Рады приветствовать Вас на сайте , оказываю услуги по сборке и настройке беспилотных летательных аппаратов для FPV полетов, аэросъемки, видеонаблюдения и тому подобных задач.
Пишите в WhatsApp
Выбор модели.
Мультикоптер vs Самолёт
Какие преимущества может предложить самолёт перед мультикоптером? Несмотря на то, что мультикоптер отлично подходит для увлекательного FPV/автономного полёта, его полезная нагрузка и время полёта все еще ограничены, так как чтобы бороться с гравитацией и удерживать беспилотник в воздухе, несущие винты должны постоянно вращаться (а значит расходовать энергию). Самолёты, напротив, используют свои крылья для создания подъёмной силы. Так какой тип лучше? Не считая электронной начинки, такой как передатчик, приёмник, FPV оборудование, контроллер полёта, приведённые ниже особенности кажутся наиболее актуальными для ответа на поставленный вопрос:
Мультикоптер
- Способен взлетать и приземляться вертикально, а также парить на месте.
- Не требуют большого пространства, на котором можно летать, и являются по существу «всенаправленными», способными очень быстро менять направление полёта и скорость.
- Тяга, создаваемая пропеллерами — это то, что удерживает судно в воздухе.
- Менее интуитивен в полёте, учитывая, что судно может менять ориентацию и летать практически в любом направлении, а подвесы могут легко вызвать дезориентацию.
- Мультикоптеры «среднего размера» диаметром от 400 до 600мм являются наиболее распространенными и, как правило, стоят от 200 до 1000$ США за (настроенную) готовую к полёту установку.
- Несмотря на то, что у мультикоптеров значительно меньше движущихся частей, чем у вертолётов, почти любая неисправность квадрокоптера приводит к аварии.
Самолёт
- Запускается вручную, посредством взлётно-посадочной полосы или катапульты и обычно приземляется на относительно ровную траву или взлётно-посадочную полосу.
- Требуется большое открытое пространство для полёта, поскольку маневренность самолёта ограничена (т.е. всегда необходимо двигаться вперед).
- Крылья создают подъёмную силу.
- Более высокая грузоподъёмность.
- Модели исполненные из пены могут быть снисходительными в случае аварии, и большинство можно будет восстановить/отремонтировать.
- Модели с размахом крыла от 500мм до 1.8м являются наиболее распространенными для использования в хобби, а полная установка обычно стоит от 200 до 1000$ США.
- В случае отказа двигателя все еще есть возможность приземления без повреждения самолёта.
VTOL (вертикальный взлёт и посадка)
- Конструкции включают крылья и пропеллеры (на данный момент не так много коммерческих/серийных продуктов).
- Управление все еще довольно сложное для перехода из вертикального полёта в горизонтальный.
- Конструкции сильно отличаются от квадрокоптеров с крыльями или от использования/удлинения опорных рычагов (лучей) беспилотника для включения профилей крыльев.
- Не будет обсуждаться далее в этой статье.
Соображения
- Место запуска: Из-за постоянно присутствующей возможности причинить вред или ущерб человеку или имуществу, БПЛА/беспилотники запрещено запускать над зданиями, в густонаселённых районах или в местах с массовым скоплением людей. Самолёты в идеале требуют больших открытых площадок, тогда как мультикоптеры могут эксплуатироваться в более ограниченных пространствах. Если у вас нет открытого пространства для полёта, то лучше всего использовать небольшой мультикоптер.
- Применение: Мультикоптер как никогда подходит для аэросъёмки/FPV. Картографию и дальние полёты лучше всего реализовывать посредством самолёта.
- Интерес: Это должно быть одним из весомых факторов при выборе, если вам интересен один тип дрона больше, чем другой.
- Бюджет: Наиболее распространенный мультикоптер (размером 500мм), вероятно, будет немного дороже, чем сопоставимый самолёт (с размахом крыла ≈ 1.5м), но ненамного. Насколько вы готовы потерять беспилотник из-за внезапного сбоя или потери контроля, вызывающие бесконтрольное удаление?
- Время полёта: Среднестатистический квадрокоптер, среднего размера будет оставаться в воздухе в течение 10-15 минут (хотя некоторые производители могут увеличить это время до 30-40 минут), в то время как среднестатистический электрический самолёт среднего размера будет обеспечивать около 20-60 минут + минуты при «нормальном» использовании (т.е. не полный газ), однако в обоих случаях необходимо учитывать множество различных факторов.
- Контроллер полёта: Не все контроллеры способны управлять всеми типами самолётов. Прежде чем выбрать один из некоторых, убедитесь, что интересующий вас тип самолёта поддерживается контроллером полёта (если вы намеревались его использовать). Как настроить контроллер полёта в этой статье рассматриваться не будет.
Распространённые типы БПЛА/Дрон крыло
Существует много различных воздушных рам, используемых для создания дронов, но некоторые конструкции используются гораздо чаще других. По мере того, как все больше и больше производителей начинают выпускать изготовленные на заказ аэродинамические рамы для автономного использования, стали исчезать такие ненужные детали, как макет кокпита например, которые обычно можно было встретить на RC самолётах в прошлом.
Дельта крыло (Delta Wing/Летающее крыло)
Летающее крыло — безусловно, самая простая (и, возможно, самая популярная) конструкция. Простая/рудиментарная рама может быть изготовлена с использованием недорогого вспененого пенополипропилена (ЕРР) и базового аэродинамического профиля Кляйна-Фогельмана (Kline-Fogleman или KFm). Они классически имеют только две поверхности управления, это означает, что все повороты осуществляются кренами. Пропеллер обычно находится сзади (что позволяет устанавливать камеру спереди), но он точно так же летит с мотором, расположенным в центре или спереди, при условии, что центр тяжести правильный. Великолепная конструкция для своей простоты и, как правило склонна летать на высоких скоростях.
Моторизованный планер/Планер
Если вы хотите оставаться в воздухе как можно дольше (т.е. самое продолжительное время полёта), такая конструкция — лучший выбор. Как правило может иметь среднее или высокое крыло, а хвост часто имеет Т или V-образную форму. Все представленные здесь рамы могут быть использованы для увлекательного полёта (или более), однако, если вы хотите, чтобы беспилотник как можно дольше находился в воздухе, вам нужно рассмотреть самолёт с большим крылом, и именно в этом планеры превосходны. Они не предназначены для того, чтобы быть самыми быстрыми (скорее самыми медленными) и нести наибольшую полезную нагрузку (они должны быть максимально легкими), зато хорошая конструкция может оставаться в воздухе в течение многих часов. Почти у всех винт установлен спереди, поэтому в тех случаях, когда требуется камера, её обычно устанавливают на нижней части/брюхе фюзеляжа.
«Skywalker»
Конструкция построена на толкающей силовой установке, пропеллер которой установлен сразу за крыльями, а опора хвоста, чтобы не мешать, расположена чуть ниже. Крыло обычно трапециевидное или прямоугольное. В альтернативной конструкции для поддержки хвоста используются две балки (по одной с каждой стороны пропеллера, типа «Twin Boom»). Для размера фюзеляжа, конструкция представляет собой компромисс между планером с большими крыльями и обычным самолётом. Тот факт, что несущий винт находится сзади, означает, что передняя часть может быть оснащена камерой (беспрепятственный обзор). Достаточно высокое расположение несущего винта облегчает запуск вручную, а пропеллер при нормальной посадке (с или без шасси) никогда не будет касаться земли. Такие конструкции, как правило, хороши для максимальной полезной нагрузки, приличной скорости и времени полёта, а также предлагают наибольшую универсальность.
Стандартные
Обычные RC-самолёты по-прежнему часто переделываются для использования в качестве дронов, а проекты варьируются от Мустангов (Sport) до Piper Cubs (Trainer). Почти у всех есть пропеллер, установленный спереди (тянущий или puller). Крылья обычно имеют прямую переднюю/заднюю кромку (прямоугольные), но для копий истребительной авиации крыло может быть более трапециевидным. Такие конструкции чаще всего используются, потому что они являются наиболее распространенным и легко доступным RC самолётом. К сожалению, самолёты не годятся для модификации и включают эстетические элементы, которые не нужны при применении в качестве БЛА. К тому же это не самая удобная конструкция с точки зрения выбора беспрепятственного места для установки камеры. В основе большинства используется дерево, которое не прощает аварий.
Нестандартные
Доступно несколько нестандартных конструкций, одной из которых является «Drak» (почти перевернутая дельта). У этой особенной конструкции есть крылья в почти переднем стреловидном положении, и пропеллер сзади. Преимущества и недостатки варьируются в зависимости от модели, хотя их уникальный внешний вид зачастую привлекает к себе немало внимания.
Размер
Итак, насколько большим должен быть ваш самолет? Критерий предопределяющий будущий способ транспортировки, к которому часто обращаются ещё до применения. Самолёты (почти) всегда больше мультикоптеров, и поскольку пространство, где вы планируете летать, может находится не рядом с вашим домом или бизнесом, чаще всего транспортировку нужно будет осуществлять автомобилем. Из-за этого размер рамы для дронов такого типа имеет тенденцию быть ограниченным – 2 метрами (размах крыла), и в большинстве случаев крылья должны быть съёмными. Если летающее крыло не может иметь съёмных крыльев, то, размах будет составлять менее 1.2 метра, чтобы их можно было легко разместить на заднем сиденье транспортного средства. Классически, RC самолёты стандартного размера имеют размах крыльев от 0.5 – 2м, поэтому доступность деталей для этого размера (двигатель, ESC, аккумулятор, сервоприводы и т.д.) очень хорошая.
Продолжительность полёта
Второй вопрос, который вы могли бы задать себе, это сколько времени самолёт должен оставаться в воздухе. Если вы планируете дистанционно управлять самолётом, стоит принять во внимание, что примерно через 20-30 минут пилотирования, большинство людей устают физически/умственно и стараются завершить полёт. Для долговременных полётов рекомендуется рассматривать планер с размахом крыла не менее 2 метров (с небольшой грузоподъемностью).
Применение
И третье соображение, конечно, является потенциальное применение. В списке распространённых: FPV полёт, картографирование, а также полностью автономный полёт с использованием сенсоров. Для автономного полёта вам необходим контроллер полёта с GPS, а также возможно добавление сенсоров.
Типы комплектов
Проектирование нестандартного самолёта редко является приоритетом для тех, кто хочет просто подняться в воздух для полёта от первого лица или автономного полёта, поскольку это, как правило, требует либо серьезного исследования, либо соответствующих знаний аэродинамики. По этой причине рамы, разработанные специально для FPV/БЛА, становятся все более и более популярными. Тем не менее, учитывая широкую популярность обычных RC самолётов, многие энтузиасты все еще обращаются к существующим RC моделям (не обязательно масштабным моделям) и адаптируют их для FPV/автономного использования.
RTF (Ready to Fly/Готов к полёту) – такой комплект включает в себя всё, что вам нужно, чтобы использовать изделие по назначению, и, как правило, в него входят полностью собранная рама (для более компактной доставки крылья могут демонтироваться) с предустановленной рабочей начинкой (мотор, ESC, сервоприводы, закрылки и т.д.), а также передатчик и приёмник, аккумулятор и зарядное устройство. Обычно вы соединяете фюзеляж с крылом (или крыльями), заряжаете, устанавливаете и подключаете аккумулятор, и всё готово к полёту. Это самый быстрый способ попасть в воздух, но при этом такие комплекты не допускают последующего апгрейда.
BNF (Bind and Fly/Привяжи и лети) – беспилотник поставляется почти полностью собранным (для более компактной доставки крылья могут демонтироваться). Комплект не включает приёмник/передатчик. Сборка очень быстрая, учитывая, что все детали уже смонтированы/собраны. Необходимо будет подключить приёмник к сервоприводам и силовой установке, установить аккумулятор и проверить CG (Center of Gravity/Центр тяжести), а затем пройти предполётный контрольный лист запуска, выполнить калибровку. Обратите внимание, что вероятно, потребуется настроить вашу аппаратуру управления для данной модели БЛА. Это второй самый быстрый способ попасть в воздух.
PNF (Plug and Fly/Подключи и лети) – самолёт в основном полностью собран (для более компактной доставки крылья могут демонтироваться). Комплект включает ESC, пропеллеры и сервоприводы. Комплект не включает передатчик, приёмник, аккумулятор или зарядное устройство. Необходимо будет подключить приёмник к сервоприводам и силовой установке, выбрать и установить аккумулятор (проверить CG), а затем пройти предполётный контрольный лист запуска, выполнить калибровку. Обратите внимание, что вероятно, потребуется настроить вашу аппаратуру управления для данной модели БЛА.
