"Вітряк М" — перша в Україні технологія для детекції ворожих FPV-дронів, розроблена Міністерством оборони, яка забезпечує перевагу на полі бою.
75 
Мікродрони – це сучасні технології, які змінюють правила гри в різних галузях. Вони легкі, маневрові та універсальні, що робить їх незамінними для військових, цивільних та комерційних завдань. Завдяки класифікації за вагою, часом польоту та радіусом дії, мікродрони легко адаптуються до конкретних потреб. У статті розглядаються різні типи дронів: багатовинтові, дрони з нерухомим крилом та гібриди. Мікродрони з вагою до 250 грамів демонструють високу мобільність, але мають обмеження у вантажопідйомності. Вони ідеально підходять для моніторингу, аерофотозйомки та виконання завдань у важкодоступних місцях.
Дрони є однією з найбільш обговорюваних технологій у світі. Попри спроби урядів встановити чіткі правила використання цих пристроїв приватними особами, ефективного регулювання досі не вдалося досягти. Тим часом ринок дронів активно розвивається, демонструючи не лише кількісне, а й якісне зростання. Цей матеріал розглядає сучасні можливості мікродронів та перспективи їх застосування у різних сферах.
Різноманітність безпілотних літальних апаратів настільки велика, що перед вивченням окремих їх типів варто зупинитися на загальній класифікації. Усі дрони поділяються на три основні категорії:
Дрони з гвинтами.
Дрони з нерухомим крилом.
Гібридні дрони вертикального зльоту та посадки з фіксованим крилом (СВВП).
Найпоширенішими є квадрокоптери — дрони з чотирма гвинтами. Ці апарати часто використовуються для зйомки відео, участі в перегонах або аматорського пілотування.
Однак різновид крила не єдине, що відрізняє дрони між собою. Їх класифікують також за швидкістю, дальністю польоту, типом живлення, вантажопідйомністю та призначенням. Наприклад, деякі моделі розроблені для виконання акробатичних трюків, картографування чи доставки вантажів.
Гвинтові дрони вважаються найбільш популярними завдяки універсальності та простоті використання. Водночас дрони з фіксованим крилом та СВВП частіше застосовуються у військових операціях або в спортивних змаганнях, що вимагають високої швидкості та майстерності пілотування.
Представники цього типу – безпілотники Edge-130 та трикоптери Jupiter.
Трикоптери мають певні переваги:
вони важать менше, тому коштують дешевше;
вони забезпечують перевагу в акробатичних стилях пілотування, тому добре підходять для трюкових польотів;
завдяки легшій конструкції у них більше часу автономної роботи.
Загалом трикоптери поступово втрачають популярність, оскільки їх конструкція з трьома несучими гвинтами не забезпечує належної стійкості. Це створює труднощі, зокрема під час перегонів або аерофотозйомки. Крім того, управління трикоптерами вимагає більшого досвіду, оскільки вони менш інтуїтивні, що знижує комфорт і задоволення від пілотування.
Квадрокоптери — найпоширеніший тип безпілотників, який зазвичай асоціюється з цими пристроями. Вони обладнані чотирма несучими гвинтами та відзначаються надзвичайною керованістю, простотою у використанні й універсальністю, що зробило їх наймасовішими моделями серед усіх виробників.
Застосування квадрокоптерів охоплює найрізноманітніші сфери, серед яких:
фото- та відеозйомка;
перегони та виконання трюків;
GPS-навігація;
ігрові цілі.
Крім того, квадрокоптери активно використовуються в аварійно-рятувальних операціях, журналістиці, медицині та сільському господарстві, демонструючи свою ефективність у повсякденних завданнях.
Гексакоптери та октокоптери — це безпілотники, обладнані шістьма та вісьмома несучими гвинтами відповідно. Кількість роторів безпосередньо впливає на стабільність польоту і вантажопідйомність дронів, роблячи їх більш придатними для перевезення важких вантажів і професійної фото- чи відеозйомки.
Через високу вартість гексакоптери та октокоптери зустрічаються на ринку рідше, ніж квадрокоптери. Ціна таких пристроїв стартує приблизно від 1000 доларів США, хоча можна знайти і бюджетні моделі за ціною близько 200 доларів. Проте основна увага споживчого ринку все ще зосереджена на квадрокоптерах.
