Как выбрать коптер. Готовимся к полётам

Физика полёта

Современные коптеры, несмотря на всю свою набортную электронику и техническое совершенство, по-прежнему остаются конструкциями с массой механических узлов. И их полёт в первую очередь определяют законы физики, которые необходимо учитывать при выборе модели.

Определяющими поведение в воздухе параметрами коптера являются его размер и количество винтов.

Размер

Размер коптера – основополагающая характеристика. От неё зависит практически всё остальное: цена, поведение модели в полёте, скорость, грузоподъёмность, наличие определённых функций, простота управления, ориентация на ту или иную аудиторию.

Размеры коптера определяются двумя способами. Формальный – это расстояние между осями двигателей (в миллиметрах), расположенных по диагонали. Субъективный метод – распределение моделей по классам: большие коптеры, средние коптеры, малые и нано-коптеры. Никакой точной взаимосвязи между этими двумя способами не существует, однако, традиция, сложившаяся на рынке, называет малыми и нано-коптерами аппараты с расстоянием между моторами до 200-250 миллиметров, средними – с расстоянием от 250 до 500-700 миллиметров и большими – с расстоянием от 700 миллиметров. Все размерные классы имеют свои достоинства и недостатки.

Так, нано-коптеры и малые коптеры в первую очередь привлекают невысокой ценой, а также размерами – их легко можно транспортировать в небольшой сумке, рюкзаке, даже кармане (отдельные миниатюрные модели). Небольшой размер не позволяет ставить на малые коптеры мощные моторы и ёмкие аккумуляторы – поэтому этот класс аппаратов не отличается скоростью, манёвренностью, максимальной высотой и длительностью полёта. Однако низкая скорость и манёвренность позволяет начинающим пилотам лучше воспринимать коптер в полёте и упрощает управление им. Размеры и масса малых и нано-коптеров не дают возможности размещать в их корпусе много электроники – поэтому такие модели часто лишены камер, GPS-модулей и так далее. Кроме того, лёгкость конструкции не даёт им возможности бороться с порывами ветра – поэтому малые и нано-коптеры лучше использовать в помещении и на крытой площадке. Наконец, отметим, что миниатюрные узлы малых и нано-коптеров (особенно винты и ажурные элементы конструкции) меньше ломаются при столкновениях в полёте или падениях на землю.

Среднеразмерные коптеры – самый распространённый класс на рынке. И хотя их цена, конечно, выше, чем у малых коптеров, разнообразие производителей позволяет найти варианты с наиболее оптимальным соотношением стоимости, качества и возможностей.

Размеры этих моделей уже не ограничивают конструкторов в установке всех необходимых электронных модулей. Также среднеразмерные модели могут обладать достаточно мощными аккумуляторами, хорошими моторами и даже видеооборудованим профессионального класса. В среднеразмерных коптерах используются самые разные материалы. Всё это в совокупности влияет на конечную стоимость модели, позволяя выпускать на рынок как бюджетные, так и премиальные аппараты.

Разница между моделями среднеразмерных коптеров не позволяет однозначно сказать нам, насколько высока скорость и длительность их полёта. Однако можно говорить о том, что этот размерный класс обладает хорошей устойчивостью и манёвренностью. Среднеразмерные коптеры не боятся ветра, но не слишком «любят» столкновения и падения – поэтому нередко имеют защитные элементы в своей конструкции.

Основное достоинство больших коптеров – грузоподъёмность. Это позволяет использовать в их конструкции ёмкие аккумуляторы, ударопрочные материалы, несколько мощных моторов, а также особые модули для транспортировки грузов (массой в 2-3 раза превышающих сам коптер) или качественные подвесы для профессионального видеооборудования (видеокамер, зеркальных фотоаппаратов…). Высокая стоимость больших коптеров, необходимость юридического сопровождения их использования, а также сложности в управлении делает такие аппараты практически бесполезными для любителей.

Винты и моторы

По количеству используемых в конструкции моторов коптеры подразделяются на трикоптеры (три мотора), квадрокоптеры (четыре), гексакоптеры (шесть) и октакоптеры (восемь).

Большее количество моторов делает коптер более устойчивым в полёте и страхует его от моментального падения в случае отказа одного из винтов. При этом, гексакоптеры и октакоптеры менее манёвренны, сложнее в управлении, требуют использования более технически сложных пультов управления и потребляют больше энергии аккумуляторов. Наконец, они банально дороже.

Поскольку традиционная схема полёта предполагает парную работу моторов (например, в квадрокоптере два винта крутятся по часовой стрелке, два – против), трикоптеры демонстрируют заметно меньшую устойчивость курса. Квадрокоптеры же получили наибольшее массовое признание – как оптимальный вариант по соотношению устойчивости, цены и надёжности. Впрочем, гексакоптеров на рынке тоже немало – их плавный и стабильный полёт высоко ценится там, где нужно снимать с воздуха качественное видео.