PNP (Plug and Play/Подключи и играй) – такой же как PNF комплект.
ARF (Almost Ready to Fly/Почти готов к полёту) – изделия в такой комплектации обычно включают в себя раму и некоторое аппаратное обеспечение. Поставляются частично собранными практически со всеми частями/компонентами рамы необходимыми для её сборки. Может потребоваться некоторое склеивание. Пользователю нужно выбрать свой собственный передатчик, приёмник, мотор, ESC, пропеллер и сервоприводы, поскольку они не входят в комплект.
KIT – в наши дни KIT-самолёты включают планы сборки, но прежде чем самолёт станет достойным полёта пройдёт много времени. Рекомендуется иметь некоторый опыт пилотирования перед тем, как управлять KIT-самолётом, поскольку одна авария (обычно на первом вылете) может привести к многочасовому восстановлению БЛА.
DIY (Do It Yourself/Сделай сам или построенный с нуля) – что, говоря о самолётах, обычно означает совершенно нестандартную конструкцию, которую, возможно спроектировал пилот. Обычно конструктору необходимо выбрать все подходящие компоненты, и зачастую сборка осуществляется методом проб и ошибок.
Строительство
Существует множество различных материалов, используемых для создания рамы, крыльев и хвостового оперения RC самолётов/Дронов. Несмотря на то, что пилотируемые самолёты зачастую используют стекловолокно, алюминий и даже углеродное волокно, производители беспилотных летательных аппаратов пока не применяют таких материалов при изготовлении небольших судов. Ниже приведены наиболее распространенные материалы, которые вы найдёте в отрасли:
EPO (Expanded PolyOlefin/Расширенный полиолефин) – этот тип пены является лёгким, жёстким и более крепким, чем пенополистирол (EPS). При изготовлении форм позволяет добиться довольно гладкой поверхности. В случае аварии такая пена сжимается, а если усилие избыточно, разрушению будут подвержены самые слабые места. Как правило, детали исполненные из EPO остаются цельными, и если авария не серьёзная пострадавшие элементы можно впоследствии склеить.
EPP (Expanded PolyPropylene/Вспененный полипропилен) – этот тип пены является гибким и эластичным, и хотя он немного тяжелее EPO, он практически не поддается разрушению (для практических целей).
EPS (Expanded PolyStyrene/Вспененный полистирол) – этот тип пены обычно используется в качестве упаковочного материала для телевизоров, электрических приборов, при изготовлении шлемов, внутри ящиков со льдом и для дорожного и домашнего строительства. EPS содержит около 95-98% воздуха.
Balsa Wood (Бальса, бальза, бальзовое дерево, охрома) – в прошлом большинство RC самолётов использовали бальcу в качестве основного материала. Является невероятно лёгкой, но при этом показательно жесткой и легко обрабатываемой древесиной, оптимально подходящей для создания рам, крыльев и хвостового оперения. Невероятная осторожность и время должны быть вложены во время строительства, и даже самые лёгкие удары могут нанести серьезный ущерб раме (более серьёзные краши приводят к полному разрушению).
Выдувной пластик – процесс выдувного формования пластика включает закрытую матрицу, в которую выдувается полурасплавленный пластик, а затем охлаждается, чтобы сохранить её форму. На выходе получается прочная полая оболочка. Выдувной пластик чаще всего используется для создания фюзеляжа (в отличие от крыльев), после изготовления пользователь должен сделать соответствующие вырезы. Выдувные конструкции/комплект деталей также могут включать в себя предварительно вырезанную бальсу в качестве усиления. Выдувной пластик может противостоять ударам небольшой силы и имеет тенденцию вдавливаться, а не разрушаться.
Вакуумный пластик (Vacuumed Plastic) – процесс вакуум-формования листов включает нагревание тонкого пластикового листа до такой степени, что он становится гибким, но не совсем расплавленным, и размещение его на охватываемой матрице; пока он остаётся гибким, воздух между матрицей и листом удаляется (то есть выкачивается), что заставляет лист принять её форму. Пластик остывает, и трехмерная форма вырезается из окружающего материала. Существует много различных типов пластмасс, которые могут быть сформированы в вакууме, и их свойства могут варьироваться. Поликарбонат является хорошим компромиссом между весом и ударопрочностью.
Гофрированный пластик (Corrugated Plastic) – несмотря на то, что немногие самолёты используют его для фюзеляжа или крыльев, зачастую материал используется для придания жёсткости дверям или там, где требуются плоские поверхности. Гофрированный пластик выглядит как гофрокартон, только исполнен из пластика. Он очень устойчив к авариям и ударам, с ним легко работать без каких-либо специальных инструментов и он очень гладкий (аэродинамика).
Какой материал лучше?
Так какой материал выбрать для самолёта? Подавляющее большинство FPV сообщества использует пену EPO так как:
- По сравнению с бальзой экспоненциально меньше времени затрачивается на сборку, и следовательно, быстрее поднимается в воздух.
- Относительно лёгкий по сравнению с другими материалами и прилично жесткий*, и при этом может быть легко модифицирован/разрезан.
- «Всепрощающий», в том смысле, что он способен противостоять авариям и ударам малой силы, а также может многократно переклеиваться; и снова в полёт.
- Хорошее качество; Модели из пены имеют довольно высокую цену, поскольку разработчику необходимо компенсировать стоимость конструкции, прототипов и пресс-формы, а стоимость рамы обычно пропорциональна её размеру.
- Не требует применения специальных инструментов, таких как ламинирующий утюг с подогревом.
- Большинство комплектных рам включают в себя основные необходимые компоненты (для моделей из бальзы часто требуется дополнительная покупка ламинирующей плёнки, большая часть аппаратного обеспечения и многое другое).
* Модели из пены редко бывают достаточно жесткими сами по себе, и чтобы выдерживать нагрузки действующие на крылья в полёте, последние требуют дополнительного усиления в виде «лонжеронов» (длинные и тонкие стержни, как правило, изготовленные из стекловолокна или углеродного волокна) для увеличения жёсткости. Эти лонжероны зачатую необходимо приклеивать в различных стратегических местах, как сверху, так и снизу крыла (клеятся в предварительно прорезанные каналы). Размер моделей из пены, как правило, ограничивает только практичность, именно по этому довольно редко приходится видеть модели с размахом крыла более 2м.