Дрони з нерухомим крилом займають друге місце за популярністю після безпілотників із гвинтами. Їх конструкція, що нагадує літаки, включає нерухомі крила та пропелер, який забезпечує рух.
Завдяки таким особливостям ці дрони здатні тривалий час перебувати в повітрі з мінімальними енерговитратами, що робить їх незамінними для військового спостереження та інших задач, що потребують тривалого перебування в повітрі.
Керування безпілотниками з нерухомим крилом значно відрізняється від управління квадрокоптерами, як і процес зльоту, який вимагає окремих навичок та підходів.
Дрони з фіксованим крилом найчастіше використовуються у військовій сфері, зокрема для спостереження та моніторингу. Однак на ринку доступні і побутові моделі, такі як Parrot Disco FPV, які коштують у межах 50–300 доларів США.
Гібридні дрони поєднують функціональність квадрокоптерів та безпілотників із фіксованим крилом. Завдяки крилам вони можуть тривалий час ковзати повітрям, що забезпечує економію енергії. Однак їхньою ключовою перевагою є здатність до вертикального зльоту. Це дозволяє їм злітати в обмеженому просторі, після чого вони переходять до горизонтального польоту завдяки особливій конструкції гвинтів.
Такі дрони ідеально підходять для виконання завдань у складних умовах, де важливі як ефективність польоту, так і мобільність.
Преміальні варіанти таких дронів коштують понад 100 тис. доларів США, хоча є дешевші варіанти.
Дрони середнього розміру важать від 1 кг до 600 кг і дуже популярні на споживчому ринку, як і дрони вказаних вище розмірів. Для перенесення деяких з них може знадобитися участь кількох людей.
Технічно вони підпадають під тактичні військові безпілотники класу 2 (150-600 кг), які використовуються спостереження середніх відстанях.
Великі дрони важать понад 600 кг і за розмірами можна порівняти з літаком. Вони використовуються військовими для спостереження та ведення бойових дій.
Корисне навантаження — це ключовий параметр дрона, який визначає, яку вагу він здатний перевозити. За цією характеристикою дрони поділяються на чотири категорії:
Напівлегке навантаження: Характерне для нано-дронів, вага яких може становити лише 11 г. Вони здатні перевозити від 4 до 100 г. Такі пристрої найчастіше використовуються для простих завдань і тренувань.
Легке навантаження: Властиве мікро- та малим дронам із вагою від 200 до 1000 г. Їх вантажопідйомність варіюється від 150 до 270 г. Наприклад, DJI Mini 2 при вазі 249 г здатний перевозити корисне навантаження вагою 283 г.
Середнє навантаження: Характерне для дронів середнього розміру. Споживчі та комерційні дрони цієї категорії перевозять вантажі вагою від 400 до 1460 г, тоді як військові моделі здатні нести до 150 кг.
Тяжковагове навантаження: Притаманне великим дронам, які можуть перевозити вантаж вагою понад 550 кг. Вони використовуються для спеціалізованих завдань, таких як логістика чи військові операції.
Дальність дії дрона визначає максимальну відстань, на яку він може відлетіти від контролера, зберігаючи зв’язок.
Важливо: Для польотів на далекі відстані потрібна спеціальна ліцензія. Класи дальності для безпілотних літальних апаратів:
Дрони, що працюють на акумуляторах, є найпоширенішими, особливо серед споживчих моделей. Вони зазвичай використовують літій-полімерні, нікель-металогідридні або нікель-кадмієві акумулятори. Основною перевагою таких дронів є портативність і простота у використанні, проте час їхнього польоту обмежений через швидке розрядження акумулятора внаслідок навантаження.
Великі дрони зазвичай працюють на бензині, що дозволяє їм залишатися в повітрі доти, доки є можливість дозаправки. Такий підхід ідеально підходить для завдань, які потребують тривалого польоту або високої потужності.
Окрему категорію становлять дрони, що використовують сонячну енергію. Це переважно моделі з фіксованим крилом, на якому встановлені сонячні панелі. Вони здатні забезпечувати тривалий політ за умови доступу до сонячного світла, що робить їх перспективними для екологічних і довготривалих місій.
