть место игрушкам и развлечениям. Так, несколько лет назад крупный производитель Parrot представил беспилотник-дрон, выполняющий роль надежного будильника. Как только наступало время пробуждения, он убегал или улетал от хозяина, и выключить его можно было, только поймав, что существенно усложняло задачу снова уснуть. Так что подобное устройство может не только быть полезным, но и развлечь, смотря на что хватит фантазии.

Одному например, пришла в голову идея воздать почести своему коту, погибшему под колесами автомобиля, сделав оригинальный квадрокоптер. Животное носило при жизни имя в честь одного из братьев Райт, а после смерти к его чучелу были приделаны винты, а вся конструкция была представлена публике на одной из выставок современного искусства в 2012 году. Реакция была неоднозначной, но это событие вызвало широкий. И если этот дрон-квадрокоптер в виде кота - вероятно, не лучшая идея, всегда есть возможность придумать что-то свое.

Доступность

Ограничений на продажи гражданских моделей не существует, хотя боевой дрон приобрести, конечно, так просто не удастся, так что те, кто хочет делать фото и видео с высоты, привычной птицам, наблюдать за транспортной обстановкой или использовать еще какие-то функции этих устройств, могут осуществлять это свободно. Некоторые энтузиасты предпочитают делать их своими руками, особенно если есть соответствующие знания. Сконструировать летающий дрон с камерой - не такая уж сложная задача для умельцев, в крайнем случае его всегда можно заказать, благо, цены на модели достаточно демократичны - средняя стоимость колеблется в районе 300 долларов США. Есть и более дешевые образцы, которые могут буквально уместиться на человеческой ладони.

Противники

Несмотря на то, что устройства категории "беспилотник/дрон" приобрели широкое распространение совсем недавно, уже появилось много людей, выступающих за ограничение или даже запрет этих приборов. Они аргументируют свою позицию тем, что БПЛА, наводнившие города, не только создают лишний шум, но и могут производить фото- и видеосъемку сквозь окна зданий, таким образом вторгаясь в частную жизнь. Пока противники проявляют недовольство в основном в США, но серьезных разговоров о законах, регулирующих деятельность дронов, не ведется. Тем не менее, спрос рождает предложение - кое-какие производители уже продают приборы, определяющие наличие летательных аппаратов в определенном радиусе. Сенсор отличает прибор от птиц по характеру движения и издает специальный звуковой сигнал, ну, а как поступить с незваным "гостем", решает уже сам хозяин.

Производители

Если говорить о категории "боевой дрон", то мировым лидером в этой сфере, бесспорно, будет Израиль. Он же, разумеется, является ведущим экспортером, занимая, по некоторым оценкам, около 40% международного рынка. Страны с большой долей ВПК, такие как США и Россия, заключают с израильскими агентствами контракты на совместную разработку устройств.

Еще одним серьезным игроком на рынке является Иран. По мнению экспертов, последние разработки местных производителей вполне способны конкурировать с продукцией Израиля. Достаточным количеством моделей различного назначения может похвастаться и аргентинская армия.

Перспективы развития

Боевое будущее дронов не вызывает сомнений - они в любом случае найдут применение. Что же касается гражданских устройств, перспективы еще более любопытны. Согласно открытой информации, собранной организациями Евросоюза, к 2020 году потребительский спрос на БПЛА будет распределяться по отраслям следующим образом: 45% придется на госструктуры, 25% - пожарным, 13% - сельское хозяйство и лесничество, 10% займет энергетика, 6% - обзор земной поверхности и оставшийся 1% - связь и вещание.

Однако уже сейчас многие конструкторские бюро думают о том, как может быть организована доставка дронами. При этом нужно решить достаточное большое количество задач: от проблемы достаточной грузоподъемности и времени автономной работы до вопроса экологичной утилизации. Но в общем и целом это направление робототехники является более чем перспективным.

В России

В РФ старые разработки времен СССР были закономерно по тем или иным причинам утрачены, так что фактически эту отрасль пришлось осваивать заново. В 2009 году был заключен контракт с израильской фирмой на закупку БПЛА, но позднее было решено разработать дроны России самостоятельно. На эту цель Минобороны выделило 5 миллиардов рублей, но инвестиции не принесли желаемого результата - аппараты просто не выдержали программу испытаний.

В 2010 году компания "Транзас" выиграла тендер на НИОКР по созданию БПЛА, тем более что она уже имела опыт таких разработок. Дальнейшие события, касающиеся успешности разработок, - в некоторой степени закрытая информация. В 2012 году стало известно об успешном прохождении испытаний моделью под названием "Орлан-10". После участия в нескольких учениях образец получил высокие оценки и хорошие отзывы военных, но этот аппарат предназначен лишь для малой дальности, так что разработки ведутся еще в нескольких направлениях, чтобы дроны России также могли получить ударное назначение и успешно охранять границы от возможных угроз.

В 2014 году должны были пройти испытания БПЛА средней дальности, а также опытных образцов взлетной массы от 10 до 20 тонн. Также публике был показан разведывательный комплекс "Искатель", получивший ряд замечаний, но в общем и целом признанный очень перспективным. Также сообщалось о производстве модели "Форпост" на одном из предприятий РФ совместно с Израилем.

Несмотря на все проблемы, отрасль имеет хороший потенциал, но, к сожалению, российские дроны вряд ли получат в ближайшее время "второе дыхание" в виде перепрофилирования на гражданские специальности. Крупных производителей аппаратов для широкого населения нет и пока не предвидится.

Как устроен дрон? По какому принципу работает? Для всех, кто хоть немного интересуется робототехникой, - это актуальные вопросы. В свою очередь, предлагаем на них максимально подробные ответы. Итак, начнем с самого начала.