Сборка
![]()
- Пена: Важно отметить, что далеко не каждый клей можно использовать для склеивания пены, так как некоторые из существующих могут разъедать и разрушать материал. Наиболее распространенными клеями, используемыми для склеивания пены EPO, являются «Goop» (название бренда) и «Gorilla Glue» (название бренда). Goop — прозрачный и имеет густую консистенцию, а также отличную связь. Gorilla Glue — для активации требует немного воды, исходная консистенция — густая. После взаимодействия с водой пенится примерно до 400% от своего первоначального размера и имеет жёлтый цвет. Клей «Gorilla» можно срезать в тех местах, где он нежелателен, но при этом необходимо исключить протекание клея в участки, в которых он быть не должен (например при помощи малярного скотча), и после нанесения, скрепляемые детали должны быть неподвижны, пока клей расширяется и затвердевает. Срезают пену обычно с помощью острого ножа, паяльного пистолета (в отличие от паяльника) или нагретой проволоки. Ручная пила имеет тенденцию разрывать пену и оставлять очень шероховатую поверхность. Самолёты из пены чаще бывают белого цвета, редко чёрного, а еще реже серого или других цветов. Кастомизация внешнего вида заключается в добавлении цвета или рисунков, которые можно выполнить с использованием специальной краски, ламината или винила. Примите во внимание, что для окрашивания пены подходят не все краски, некоторые могут её разрушать.
- Бальса: Цианакрилатовый клей чаще всего используют для соединения бальзовой древесины — как правило вязкая жидкость (почти как вода), обеспечивает очень прочную связь между склеиваемыми поверхностями. Как только каркас будет готов, его необходимо покрыть ламинатом (пластиковый лист с клеем, активируемым теплом с одной стороны), чтобы создать аэродинамическую поверхность. Ламинирующая плёнка нагревается/наносится с помощью ламинирующего утюга, обеспечивая на выходе плотную/твёрдую поверхность. Ламинат годится только для приклеивания к бальзовой древесине — его нельзя использовать для создания трехмерных фигур.
- Композиты: до сих пор редко можно увидеть композитные материалы, используемые для создания самолётов небольшого размера (углеродное волокно). В основе этих деталей эпоксидная смола (или специальный связующий агент), и их сложнее резать вручную, чаще требуется фрезерный станок с ЧПУ. Создание 3D-фигур также является довольно сложным процессом. Обычно самолёты используют композиты для усиления.
Мощность
- Самолётная силовая установка состоит из мотора, воздушного винта (пропеллера), ESC и аккумулятора. Выбор подходящих частей для рамы не должен быть «догадкой», и лучше всего посмотреть, есть ли у производителя рамы какие либо рекомендации касательно мотора, винта, либо диапазон для данной полезной грузоподъёмности.
- В наши дни большинство энтузиастов склоняются к электромоторам, а не к топливу (например, керосину) из-за самой низкой стоимости эксплуатации и простоты использования. Солнечная энергия используется редко, поскольку мощность, которую обеспечивает солнечная энергия, в сравнении с добавленным весом солнечных панелей (которые используются для зарядки батарей), все еще не выгодна.
- Выберите комбинацию мотор/пропеллер, способную обеспечить необходимую тягу для вашего планера, который имеет конкретную нагрузку. Некоторые производители планеров предлагают ряд идей касательно требуемой тяги на основе собственных экспериментов, которые должны дать общее представление о необходимом диапазоне.
- Недостаточное питание самолёта может привести к его нестабильности или крушению. Перегруженный самолёт может быть совершенно нестабильным в полёте. Учитывая, что почти все технологии, используемые для создания беспилотных летательных аппаратов, происходят из индустрии радиоуправления, имеется достаточно информации о выборе правильной тяги и сервоприводов для различных применений.
- Центр масс: Центр масс — это точка, вокруг которой можно разместить раму, чтобы вес был одинаковым со всех сторон. Центр подъёмной силы/коэффициент момента. Это точка, где суммируется вся подъёмная сила, создаваемая крыльями и управляющими поверхностями, обычно находится в самой высокой точке аэродинамического профиля. Желательно чтобы центр масс, соответствовал центру подъёмной силы.
Запуск/Посадка
- Запуск/посадка на взлетно-посадочной полосе: чтобы воспользоваться взлётно-посадочной полосой, дрону нужны колёса, а взлётно-посадочная полоса должна быть максимально ровной и идеально вымощенной.
- Ручной запуск: Существует два основных способа ручных запусков: с размахом под рукой или над головой. Способ с размахом аналогичен запуску диска (или киданию камней по воде), когда оператор пытается разогнать дрон до максимальной скорости, используя угловую скорость. В качестве альтернативы есть способ над головой, когда оператор запускает самолёт вверх (лучше всего, чтобы это делал второй оператор/помощник).
- Запуск посредством катапульты: чтобы максимально быстро разогнать дрон, катапульта использует один из нескольких различных способов: сплетённый резиновый трос (bungee cable/банди), лебедка или даже сжатый воздух. Катапульты нелегко транспортировать и они требуют дополнительных инвестиций и диагностики.
- Ручной захват: поймать небольшой дрон рукой не сложно, при условии, что пропеллер не вращается, но, так или иначе способ требует некоторой сноровки.
- Приземление: Наиболее часто используемый метод посадки — это посадка с помощью заноса на прилично ровной поверхности, такой как трава. Этот метод актуален потому что все меньше и меньше дронов имеют шасси (а взлётно-посадочная полоса недоступна), принуждая самолёт просто приземлиться на любой возможной плоскости. Обычно перед полётом, пилот находит подходящее место для посадки. В идеале самолёт должен иметь сменные защитные пластины из-за постепенного износа.
- Сетевой «захват»: Несмотря на то, что чаще всего такой способ посадки используется военными для небольших беспилотников, использование сетки для ловли беспилотника весьма эффективно там, где другие способы посадки затрудненны. При этом настройка сетевой системы требует времени, и для большинства энтузиастов предпочтительнее использовать другие типы посадки.