Минулого року вчені з Японії та Сінгапуру представили інноваційну систему для дистанційного керування тарганами-кіборгами. Ця система включає мініатюрний бездротовий модуль, який живиться від органічного сонячного елемента. Для забезпечення роботи пристроїв на тілі комах було створено спеціальний рюкзак із ультратонкими сонячними модулями та кріпленням, яке не обмежує рухів. На грудному відділі таргана розмістили модуль керування ногами та літій-полімерну батарею.
Рюкзак, надрукований на 3D-принтері з еластичного полімеру, адаптований до форми тіла комахи та дозволяє використовувати його протягом місяця або більше. Сонячна батарея, розміщена на спині, має товщину лише 0,004 мм, але забезпечує потужність у 17,2 мВт.
В іншій галузі біотехнологій дослідники з Університету Вюрцбурга розробили пікодрони — найменші у світі літальні пристрої вагою близько 2 пікограм та розмірами до 2 мкм. Ці мікродрони пересуваються під впливом світла завдяки плазмонним наноантенам із золотих наностержнів. Світлове випромінювання з потрібною довжиною хвилі та поляризацією створює тягу шляхом спрямованого розсіювання.
Очікується, що пікодрони, розміри яких становлять близько третини еритроциту, стануть корисними в наукових експериментах. Їх можна буде використовувати для маніпуляції мікрооб’єктами, доставки мікроінструментів чи інших корисних вантажів.
Допомагають на будмайданчиках.
Системи геоприв’язки, як-от mdMapper1000 DG, забезпечують високоточне картографування лінійних інфраструктурних об’єктів, таких як дороги, канали та трубопроводи. Мікродрони дозволяють ефективно моніторити виконання робіт, контролювати обсяги ресурсів і запасів, а також створювати огляди проєктів у режимі реального часу, що сприяє підвищенню безпеки, покращенню планування та оптимізації співпраці. Такий підхід допомагає будівельним компаніям зменшити втрати матеріалів і робочої сили.
Методи виявлення небезпечних газоподібних речовин, зокрема метану, суттєво вдосконалилися за останні роки. Система mdTector1000 CH4 від Microdrones оснащена безпілотним дроном і газовим датчиком Pergam, що забезпечує безпечне, надійне й економічно вигідне виявлення метану. Управління обладнанням здійснюється через планшетний ПК, а програмне забезпечення дозволяє планувати місії, виконувати польоти та візуалізувати метанові викиди як у реальному часі, так і після завершення польоту.
Тут теж йде пряма прив’язка аерофотознімків до їхнього положення на Землі та їх максимально точне компонування. В результаті значно скорочується час, який потрібний геодезистам для картографічних проектів.
Стежать за сільським господарством.
Нещодавно у Франції провели дослідження активності кротів за допомогою БПЛА Microdrones, оснащеного різними корисними навантаженнями для отримання даних (камера, мультиспектральна, теплова та LiDAR).
Картографують поля сонячних батарей.
Використовуючи безпілотник Microdrones md4-1000, обладнаний оптичними та інфрачервоними сенсорами, Інститут сонячних досліджень Німецького аерокосмічного центру у 2014 році провів перший політ над сонячною електростанцією. На сьогоднішній день такі польоти виконуються з частотою від 50 до 100 разів на рік.
Інспектують забруднені, небезпечні чи важкодоступні споруди.
Картують дороги.
Картографування доріг активно застосовується комунальними та транспортними компаніями для оцінки територій, де планується будівництво нової інфраструктури, такої як лінії електропередач або залізничні колії. У зв’язку зі зростанням глобального попиту на енергію з’являється потреба у швидких і точних методах аналізу старої інфраструктури та планування нових об’єктів. Використання картографування доріг дозволяє виконувати ці завдання значно швидше та з меншими витратами ресурсів порівняно з традиційними методами зйомки.
Допомагають прогнозувати лавини.
Безпілотники Microdrones з комплексом mdMapper, обладнані лідаром, були використані в національному парку Квебеку для швидкого та точного вимірювання глибини снігового покриву. Це допомогло значно покращити прогнозування ризику сходження лавини.
Допомагають рятувальникам.
Чотири компанії провели спільні польові випробування в Хорнебурзі під Гамбургом на березі річки Ельби. Під час випробування було продемонстровано, як можна врятувати дитину за допомогою спеціально обладнаного безпілотного літака MicroDrones MD4-1000. Оскільки політ проходив поза зоною видимості оператора, безпілотник був оснащений тепловізійною камерою та спеціально розробленим модулем стільникового радіозв’язку для забезпечення ефективної комунікації.