Моторы всех современных моделей коптеров делятся по конструкции на два типа: коллекторные и бесколлекторные. Коллекторные моторы более дёшевы (за счёт отсутствия электронных блоков управления), но менее мощны и склонны к быстрому износу. Они не могут противостоять агрессивной среде, греются при работе и требуют периодической замены ротора. Бесколлекторные моторы вообще не имеют ротора, они крайне надёжны, обладают высоким крутящим моментом, не подвержены нагреву во время работы и не создают радиопомех. За это они расплачиваются (в прямом смысле слова) более высокой себестоимостью – что вносит свой вклад в общую сумму покупки коптера.

Особенности конструкции

RTF (Ready to Fly) – это модели, полностью собранные и укомплектованные производителем. Они не нуждаются в сборке и настройке, но не позволяют себя модернизировать.

В комплекте BTF (Bind to Fly) у коптеров отсутствует пульт управления – что подразумевает, что будущий владелец уже имеет таковой. Такие коптеры хороши в качестве запасного.

Широкое поле для самодеятельности открывают модели группы ARF (Almost ready to fly), где комплектность может варьироваться в широких пределах. Тут может продаваться и просто разобранный на детали аппарат, и набор основных деталей (моторы, электроника, аккумуляторы), и узлы для сборки рамы. Комплекты ARF хорошо подходят для увлечённых авиаделом энтузиастов, готовых самостоятельно формировать список нужных их коптеру характеристик и возможностей.

Техника полёта

Благодаря развитию электроники, возможности современных коптеров теоретически бесконечны. Однако рыночные законы всё же налагают свои ограничения, связывая те или иные опции и функции с ценой модели. Мы постарались показать – что именно могут предложить с точки зрения функциональности представленные в магазинах модели коптеров и как это отразится на их стоимости.

Быстрее, выше, дольше, дальше

Помимо размера модели и основных физических параметров её конструкции, покупатель должен обратить внимание на следующие характеристики: потолок высоты, скорость в воздухе, дальность управляемого полёта и максимальное время пилотирования.

Так, потолок высоты коптеров может достигать 1000 метров, однако, реальных задач, где это требуется немного – и среди любительских их точно нет.

Скорость полёта коптеров обычно указывается в метрах в секунду, что легко можно перевести в привычные километры в час путём умножения числа на 3,6. Скорость полёта важна для гоночных коптеров – специальных моделей, созданных для соревнований. К этому классу аппаратов относятся коптеры, способные за секунду пролетать от 25 метров (от 90 километров в час). Разумеется, размерно такие модели могут быть только средними – малым не хватит мощности моторов, а большим – помешает масса. Стоимость гоночных коптеров начинается от 25 000 рублей. Максимальная скорость может достигать 34 метров в секунду (120 километров в час). В целом, нужно отметить, что высокая скорость полёта требует от пилота хорошей концентрации и подготовки – поэтому новичкам лучше выбирать модели «помедленнее».

Время полёта коптера напрямую зависит от мощности и количества его моторов, массы, ёмкости установленных аккумуляторов. На одном заряде штатных батарей современные модели могут держаться в воздухе от 5 до 60 минут. Отметим, что «время полёта» - опция весьма «дорогая» и сильно влияет на стоимость аппарата. Кроме того, нужно знать, что указывая длительность полёта, производитель пользуется некой «эталонной» цифрой. В реальности она, конечно, может быть меньше из-за погодных условий, ветра и дополнительной нагрузки на коптер.

Дальность пилотируемого полёта коптера напрямую зависит от радиуса действия пульта дистанционного управления или устройства, которое его заменяет. Огромную роль тут имеет канал связи – радио или технология Wi-Fi. Оба способа имеют свои достоинства, о которых нужно поговорить поподробнее.

Тонкости управления

При управлении коптером по каналу Wi-Fi в качестве пульта управления используется планшетный компьютер или смартфон, где установлена соответствующая фирменная утилита производителя летательного аппарата. Она рисует на экране элементы управления, которыми можно пользоваться с помощью сенсорного дисплея.

К достоинствам такого способа можно отнести универсальность, простоту, а также возможность передачи по каналу Wi-Fi не только команд управления, но и видеопотока – что превращает смартфон или планшет не только в пульт, но и видоискатель со связью в реальном времени.

Недостатки у Wi-Fi тоже есть. Это, в первую очередь, радиус действия, не позволяющий коптеру удаляться от пилота более, чем на 100-200 метров (это в идеальном случае! На практике – 20-70 метров). Кроме того, управлению через сенсорный экран часто не хватает точности, чувствительности и скорости реакции (особенно при управлении по картинке с камеры). Наконец, фирменное приложение для смартфона или планшета может содержать ошибки – что приведёт к его остановке и потере коптером управления в самый неподходящий момент.

Использование специального пульта и радиоканала снимает большинство вопросов управления. Во-первых, увеличивается радиус действия – вплоть до 5-7 километров. Во-вторых, механические элементы пульта дают «живые» ощущения при управлении, улучшают скорость реакции, их чувствительность достаточна для любых маневров.