FPV (First Person View) или видеопилотирование или “полеты по камере” – это направление радиомоделизма, ориентированное на управление радиомоделью дистанционно, с «видом от первого лица», при помощи установленной на модели камеры. Камера передает видео/аудио сигнал с модели на землю, пилот видит изображение в реальном времени и осуществляет полет. FPV позволяет управлять моделью на километры, десятки километров дальности, подниматься над облаками, почувствовать себя пилотом настоящего самолета, получить удовольствие от экстремальных полетов и насладиться красивыми видами с недоступных высот.
Вещи, которые должен знать начинающий FPV пилот:
Начинай с простого. Есть много различных дорогих компонент для FPV полетов (видеоочки, системы телеметрии и автопилотирования, диверсити, хэдтрекеры, антенна-трекеры и т.д.) Не нужно стремиться купить сразу ВСЕ и по максимуму. Для того чтобы попробовать «полеты от первого лица» достаточно приобрести камеру, видеопередатчик/видеоприемник и сделать вывод изображения на любое доступное портативное устройство. Остальное оборудование вы всегда успеете купить при желании и по мере необходимости.
Соблюдай технику безопасности. Перед включением видеопередатчика убедись, что остальные пилоты не используют схожие частоты и твой передатчик им не помешает. Без достаточного опыта не летай вблизи людей, автомобилей и в прочих местах, где твоя модель в случае отказа может нанести вред. Не летай рядом с действующими взлетно-посадочными полосами и в местах оживленного движения воздушного транспорта.
Получай опыт. В этом увлечении нет готовых комплексных решений, работающих «из коробки». Для того, чтобы реализовать свой FPV-проект, придется как минимум научиться держать в руках паяльник, читать мануалы и получать информацию. На форуме много опытных FPV пилотов, готовых помочь вам в освоении этого увлечения.
FPV Модели
Q: Какие требования предъявляются к FPV модели.
A: В принципе, любая модель, способная летать в той или иной степени пригодна для FPV пилотирования, однако желательно (но не обязательно!) чтобы она обладала следующими характеристиками: живучесть и ремонтопригодность (fpv модели часто падают, по тем или иным причинам), толкающий винт (не мешает камере), хорошая грузоподъемность и вместимость (fpv моделям приходится таскать на себе различное электронное оборудование). Конечно, бывают исключения.
Q: Электричка или ДВС?
A: По ряду причин FPV-моделисты в большой степени предпочитают модели с электродвигателями. Они легче (безопаснее для окружающих, проще чинятся, лучше ловят восходящие воздушные потоки), быстрее готовятся к запуску, меньше подвержены вибрациям, проще решаются вопросы с центровкой модели, камеры не страдают от грязи выхлопов, большая часть систем телеметрии рассчитана на электромодели. Однако это совсем не означает, что на ДВС моделях не летают FPV.
Q: Какую модель выбрать для FPV полетов?
A: Несмотря на то, что любая модель годится для полетов с камерой, есть определенные модели, которые рассчитаны на такие полеты изначально. Вот одни из самые популярных, которые можно приобрести: Skywalker, Skyhunter, X8, X7, EPP-FPV 1.8M R/C Plane, X-UAV Talon, Bormatec MAJA, Bormatec VAMP, URSUS FPV, Zephyr ZII, FPVRaptor, Falcon, BD5, Следующие модели не позиционировались производителем для FPV, однако тоже успешно используются FPV пилотами: Multiplex Easy Star, Multiplex EasyGlider. Этим выбор моделей для FPV не ограничивается. Есть и собственные проекты, так же летают на вертолетах, квадрокоптерах, гидропланах, копийных импеллерах, ДВС самолетах и многом другом. Выбор модели зависит от стиля полета, планируемой дальности, желаемого времени полета и т.п. предпочтений. Особо стоит отметить FPV модель Skywalker. Эта модель не лишена недостатков, но благодаря своей “универсальности”, является одной из самых популярных и обсуждаемых на сегодня, поэтому новичкам стоит обратить на нее особое внимание.
Камеры
Q: Какого стандарта нужна камера, PAL или NTSC?
A: Исторически сложилось, что PAL наиболее распространен на территории Европы и большинство FPV пилотов в России тоже используют PAL (576 строк, 25кадров/сек). Однако все видеопередатчики и приемники понимают оба формата, современные устройства вывода изображения тоже, так что с камерами NTSC трудностей у вас не возникнет (486 строк, 30кадров/сек).
Q: С каким питанием выбрать камеру, 5V или 12V?
A: Это вопрос личных предпочтений и удобства. Если ваш видеопередатчик работает от 12V, то камеру вместе с ним удобнее запитать от одной Lipo 3S батареи.
Q: С какой линзой лучше выбрать камеру, 4mm, 3.6mm или 2.8mm?
A: Выбирайте ту, с которой летать вам наиболее комфортно. От выбора линзы зависит угол зрения (FOV). У линзы 4mm угол зрения меньше, но картинка чуть ближе и с меньшими искажениями по краям, у линзы 2.8mm угол зрения больше, но картинка чуть отдаляется и немного закругляется по краям. Посмотрите ролики на youtube с различными линзами. Линзы стоят не дорого, вы можете купить несколько и менять их на камере по своему усмотрению.
2.8mm lens = 130 degree field of view2.9mm lens = 127 degree field of view (соответсвует человеческому глазу)3.6mm lens = 92 degree field of view4.0mm lens = 88 degree field of view
Q: На некоторых моделях стоят две камеры, для чего это нужно?
A: Одна камера используется в качестве «курсовой», с нее видеосигнал через передатчик передается на землю пилоту. Вторая камера может использоваться для записи картинки в высоком (HD) качестве на борту модели. Некоторые камеры могут одновременно вести запись на борту и передавать изображение на землю, например популярная среди FPV пилотов GoPro HD.
Q: Что такое хэдтрекеры и для чего они нужны?
A: Хэдтрекер – устройство, считывающее положение головы пилота для отклонения камеры на модели. Вот
, как он работает.
Q: И все-таки, какую камеру мне выбрать и чем они отличаются?
A: Камеры отличаются чувствительною, разрешением (количество линий – TVL), богатством настроек и т.п. параметрами. Некоторые хорошо передают картинку днем, некоторые предназначены для ночных полетов, одни слепнут на солнце, другие нет (технология WDR), одни оказывают пагубное влияние на видеопередатчик, другие не оказывают никакого.