Популярність дронів – річ непостійна. Постійно з’являються нові моделі, які намагаються конкурувати з брендами, що зарекомендували себе. Було б нудно в черговий раз розповідати про дрони DJI, тому давайте подивимося на мікродрони інших виробників.
Якість зйомки, хоча й не HD, все ж значно краща порівняно з іншими дронами такого розміру. Хоча тут відсутній GPS, час польоту обмежений 8 хвилинами, а дальність — 100 метрів, Eachine все одно є відмінним вибором для використання як в приміщенні, так і на вулиці.
Дрон оснащений гіроскопічною стабілізацією та функцією утримання висоти, що робить його легким у керуванні.
Цей компактний складний дрон (11×11×3 см) з камерою коштує приблизно 1000 грн, тому не варто бути надто вимогливим до його характеристик.
Makerfire Micro FPV — це чудовий мікродрон для новачків, який поставляється з відмінною комплектацією: окуляри 5,8 ГГц, потужний передавач і захист пропелерів. Останній елемент забезпечує безпеку при зіткненнях з перешкодами, включаючи стіни та навіть домашніх тварин.
Цей дрон дає змогу розпочати польоти FPV завдяки трьом режимам, що адаптуються до різного рівня досвіду користувача, дозволяючи регулювати швидкість залежно від навичок пілота.
Хоча час польоту обмежений 5 хвилинами, а дальність складає 70 метрів, дрон забезпечує неймовірні емоції та відчуття повного занурення.
Цей дрон для початківців ідеально підходить для польотів як в приміщенні, так і в парку. Однак важливо уникати польотів у сильний вітер, оскільки він може бути занадто потужним для контролю дрону.
У комплекті йдуть дві або три батареї, а також є версія з вбудованою камерою.
Дрон оснащений функцією утримання висоти, автопілотом та можливістю зльоту однією кнопкою. Час польоту становить 6 хвилин, а дальність — 60 метрів.
Дрон Snaptain стане чудовим вибором для спостереження за вашими кішками, одночасно забезпечуючи їхню безпеку завдяки захисній решітці, що захищає лапи від обертальних пропелерів. Час його польоту складає 6 хвилин, а дальність — 60 метрів.
Цей дрон ідеально підходить для дітей або новачків у пілотуванні, але він також стане чудовою іграшкою для ваших кішок.
Дрон здатен виконувати сальто та має три режими швидкості, що дає можливість не лише виконувати трюки, але й рухатися повільно за потреби.
У комплекті є три батареї, що дозволяють дрону літати майже 20 хвилин.
Cheerson CX10 — один з перших серійно випущених найменших квадрокоптерів, доступних для покупки. За розмірами це більше нанодрон, аніж мікродрон, але він прекрасно літає та має високу міцність. Однак варто зазначити, що цей дрон не оснащений функцією утримання висоти, що ускладнює його стабільне перебування в повітрі, але дає можливість покращити навички пілотування.
Час польоту складає 6 хвилин, а дальність — 60 метрів.
Незважаючи на свої малі розміри та обмежену вантажопідйомність, мікродрони можуть виконувати чимало корисних завдань. Тому вибір такого дрону не є менш складним, ніж вибір більшого аналога.
Ось на що варто звернути увагу при виборі мініатюрного дрону:
Міцність — це важливий аспект, оскільки мікродрони зазвичай використовуються в приміщеннях, а через відсутність GPS часто падають. Для новачків цей фактор стає ще важливішим, адже вміння правильно управляти дроном приходить із практикою.
Захист гвинтів — цей компонент захищає пропелери, що робить дрон більш довговічним і безпечним для вас та оточуючих. Вони дозволяють дрону стикатися з об’єктами, не руйнуючи його, і продовжувати політ. Без них дрон міг би просто впасти при першому ж зіткненні.
Час польоту — це важливий параметр, хоча й простий. Більшість мікродронів не можуть літати довше 10 хвилин, тому наявність додаткових батарей стає необхідною для продовження польотів.
Режими польоту для початківців — функції, як утримання висоти, кілька швидкісних режимів і автопілот, можуть зробити дрон більш стабільним у повітрі, що значно полегшує керування, особливо для новачків.
75 
96 
996