Что такое дрон?

Так называют летательные аппараты, управляемые либо человеком дистанционно с помощью пульта, либо посредством бортового компьютера (последние обычно предназначены для выполнения военных или других специальных задач). Термин «дрон» изначально возник, скорее, как шутливое прозвище и не являлся полноценным научным понятием. Дронами (в переводе с английского «трутень») еще в прошлом веке называли авиационную технику из-за специфического шума двигателей, напоминавшего гул пчелиного улья. Сейчас данный термин используется в основном в публицистике; в профессиональных кругах более популярны понятия «беспилотный летательный аппарат» или просто «беспилотник».

Виды дронов

Современные модели беспилотников очень разнообразны. Между собой они отличаются в первую очередь своим предназначением. К примеру, бывают коммерческие дроны (еще их называют гражданскими). Эти летательные аппараты выполняют общественно полезные функции - перевозят грузы, удобряют поля, помогают в строительстве зданий, в научных исследованиях и т.д. Другая крупная категория дронов - потребительские. Сюда входят различные игрушечные дроны. Они предназначены для развлечения на досуге, с их помощью можно, например, устроить настоящие гонки или снимать интересные видео с высоты птичьего полета. Третья крупная группа включает в себя военные или боевые беспилотники. Они характеризуются более сложной конструкцией и способны выполнять куда больше функций по сравнению с другими своими «собратьями». Отметим, что далее в этой статье будут рассматриваться дроны именно первых двух категорий. Как уже говорилось выше, военные модели сильно отличаются и их лучше рассматривать отдельно.

В 2014 году Федеральное управление гражданской авиации США разделило дроны по классам. Каждый класс соответствует классу воздушного пространства, в котором беспилотник способен летать. Так, класс G включает в себя аппараты, способные подняться на высоту до 360 метров. К классам В, С, D относятся дроны, летающие на высоте до 3000 метров. Класс А - это беспилотники, покорившие высоту от 5400 до 18 000 метров над землей.

Из каких элементов состоит дрон?

Конечно, каждый беспилотник по-своему уникален, но все же есть несколько основных элементов, которые присутствуют в конструкции любого такого устройства. Среди них:

• рама;
• полетный контроллер;
• двигатели;
• пропеллеры;
• регуляторы оборотов;
• аккумуляторы.

Рама - это основа любого беспилотника. К ней крепятся все остальные элементы. От того, насколько она прочна и надежна, зависит общий срок эксплуатации дрона. Изготавливают раму из полимеров или сплавов легких металлов. Также могут использовать карбон или другие материалы, отличающиеся легкостью и прочностью одновременно.

Полетный контроллер является, по сути, «мозгом» дрона. Он принимает сигналы, исходящие от пульта управления (или бортового компьютера) и перенаправляет их в двигатели или другие элементы конструкции. Чем больше сигналов способен принять контроллер, тем больше функций способен выполнить дрон в целом. В свою очередь, на количество принимаемых сигналов влияет количество датчиков, встроенных в полетный контроллер.

У разных дронов полетный контроллер может состоять из разных элементов, но все же есть определенный базовый набор, обязательный для любого беспилотника. Он включает в себя:

• главный процессор - принимает и обрабатывает команды;
• барометр (датчик, определяющий высоту полета аппарата);
• акселерометр (устройство, измеряющее ускорение аппарата);
• гироскоп (датчик, определяющий положение дрона в пространстве);
• стрелка направления (указывает направление, в котором должен лететь дрон);
• GPS-навигатор (определяет географическое положение дрона);
• Wi-Fi;

Двигатели, пропеллеры и регуляторы оборотов. Элементы конструкции, отвечающие за полет дрона. Обычно конструкцией предусмотрено четыре двигателя, каждый из которых присоединен к пропеллерам. Регуляторы оборотов задают скорость дрона, исходя из данных, полученных от полетного контроллера.

Аккумуляторы. Очевидно, что этот элемент конструкции обеспечивает функционирование всех элементов дрона. От емкости аккумуляторной батареи также зависит максимальная высота, на которую способен подняться беспилотник. Большинство коммерческих и потребительских дронов не отличается большими размерами, аккумуляторы, встроенные в них, также невелики. Из-за этого не удается обеспечить значительную продолжительность их полета. Решение этой проблемы является одной из приоритетных на данных момент.

Как летает дрон?

Коммерческие и потребительские дроны в подавляющем большинстве управляются посредством пульта (среди военных встречаются и полностью автоматизированные). Пульт настроен на определенные каналы (минимальное их количество - четыре), через которые направляет сигналы в полетный контроллер дрона. Последний, обработав сигнал, перенаправляет его на регулятор оборотов, который задает дрону нужную скорость путем вращения пропеллеров.

Кстати, все пропеллеры дрона вращаются в разных направлениях (одна пара по часовой стрелке, другая - против нее). Только так можно обеспечить максимальную стабильность полета. Параметры вращения пропеллеров также определяют специфику полета. Например, если все винты работают с одинаковой скоростью - аппарат взлетает. Если один из пропеллеров работает быстрее - дрон слегка наклоняется и двигается в заданном направлении. Если же сразу два пропеллера заработали быстрее - дрон поворачивается в заданную ими сторону.

В качестве послесловия

Из описанного выше становится понятно, что принцип работы дрона довольно прост. Имея достаточные познания в инженерии, можно сконструировать собственный беспилотник в домашних условиях. Опять же, подчеркнем, что только человек с хорошими инженерными навыками сможет справиться с этой задачей. Для таких специалистов, кстати, есть даже специальный ресурс (ecalc.ch), позволяющий спроектировать макет дрона и продумать принцип его действия в режиме онлайн.

Рассказать друзьям