Передатчик и приемник видео
Q: Комплект с какой частотой выбрать и чем они отличаются?
A: Однозначного ответа на этот вопрос нет и споры «что лучше» идут до сих пор. Вот небольшая подборка материала по этому вопросу:
900Mhz – диапазон с хорошей проникающей способностью через деревья, однако ряд особенностей этого диапазона и реализация оборудования не позволяет летать на очень большие расстояния. С хорошими антеннами можно добиться дальности около 5км. Не плохой выбор для полетов «низко и близко» по пересеченной местности и на средние дистанции.
1.2/1.3 GHZ – хорошая частота с большим потенциалом на дальние дистанции (есть полеты на 30км и более). Для этой частоты сложно найти готовую хорошую антенну, но есть много чертежей различных типов антенн, которые можно изготовить самим. Большой выбор комплектов от разных производителей по разным ценам и качеству делает эту частоту весьма популярной среди FPV пилотов. Возможно некоторое негативное влияние на некоторые комплекты радиоуправления с частотой 2.4 Ghz (уменьшение дальности).
2.4 GHZ – частота с чуть меньшим потенциалом по дальности, и более низкой проникающей способностью, однако она способна передать видеосигнал более высокого качества. Плюсом является и то, что для данной частоты доступно огромное количество покупных антенн. Минус – рядом с городами этот диапазон очень загружен (Wi-Fi и т.п. устройства). Ни в коем случае не стоит покупать такой комплект, если ваша аппаратура управления моделью работает на сходной частоте (2.4 GHZ)
5.8 GHZ – частота не блещет дальностью и обладает самой низкой проникающей способностью. Антенны можно найти в продаже, но весьма сложны в изготовлении. Плюс данной частоты – свободный, чистый эфир, нулевое влияние на аппаратуру управления и возможность передавать картинку наилучшего качества! Так же плюсом является самый маленький (по сравнению с другими диапазонами) размер антенн. Очень не плохой выбор для полетов «низко и близко» без преград с отличным качеством картинки.
Q: Какой мощности выбрать передатчик видео?
A: Не покупайте передатчики с максимально возможной мощностью, если не планируете ставить рекорды дальности. Мощность должна быть достаточной для той дистанции, на которую вы рассчитываете летать. Избыточная мощность передатчика может негативно влиять на дальность радиоуправления, ведет и к лишнему токопотреблению и нагреву. Например, для полетов на 1-5км (частота 1.2/1.3 GHZ) достаточно передатчика на 400mW, для полетов на 10-20км 800-1000mW (при использовании направленных антенн).
Q: Комплект от какого производителя выбрать?
A: Есть дорогие и качественные комплекты lawmate и есть все остальные. Из «всех остальных» популярны комплекты FOX, Bevrc, и т.п., но тут уж как повезет. Комплекты отличаются по количеству каналов, цене, качеству, чувствительности и т.п.
Q: Какой канал передатчика выбрать для полета?
A: Вы можете выбрать любой, понравившейся вам канал, однако опытные пилоты любят находить тот канал, на котором передатчик работает наиболее эффективно.
Q: Оказывает ли влияние передатчик видео на другие электронный устройства на борту модели?
A: Да, передатчик (особенно мощный) может оказывать негативное влияние не некоторые типы серв (заставлять их дергаться). Обычно цифровые сервы менее подвержены его негативному влиянию. Вот список серв, от использования которых лучше воздержаться, особенно если они расположены близко к передатчику: 9g в голубом пластике (rctimer, hextronic, turnigy, towerpro), Hitec HS82MG (Metal Gear), TPro MG90s, MG16R.
Q: Где лучше всего разместить передатчик видео на модели?
A: Передатчик видео желательно размещать как можно дальше от приемника РУ. Второй важный момент – антенна передатчика не должна “затеняться” батареями и прочей электроникой модели при любых ее положениях относительно пилота (особенно при полетах на дальние расстояния). Достаточно популярен способ размещения передатчика на крыле модели, однако универсального совета тут нет, все зависит от особенностей вашего конкретного проекта.
Антенны
Q: Какие бывают антенны для FPV и чем они отличаются?
A: Антенны бывают всенаправленные и направленные. Говоря непрофессиональным языком, всенаправленные антенны передают и принимают радиосигнал во всех направлениях (круговая диаграмма направленности). У направленных антенн диаграмма направленности ограничена определенным углом. Не сложно догадаться, что «площадь охвата» всенаправленных антенн больше, а дальность (чувствительность) меньше, чем у направленных антенн.
Q: Какого типа антенны и куда устанавливаются?
A: На модель в большинстве случае ставится всенаправленная антенна. На земле устанавливается либо всенаправленная, либо направленная антенна, в зависимости от дальности и стиля ваших полетов.
Q: Какие бывают всенаправленные антенны и как их можно изготовить?
A: Антенны, которые идут в комплекте с приемником и передатчиком видео – всенаправленные (штырь в пластиковом кожухе). В большинстве случаев их качество оставляет желать лучшего. Можно изготовить (или купить) следующие типы антенн на нужную вам частоту: Monopole, Dipole и Inverted Vee dipole, CloverLeaf. Комплекты из 2х всенаправленных антенн (на приемнике и передатчике) чаще используют при полетах «низко и близко».
Q: Какие бывают направленные антенны и как их можно изготовить?
A: Вот одни их наиболее используемых направленных антенн: Патч-антенна, Bi-Quad, Яги (волновой канал),Helical. Антенны отличаются «чувствительностью», углом направленности, сложностью изготовления. Не плохих результатов по дальности достигают пилоты, используя антенны Dipole и Vee dipole (на модели) + Патч-антенна и Яги (на земле), а так же CloverLeaf (на модели) + Helical (на земле). Стоит отметить, что в силу простоты изготовления среди FPV пилотов наиболее популярны Патч-антенны.
Q: Как можно использовать направленные антенны и что такое антенна-трекер?
A: Направленные антенны можно использовать на земле как для увеличения дальности приема видеосигнала, так и для увеличения дальности аппаратуры управления. Важно помнить, что модель должна попадать в угол направленности вашей антенны (у каждой антенны он свой), иначе вы можете потерять сигнал. Существуют специальные антенна-трекеры, которые позволяют автоматически нацеливать антенну(ы) на модель. Антенна-трекеры как правило входят в состав различных комплектов телеметрий.
