Многовинтовые вертолёты разрабатывались ещё в первые годы вертолётостроения. Недостатком этих аппаратов была сложная трансмиссия, передававшая вращение одного мотора на несколько винтов. Изобретение хвостового винта и автомата перекоса положило конец этим попыткам. Новое рождение мультикоптеры получили в XXI веке, уже как беспилотные аппараты. Благодаря простоте конструкции мультикоптеры используются в любительском моделировании. Мультикоптеры удобны для аэрофото- и киносъёмки — громоздкая камера вынесена из зоны действия винтов.

Принцип действия

Мультикоптеры имеют чётное число (4, 6, 8 и больше) винтов постоянного шага (автомата перекоса, в отличие от одно- и двухвинтовых аппаратов, нет). Каждый винт приводится во вращение собственным двигателем. Половина винтов вращается по часовой стрелке, половина — против, поэтому хвостовой винт вертолёту не нужен. Аппарат маневрирует, изменяя скорость вращения винтов, например: Увеличить скорость вращения всех винтов — подъём. Увеличить скорость вращения винтов с одной стороны и замедлить с другой — движение в строну. Увеличить скорость вращения винтов, вращающихся по часовой стрелке, и замедлить вращающиеся против — поворот.

Квадрокоптер:

БПЛА с четырьмя роторами. Аэродинамически наиболее выгодная схема мультироторного летательного аппарата. К недостаткам можно отнести невысокую (по сравнению с остальными схемами) стабильность полета. Также, в случае отказа одного ротора, аппарат становится полностью неуправляемым. А если вес аппарата превышает 3000 гр. — смертельно опасным.

Гексакоптер:

БПЛА с шестью роторами. Аэродинамически сбалансированная схема мультироторного летательного аппарата. Так называемая «золотая середина». При отказе одного или двух роторов возможна (проверено личным опытом) управляемая посадка. Но газодинамическая эффективность винтомоторной группы ниже, чем у квадрокоптера. Связано это с тем, что при тех же габаритных размерах расстояние между осями двигателей меньше. Поэтому необходимо применение винтов с меньшей производительностью. Удельный вес — больше.

Октокоптер и другие схемы с числом роторов больше восьми:

БПЛА с восьмью и более роторами. Дальнейшее ухудшение аэродинамической эффективности и увеличение удельного веса в угоду надежности и стабильности полета. Уменьшение продолжительности полета. Но если необходима видеосъемка без характерных «коптерных подергиваний», необходимо использовать восемь роторов и больше.

Микропроцессорная система осуществляет управление двигателями. Чтобы обеспечить устойчивое управление, мультикоптеры снабжают тремя и более гироскопами, измеряющими углы крена и тангажа аппарата данные от которых позволяют процессору устанавливать абсолютно горизонтальное положение. Как вспомогательный инструмент также использются акселерометры, позволяющие определить направления и скорость реакций аппарата, и бародатчик, который позволяет фиксировать аппарат на нужной высоте. Также присутствуют приёмники GPS или ГЛОНАСС. С их помощью микропроцессорная система может стабилизировать аппарат в системе географических координат и транслировать данные пилоту. Пилот, с помощью специализированных программ, может контролировать положение аппарата на карте местности. Или заранее составить план полёта и выполнить его в автоматическом режиме. Трудно переоценить применение передатчика видеосигнала. Непрерывный контроль ракурса съемки на практике исключает неудачные кадры. Также, всегда можно сориентироваться в пространстве, и контролируемо направить аппарат в нужную сторону.

Коротко о постройке БПЛА, настройке и безопасности:

Построить простой коптер самостоятельно совсем несложно. Интернет пестрит объявлениями о продаже комплектующих для создания мультироторных систем и описаниями последовательности сборки. Полезно изучить опыт постройки, читая различные тематические форумы моделистов. И если Вам это очень интересно — смело начинайте! Процесс производства БПЛА — невероятно захватывающее занятие. После постройки необходимо настроить параметры электронных систем стабилизации и управления. Обычно менять настройки системы стабилизации «по умолчанию» не следует. Если Вам говорят, что для каждого коптера настройки стабилизации уникальны — это не более, чем лукавая уловка. Из опыта эксплуатации различных конфигураций коптеров — настройки аппаратов взлетным весом 1,5 кг и 32 кг одинаковы. Небольшие различия начинаются при полётах при скорости ветра выше 15 м/с, и не превышают ±10%. Все тесты необходимо производить при снятых пропеллерах! После того, как Вы убедились, что всё работает правильно, можно приступать к первым полетам. При недостатке опыта постройки мультироторных БПЛА первый полёт труден всегда. Часто бывает полезно поиграть в какой-нибудь компьютерный симулятор, или купить маленькую комнатную модель вертолета. Это даст первые необходимые навыки взлёта, пилотирования и посадки. После этого можно переходить к практике полетов на коптере. Непосредственно во время взлёта и посадки, следует находится на безопасном расстоянии. Во время взлёта и посадки тяжелый коптер поднимает в воздух потоки пыли, снега и т.п., поэтому нужно быть к этому готовым и защитить глаза и органы дыхания. БПЛА с суммарной мощностью двигателей более 600 Вт представляет большую опасность, и может причинить серьёзные травмы. Аппарат с суммарной мощностью двигателей более 1000 Вт уже может причинить смертельно опасные травмы. Поэтому неукоснительно должны соблюдаются ВСЕ правила обеспечения безопасности полетов. С ними можно ознакомиться в соответствующем разделе нашего сайта. safety_ru.html

Если хотя бы одно из условий не выполнимо, следует отказаться от полёта!

А ещё коптер капризный. Чтобы он мог взлететь и приземлиться необходимы следующие условия (для аппаратов взлётным весом 4кг и более):

Ветер:

— не более 5 м/с в узких ущельях, в котловинах, вблизи неподвижных объектов (зданий, сооружений);

— не более 15 м/с на открытых перевалах, седловинах, гребнях и плато.

Скорость ветра в 15 м/с — это 7 баллов по шкале Бофорта и имеет следующее описание: "Качаются стволы деревьев, гнутся большие ветки, трудно идти против ветра, гребни волн срываются ветром. Максимальная высота волн до 5,5 м."

Скорость ветра в 5 м/с — это 3 балла по шкале Бофорта: "Листья и тонкие ветки деревьев колышутся, колышутся лёгкие флаги, лёгкое волнение на воде, изредка образуются маленькие "барашки". Средняя высота волн 0,6 м."

Ветер порывами, пасмурная погода или теневые участки склона неблагоприятны для взлёта и посадки. Также следует избегать зависаний низко над лесом, неподвижными объектами и густым кустарником, т.к. такие объеты рассеивают воздушную струю или нарушают ламинарный поток воздуха, делая его турбулентным. Это может сделать поведение БПЛА непредсказуемым. Полеты над людьми КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНЫ!