Бензиновые квадрокоптеры набирают популярность благодаря своим широким возможностям. Как видно из названия, они работают на бензине, используя двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В отличие от аккумуляторных моделей, бензиновые двигатели более мощные и не требуют подзарядки, что делает их идеальными для длительных полетов.
Принцип работы
Бензиновые квадрокоптеры управляются посредством пульта дистанционного управления или компьютера с помощью специального программного обеспечения. В современных моделях установлены интеллектуальные системы управления, которые отвечают за стабильность полета, автоматический возврат на базу и выполняют другие важные функции. Когда оператор подает команды, контроллер обрабатывает и передает сигнал регуляторам оборотов.
Во время работы двигателя энергия сгорания преобразуется в механическую и электрическую. Двигатель приводит в движение винты, а они создают подъемную силу. Изменение тяги винтов позволяет дрону подниматься, опускаться, перемещаться и зависать в пространстве.
Одновременно генератор вырабатывает электрический ток, запитывает систему управления, камеры и другую бортовую электронику.
Квадрокоптер в полете
Назначение узлов и деталей бензинового квадрокоптера
- Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) преобразует энергию сгорания бензина в механическую и приводит в движение винты.
- Генератор преобразует механическую энергию в электрическую и запитывает электронику (системы управления, камеры, GPS-модуль и др.)
- Система управления обеспечивает стабильный полет, автоматическое возвращение на базу и маневренность.
- Винты создают подъемную силу и регулируют положение в воздухе с помощью системы управления. Делятся на стандартные и толкающие, изготовленные из пластика или композитных материалов.
- Топливный бак с бензином позволяет дрону длительно находиться в полете.
- Рама отвечает за надежность конструкции квадрокоптера, прочность и крепление узлов. Обычно изготавливается из легких сплавов или композитных материалов.
- Пульт управления передает на контроллер команды оператора.
- Система навигации отвечает за пространственное положение и высоту.
Электрические и бензиновые квадрокоптеры в сравнении
Сначала рассмотрим более распространенные электрические квадрокоптеры. Их основным недостатком считается короткое время полета из-за ограниченного заряда батареи. Если увеличить заряд за счет дополнительного аккумулятора, квадрокоптер станет тяжелее и не сможет взять на борт груз. Сделать более легкими аккумуляторы не удается из-за отсутствия нужных технологий. Получается: чем больше емкость батареи, тем больше ее вес, а соответственно, и стоимость.
Есть и другие недостатки:
- батареи не унифицированы — для каждого дрона используется определенный тип аккумулятора;
- зимой они быстрее разряжаются, и квадрокоптеры плохо работают при значительном «минусе»;
- на зарядку аккумулятора требуется время, что неэффективно при длительных перелетах и плохих электросетях.
В сравнении с электрическими аналогами квадрокоптеры с ДВС проигрывают по уровню шума и необходимости регулярного техобслуживания, но у них немало преимуществ:
- невысокая стоимость;
- быстрая заправка;
- не требуется запасной ДВС;
- работают в мороз.
В зимнее время бензин не замерзает, дальность полета на бензиновом двигателе значительно больше, чем на аккумуляторной тяге. Еще одно достоинство состоит в способности транспортировать тяжелые грузы на дальние расстояния.
Однако бензиновый двигатель делает летательный аппарат более тяжелым и громоздким. Чтобы ДВС работал, в конструкции дрона нужны рамы, подвески, системы подачи топлива, масла, зажигания, бак для бензина. К числу недостатков бензиновых БПЛА относятся вибрация, усложняющая видеосъемку, и пожароопасность, и, как следствие, ограниченный ареал использования (в многолюдных местах применять такой аппарат нельзя).
Бензиновый квадрокоптер
Преимущества бензиновых квадрокоптеров
- Длительное время полета: БПЛА могут находиться в воздухе до 2–3 часов, выполнять мониторинг больших территорий и затяжную аэросъемку.
- Универсальность: мощный бензиновый двигатель позволяет квадрокоптеру поднимать тяжелые грузы, профессиональное оборудование и выполнять целевые задачи в разных отраслях промышленности.
- Автономность: бензиновые квадрокоптеры могут использоваться в удаленных районах, где доступ к электричеству ограничен, а дозаправка бензином возможна.
- Надежность: двигатели внутреннего сгорания менее чувствительны к перепадам температуры и влажности, и потому бензиновые дроны более устойчивы к погодным условиям.
- Экономичность: заправка бензином обходится дешевле, чем покупка и замена аккумуляторов для электрических дронов.
Сферы применения бензиновых квадрокоптеров
- Аэросъемка и картография. За счет длительного времени полета и большой мощности бензиновые квадрокоптеры лучше других подходят для профессиональной аэросъемки при подготовке карт местности.
