FPV беспилотные летательные аппараты

Беспилотные летательные аппараты FPV

Беспилотник FPV - это специализированный беспилотный летательный аппарат (БПЛА), который передает видео в реальном времени с бортовой камеры на очки пилота, создавая ощущение полного погружения в кабину самолета.

В отличие от обычных беспилотных дронов с GPS, которые летают сами по себе, дроны с видом от первого лица управляются вручную, что обеспечивает большую скорость и эффект присутствия.

Компоненты FPV самолета

FPV-камера: небольшая и легкая камера, установленная спереди. Она оптимизирована для съемки при слабом освещении и в условиях высокой скорости движения, поэтому изображение остается четким даже при резком снижении или повороте дрона. Задача камеры — снимать то, что нужно пилоту для управления дроном, а не создавать видео кинематографического качества.
Видеопередатчик (VTx): VTx принимает видео с камеры и передает его на очки или монитор пилота по радиокналу. В разных системах используется аналоговая или цифровая передача. Аналоговая передача проста и обеспечивает низкую задержку, а цифровая дает более четкое изображение и может записываться в формате HD.
Очки/монитор для FPV: это то, на что смотрит пилот. Очки блокируют внешний свет и позволяют видеть изображение с камеры прямо перед глазами, что делает полет более реалистичным. Многие очки оснащены видеорегистратором (для записи полета) и разнесенными антеннами для улучшения приема сигнала.
Радиопередатчик (контроллер) и приемник (Rx): ручной контроллер пилота передает управляющие сигналы (движения стиков) на приемник дрона. Эта система управляет скоростью, тангажом, креном и рысканием.
Контроллер полета: «мозг» дрона. Он считывает команды пилота (с приемника), данные с датчиков (гироскопа, акселерометра, а иногда и GPS) и регулирует скорость вращения каждого двигателя с помощью регуляторов скорости, чтобы дрон выполнял команды.
Электронные регуляторы скорости (Electronic Speed Controllers, ESC) и двигатели: ESC преобразуют команды полетного контроллера в изменение мощности двигателей. Двигатели вращают пропеллеры, создавая тягу и крутящий момент.
Аккумулятор: обычно это литий-полимерный аккумулятор с высокой токоотдачей, который обеспечивает короткие импульсы тока, необходимые для  полета.
Дополнительно: видеорегистратор, экранное меню, антенны, HD-камера: Во многих сборках вы найдете экранный дисплей (OSD), который отображает телеметрию на канале FPV (напряжение батареи, время полета), отдельную HD-камеру для видеозаписи и специализированные антенны для увеличения дальности действия и надежности.
FPV дроны обычно предназначаются для полетов на большие расстояния — иногда на несколько километров — с сохранением четкого видеосигнала. Обычно они крупнее, с пропеллерами диаметром более 18 см и аккумуляторами большой емкости, обеспечивающими длительное время полета.
Такие дроны часто оснащены GPS для обеспечения дополнительных функций безопасности, таких как возврат в исходную точку. Они идеально подходят для исследования гор, побережий и отдаленных ландшафтов, хотя во многих странах полеты на большие расстояния строго регламентированы.
Основной компонент FPV-дрона — рама, которая соединяет все элементы. Двигатели, контроллер полета, камера и аккумулятор — вот лишь некоторые из деталей, из которых состоит дрон.
Рама - Рама дрона — обычно изготавливается из углеродного волокна (карбона), она легкая и очень прочная. Рамы бывают разных размеров (например, 5 дюймов — стандарт для фристайла, 3 дюйма — для Cinewhoop). Форма рамы влияет на аэродинамику, вес и пространство для компонентов.
Двигатели — моторы для дронов, которые позволяют управлять дроном в воздухе и разгонять его до очень высоких скоростей. У двигателей есть два основных параметра — KV и размер. KV показывает, на какое напряжение рассчитан дрон и с какой частотой вращения он будет работать при определенном напряжении (высокое напряжение = низкий KV, низкое напряжение = высокий KV).
Например, для 5-дюймового дрона на аккумуляторах 6S оптимальный KV будет в диапазоне 1700–1900 кВ. Размер определяет ширину статора (внутренней неподвижной части двигателя) и высоту. Например, размер 2207 означает, что диаметр статора составляет 22 мм, а высота — 7 мм.
Пропеллеры - Пропеллеры разного диаметра (например, 5 дюймов, 3 дюйма) и с разным количеством лопастей (2, 3, 4). Чем больше лопастей, тем выше тяга и устойчивость, но тем выше нагрузка на двигатели. Тип пропеллеров выбирается в зависимости от стиля полета и технических характеристик дрона.
Также важен шаг винта — значение, выраженное в дюймах (in), которое определяет, на какое расстояние пропеллер продвинется вперед за один полный оборот, если бы он двигался в идеально разреженном воздухе (то есть без сопротивления и проскальзывания).