Q: Что такое диверсити и для чего он используется в FPV?
A: Это специальное устройство, к которому можно подключить несколько приемников видеосигнала с различными антеннами (например направленной и всенаправленной). По определенному алгоритму диверсити определяет какой видеосигнал лучше и дает его на выход. Диверсити входит в состав некоторых комплектов телеметрий, а так же продается отдельно. Отличаются ценами и алгоритмами определения «лучшего» сигнала.
Телеметрия и автопилот
Q: Что такое телеметрия и для чего она нужна на FPV модели?
A: Это совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления их пилоту. В большинстве случаев телеметрия реализована в виде картинки, которая накладывается на видеоизображение, так же ее называют OSD. В зависимости от входящих в комплект телеметрии датчиков, она может сообщать пилоту: напряжение аккумуляторов, расход энергии, скорость вращения пропеллера, координаты полета, скорость, высоту, направление на точку старта, температуру и т.п. параметры. Большую часть полетных данных обеспечивает наличие GPS датчика.
Q: Что такое автопилот и для чего он нужен?
A: Это устройство, ведущее модель по определённой траектории самостоятельно, без участия пилота. Автопилот может входить в состав некоторых комплектов телеметрий. Автопилот в основном используется для ручного или автоматического возврата модели в случае пропажи управляющего сигнала (функция RTH – Return To Home), «полета по точкам», сохранения направления полета (Fly By Wire). Для корректной и надежной работы автопилота требуется система стабилизации модели.
Q: Нужна ли мне телеметрия? Какие бывают комплекты телеметрий, чем они отличаются?
A: Если вы собрались серьезно заниматься FPV полетами, то наличие телеметрии на модели обязательно (хотя в первых полетах на небольшие расстояния можно без нее обойтись). Существует огромное количество различных комплектов телеметрий. Они отличаются ценой, набором датчиков и дополнительных электронных устройств, наличием наземной станции, настройками, функциональностью, автопилотами и прочими фишками. Эта информация может быть не полной или не точной, потому что телеметрии быстро развиваются и меняют свой функционал. Не углубляясь в дебри, перечислю несколько популярных комплектов и их достоинства.
Cyclops Easy Osd (низкая цена, показывает большинство необходимых параметров, нет автопилота)
Eagle Tree OSD (адекватная цена, большое число датчиков и девайсов, которые можно приобрести отдельно, автопилот (RTH), голосовые предупреждения, хорошая поддержка производителем, стабилизация, наземная станция с диверсити, антенна-трекером и сплиттером видеосигнала, логгер полета)
Dragon OSD+ v2 (адекватная цена, пожалуй самая красивая OSD с огромным количеством выводимых параметров полета и графикой, автопилот (RTH и «полеты по точкам»), поддержка I2C устройств, стабилизация)
Smalltim OSD (отечественная разработка, хорошая поддержка на русском языке и русскоязычный интерфейс, поддержка I2C устройств, автопилот с расширенными настройками (RTH, «fly by wire»), стабилизация, наземная станция с антенна-трекером и сплиттером видеосигнала. )
Ikarus Osd (встроенный переключатель нескольких камер, автопилот (RTH, «полет по точкам»), наземная станция с выводом параметров полета и видео на компьютере в одном окне)
RangeVideo OSD (автопилот (RTH, «fly by wire», полет по точкам), хорошая поддержка, интегрированная стабилизация)
Это далеко не полный список как телеметрий, так и их характеристик, каждая обладает интересными особенностями, отличающих ее от остальных
Q: Что такое наземная станция и для чего она нужна?
А: Наземная FPV станция как часть телеметрии, это специальный электронный блок, который может выполнять следующие функции: получение и расшифровка полетных данных с модели, их обработка для управления антенна-трекером, предоставление пилоту в «чистом виде» (например на компьютере), разветвитель видеосигнала, диверсити и т.п. Так же под наземной станцией подразумевают совокупность устройств, объеденных на земле для вывода изображения, дополнительных полетных данных, размещения и/или поворота антенн(ы) и т.п.
Аппаратура управления
Q: Какая из существующих на рынке «модельных» аппаратур обеспечивает максимальную дальность полета?
A: Опытным путем доказано, что самую дальнюю связь обеспечивает аппаратура Futaba FASST. Даже не смотря на проблемный и забитый диапазон 2.4Ghz с такой аппаратурой без каких-либо модификаций достигалась дальность полета 3-5км. Особым плюсом Futaba является и то, что алгоритмы этой аппаратуры позволяют минимизировать негативное влияние видеопередатчика на борту модели на дальность полета. Стоит отметить, что для разных регионов Futaba поставляет аппаратуры с разной выходной мощностью. Считается, что максимальная мощность у аппаратур, произведенных для американского рынка.
Q: Сколько каналов управления нужно иметь на аппаратуре для управления FPV моделью?
A: К каналам управления этой моделью прибавляем: +1 канал, если хотим поворачивать курсовую камеру (или +2 канала если хотим поворачивать и наклонять, например при помощи хэдтрекера), +1(2) канала для управления телеметрией (если имеется), +1 канал если есть внешняя стабилизация и мы хотим иметь возможность ею включать и выключать в полете. Итого: в среднем +1(3) канала. Максимум ограничен лишь вашей фантазией.
Q: Какие еще существуют способы увеличения дальности полета?
A: Применение бустеров (усилителей радиосигнала), применение направленных антенн и применение специальных систем LRS (Long Range System). Все эти технологии по отдельности или сообща обеспечивают максимальную дальность полета, на много превышающую возможности любых «модельных» аппаратур.
Q: Что такое бустер, и как его можно использовать?
А: Бустер – это усилитель выходного сигнала аппаратуры. Если у обычной аппаратуры средняя мощность 50-100mW, бустер позволяет увеличить её мощность в десятки раз.
Q: Направленные антенны, какой в них смысл?
A: Абсолютно такой же, как и в направленных антеннах для приема видео, только в этом случае антенна будет не принимать, а излучать радиосигнал. При этом значительно увеличивается дальность, однако стоит помнить, что такая антенна имеет определенный, свойственный ее типу рабочий угол. Имеет смысл использовать направленные антенны вместе с бустерами и антенна-трекерами. Дальность усиленной бустером и направленной антенной аппаратуры может достигать 10-20км.