К «недостаткам» радио-пультов можно отнести их качество – точнее, колоссальную разницу в качестве худших и лучших образцов. Выбирая коптер с управлением по радиоканалу, необходимо внимательно изучить идущий в комплекте с ним пульт и выяснить – какие ещё пульты совместимы с этой моделью. Помните, что даже к неудобному и плохому по качеству пульту можно привыкнуть – и в будущем эти навыки помешает вам работать на хорошей профессиональной модели. К важным характеристикам пультов управления относится количество обслуживаемых каналов. Каждый канал отвечает в коптере за одну функцию. То есть, для управления полётом коптера достаточно четырёх каналов (газ, тангаж, крен, курс), а для полноценной работы с аппаратом, обладающем большинством современных функций и камерой – не менее восьми.

Видео и фото

Видеосъёмка (фотосъёмка) и видеонаблюдение с воздуха – одна из основных задач, ради решения которой покупают коптер.

Представленные на рынке модели делятся на четыре основные группы: аппараты без камер, со встроенной камерой, со съёмной камерой в комплекте и с механизмом крепления сторонней камеры. Первая группа в разрезе видеосъёмки нас, разумеется, не интересует – такие коптеры предназначены для развлечения, тренировок и участия в спортивных мероприятиях.

Встроенная камера обычно используется в конструкции коптеров малого размерного класса. Её разрешение обычно не превышает 5 мегапикселей, а качество фото- и видеосъёмки весьма невелико. Однако общее представление о возможностях съёмки с воздуха она даёт, а кроме того – позволяет управлять аппаратом в режиме вида от первого лица.

Встроенные камеры в средних коптерах тоже встречаются. Тут их качество выше, а разрешение может достигать 10-16 мегапикселей. Они пишут видео в Full HD, однако стабилизация изображения если и есть – то крайне слабая.

Использование внешней камеры – сторонней или идущей в комплекте – даёт съёмке с коптера сразу несколько преимуществ. Среди них: возможность тонкой настройки параметров камеры (режимы съёмки, разрешение, декодеры, чувствительность…) как отдельного устройства, более высокое качество изображения (в случае камер сторонних производителей – значительно более высокое). Кроме того, внешняя камера может монтироваться на кардановый подвес с трёхосевой гироскопической системой. Он обеспечивает высокий уровень стабилизации, что выводит качество записи на профессиональный уровень.

К особенностям внешней камеры необходимо отнести следующие факторы. Во-первых, нужно учитывать грузоподъёмность коптера. Во-вторых, покупка коптера и камеры по отдельности заметно увеличивает общий бюджет покупки. В третьих, при установке сторонней внешней камеры нужно учитывать совместимость её крепления к креплением коптера.

За дело берётся автоматика

Помимо лётных характеристик, наличия или отсутствия камер и качества пультов управления современные коптеры отличаются друг от друга электронной «начинкой» и возможностями, зависящими от неё.

Так, сенсоры, барометр и модуль GPS обслуживают работу автопилота современных коптеров. Этот автопилот умеет удерживать аппарат на заданной высоте, безопасно сажать его на землю, возвращать коптер к точки старта в случае потери связи с пультом управления.

Кроме того, электроника коптеров позволяет прокладывать по картам маршруты полёта, кружиться вокруг наземных объектов, следовать за пользователем, ведя при этом съёмку. Некоторые коптеры дают пользователям возможность самостоятельно изменять их прошивку, добавляя новые опции.

Отметим, что возможности автопилота одинаково полезны как для новичков пилотирования, так и для профессионалов – которых они освобождают от ручного управления в стандартных ситуациях. Благодаря чему они могут сосредоточиться на видеосъёмке.

Экономика полёта

Выбирая современный коптер по его стоимости, покупатель видит, что диапазон цен на рынке начинается с отметки 30-50 и не заканчивается даже на отметке в 2000 долларов США. При этом внутри размерных классов стоимость моделей может варьироваться на порядок: 50 и 500, 200 и 2000… всё зависит от качества сборки, технических особенностей, марки… В целом, можно сказать, что определившись с бюджетом и имея на руках наш гид, вам всё равно не удастся избежать знакомства к обзорами конкретных моделей – сделанными их постоянными пилотами и размещёнными на специализированных сайтах.

Однако далеко не все обзоры заостряют внимание на том, что стоимость коптера – это далеко не конечная цифра расходов.

Как бы аккуратно не проходила эксплуатация аппарата, всё равно в процессе полётов у него будут выходить из строя различные узлы: противоударная защита, лопасти моторов, сами моторы, электронные компоненты и так далее. Поэтому при покупке модели крайне важно узнать доступность для неё оригинальных запчастей, их дешёвых аналогов, а также стоимость тех и других.

Кроме того, перед покупкой коптера крайне полезно прочитать условия его гарантийного и послегарантийного обслуживания. На какие узлы оно распространяется и какова стоимость работ по ремонту? Также полезно узнать об условиях страхования выбранного коптера – стоимость страховки и перечень страховых случаев.

Наконец, нужно выяснить юридические аспекты эксплуатации выбранного аппарата. Во многих странах и регионах приняты специальные законы, регулирующие полёты коптеров различных размерных классов и грузоподъёмности. Необходимо узнать детали этих законов у вас дома и в тех местах, куда, возможно, вы захотите отправится на воздушную «фотоохоту».