- Строительный мониторинг, противопожарная инспекция, лесоохрана. Выносливые бензиновые дроны используются для контроля состояний инфраструктуры, ЛЭП, трубопроводов, промышленных сооружений, зданий, плотин, мостов. Подходят они и для удаленных районов с неразвитой электросетевой структурой, где электрический квадрокоптер не смог бы зарядить батареи.
- Сельское хозяйство. Здесь бензиновые летательные аппараты используются для опрыскивания полей, инспекции посевов, урожая и других сельскохозяйственных работ.
- Поисково-спасательные операции. Дроны на бензиновой тяге могут подолгу находиться в воздухе и помогают в поиске людей, потерявшихся в труднодоступных местах.
Виды бензиновых квадрокоптеров
Известны два типа бензиновых БПЛА: аппараты только с двигателями внутреннего сгорания и комбинированные (гибридные) модели, в которых бензиновые двигатели сочетаются с электрическими.
1. Гибридные модели
Заправка бензином двигателя у гибридного квадрокоптера
В гибридных квадрокоптерах используется комбинация бензинового двигателя и электрических моторов. ДВС создает тягу и питает генератор, который заряжает аккумуляторы для электродвигателей. Электромоторы повышают маневренность, уменьшают вес беспилотника и продлевают время полета.
На рынке гибридные беспилотники встречаются редко, так как обычно их создают для выполнения специализированных задач, как, например, Yeair — гибридный дрон с бензиновым двигателем и электрическим мотором. Он может разгоняться до 100 км/ч и переносить груз до 5 кг. Оснащен функцией автопилота, несколькими полетными режимами и управлением через смартфон.
2. Модели с бензиновыми двигателями (ДВС)
Бензиновые квадрокоптеры, работающие исключительно на бензине, отличаются большей мощностью и продолжительностью полета по сравнению с электрическими аналогами. Однако они имеют более сложную конструкцию, меньшую маневренность и экологичность, требуют специального топлива и регулярного технического обслуживания. Такие дроны чаще используются в профессиональных целях, а не в потребительском сегменте.
Среди бензиновых БПЛА в качестве примера можно привести модели, которые используются для переноски грузов, мониторинга и решения специальных задач:
- Goliath MKII (30 л. с., ременная передача, алюминиевый корпус);
- Belias (двухтактный двигатель, полет до 3 часов, грузоподъемность до 10 кг);
- MMS Drone (полет до 2 часов, нагрузка до 4 кг с камерой).
Конструктивные особенности и компоненты
1. Двигатель
Для бензиновых квадрокоптеров разрабатываются уникальные двухтактные двигатели внутреннего сгорания. Мощность таких двигателей может достигать 1,5 кВт. В гибридных моделях часть энергии бензиновых двигателей может использоваться для подзарядки аккумулятора в полете.
2. Система управления и навигации
Современные модели могут подключаться к системе автоматического подъема и посадки и поддерживать различные варианты автономного полета. Управление может осуществляться с помощью смартфона или планшета. Некоторые модели оснащены наземной станцией RTK для точного позиционирования и повторения рельефа местности.
3. Дополнительное оборудование:
- камеры ночного видения для работы в темное время суток;
- система предотвращения столкновений LIDAR.
На что обратить внимание при выборе бензинового квадрокоптера
Если вы решили отдать предпочтение бензиновому квадрокоптеру, обращайте внимание на следующие параметры:
- мощность двигателя: от нее зависит грузоподъемность и скорость полета;
- время полета: зависит от объема топливного бака и эффективности двигателя;
- система управления: должна быть интуитивно понятной и поддерживать все необходимые функции;
- дополнительные возможности: например, наличие камеры, GPS-модуля или системы автоматической стабилизации.
Преимущества бензиновых квадрокоптеров перед электрическими
Чтобы покупка не стала для вас неожиданностью, нужно помнить, что помимо многих преимуществ, бензиновые квадрокоптеры имеют и некоторые недостатки:
- производят шум — двигатель внутреннего сгорания работает громче, чем электрический мотор.
- нуждаются в обслуживании — бензиновые двигатели требуют регулярного технического обслуживания;
- много весят — бензиновые беспилотники тяжелее электрических аналогов, значительный вес может затруднять их транспортировку.
Заключение
Бензиновый квадрокоптер представляет собой универсальный летательный аппарат с широкими возможностями для профессионального применения. Автономный, мощный и надежный, он подходит для решения многих задач, в которых требуется длительное время полета и работа в сложных условиях.
Если вам нужен беспилотник для ответственных поручений, бензиновый квадрокоптер станет вашим надежным и верным помощником.