Q: Что такое LRS и какие LRS бывают?
A: LRS – Long Range System. Это специально разработанная для FPV система управления моделями на дальних и сверхдальних расстояниях. LRS системы состоят из специального приемника, который устанавливается на модели, и передатчика, который подключается к аппаратуре. Благодаря использованию более «дальнобойных» частот, специальных алгоритмов и увеличенной мощности эти системы – самый перспективный на сегодня способ осуществлять FPV полеты на дальние расстояния с устойчивым уровнем связи. Существуют разные LRS системы, они отличаются ценами, качеством изготовления, богатством настроек, мощностью, алгоритмами работы, наличию специальных дополнительных функций. Вот некоторые из них: LRS Rockwell Hobby+ и Dualband от 1Slon, LRS модуль Expert RC 433 MHz, LRS модуль Chainlink 433 MHz, Thomas Scherrer UHF RC system, DragonLink, EzUHF, LRS модуль 433 MHZ RD4047, OpenLRS.
Устройства вывода и записи изображения на земле
Q: Чем пользуются FPV пилоты для получения изображения на земле?
A: Для мониторинга полета обычно используются специальные видеоочки, портативные телевизоры (автомобильные навигаторы и т.п. устройства, имеющие AV вход) и ноутбуки вместе со специальными устройствами видеозахвата.
Q: Какие бывают видеоочки и чем они отличаются?
A: Очки бывают разные, они отличаются ценой, разрешением, качеством матрицы, углом обзора, способом подключения к приемнику (кабель или радиолинк), наличием встроенного хэдтрекера и т.п. фишками. Выбор очков – вопрос личных предпочтений.
Q: Устройства видеозахвата, в чем их плюсы и какие бывают?
A: Устройства видеозахвата подключаются к ноутбуку и позволяют выводить картинку на его экран. Их достоинства – низкая цена (хорошо для начинающих пилотов), возможность одновременного просмотра и записи видеоизображения на ноутбук, совместимость с некоторыми комплектами телеметрии (например Ikarus OSD), которые позволяют на одном экране видеть и картинку и данные телеметрии и положение самолета на карте типа Goggle Map. Одно из самых распространенных устройств EasyCap (EzCap).
Q: Можно ли выводить картинку сразу на несколько устройств?
A: Да конечно, но не получится просто распараллелить видеокабель, для этого необходимо приобрести специальный сплиттер (разветвитель) видеосигнала. У некоторых телеметрий в комплекте наземной станции есть сплиттеры (например у Eagle Tree OSD и Smalltim OSD).
Q: Чем еще можно записывать картинку на земле, кроме устройств видеозахвата?
A: Есть различные портативные рекордеры. Они отличаются по цене, качеству записи и дополнительными функциями.
Q: Я планирую летать с камерой типа GoPro HD, запись в хорошем качестве будет вестись на борту модели. Зачем мне еще запись видео на земле?
A: Запись на земле просто необходима, если вы планируете летать на дальние расстояния. В случае непредвиденных ситуаций, например, падения вдали от точки старта, запись поможет найти пропавшую модель.
Устройства поиска пропавшей модели
Q: Я планирую использовать самое мощное видеооборудование, LRS системы и крутой автопилот, а летать в местности которую знаю как свои 5 пальцев, зачем мне такие устройства?
A: Как показывает опыт, случиться в полете может все что угодно. Отпаявшийся проводок, заевшая серва или банальный глюк может стать причиной потери управления и падения модели тогда, когда вы этого совершенно не ожидаете. При этом даже знакомая местность, где вы ходите каждый день, с воздуха выглядит СОВЕРШЕННО ИНАЧЕ! Бывали случаи безвозвратных потерь моделей, которые упали всего в 500м от точки старта, просто потому, что их не смогли найти и не знали где точно искать. С учетом того, что многие FPV модели стоят от 1000$ и более, такие устройства для многих необходимость.
Q: Какие бывают устройства поиска и чем они отличаются?
A: Кроме оборудования для записи полета на земле (об этом говорилось выше) на модели устанавливают GPS-GSM трекеры и/или радиомаяки. Трекер – это устройство с SIM-картой и GPS датчиком, он способен передавать свои координаты на сотовый телефон по звонку на номер SIM-карты или в реальном времени. Радиомаяк – устройство, излучающее радиосигналы с определенной интенсивностью и на определенной частоте. Для поиска радиомаяка используется пеленгатор (обычно это рация). Среди FPV пилотов популярны трекеры TK102, V520 и радиомаяки от различных производителей FPV оборудования.
Прочие хитрости
Это лишь основные вопросы для начинающих FPV пилотов. В процессе реализации вашего проекта обязательно появятся новые. Все их осветить в рамках этого FAQ невозможно. Но вот некоторые хитрости, которые могут помочь.
- Размещай антенны приемника на модели так, что бы в полете их поляризация максимально совпадала с поляризацией передатчика. Для полетов на дальние расстояния это важно.
- Перед включением аппаратуры включи видеопередатчик, некоторые аппаратуры могут сканировать частоту и находить для общения с приемником более подходящий диапазон.
- Умно планируй питание на борту модели и на земле. Иногда есть смысл использовать отдельную батарейку для питания FPV аппаратуры. Также стоит обратить внимание на разные DC-DC конверторы и БЕКи, ферритовые кольца для защиты от наводок.
- Читай форум, задавай вопросы, пользуйся поиском и находи ответы на свои вопросы.
Очень часто начинающие пилоты задают вопрос: “Что мне нужно приобрести, чтобы летать на сверхдальние расстояние в несколько десятков километров?” Ответа на этот вопрос нет. Есть оборудование, которое теоретические при правильном использовании позволяет совершать такие полеты и практический опыт полетов на 30-50 и даже 60км тому подтверждение. Однако никто, включая производителя не дает никаких гарантий, что именно у Вас такие полеты получатся. Вы должны понимать, что не все решает самое крутое оборудование. И даже идеальная сборка не является гарантом вашего успеха. Есть факторы, которые зависят только о самого пилота (планирование стратегии полета, учет ветра и ориентация антенн), а есть факторы, которые от пилота не зависят вовсе (например чистота эфира в направлении вашего полета). Но не забывайте, что удача и везение сопутствует настойчивых и упорных!
