Конструктивные особенности БПЛА квадрокоптерного типа

1. Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гусевская средняя школа» Исследовательский проект по теме:

Выполнил: ученик 11 класса МБОУ «Гусевская СШ»
Мостовой Даниил
Руководитель проекта:
учитель физики Свистунова Г. А.
2025 г.

2.

Цель работы: изучить строение БПЛА квадрокоптерного
типа и особенности применения в современном мире.
Задачи:
1. Собрать и проанализировать информацию о БПЛА
квадрокоптерного типа;
2.Сделать презентацию на основе собранной информации;
3. Сделать выход с материалом проекта к обучающимся
8-10 классов;
4. Провести мастер класс по управлению БПЛА квадрокоптерного
типа обучающимся 8-10 классов.
Актуальность работы: БПЛА квадрокоптерного типа
находят широкое применение в различных сферах, включая
сельское хозяйство, мониторинг окружающей среды, доставку
грузов и поисково-спасательные операции, использование в
военных целях. Изучение их конструкции и принципов работы
является важным шагом в подготовке специалистов для
работы с перспективными технологиями.

3.

Введение.
Беспилотный летательный аппарат— воздушное судно,
управляемое пилотом на расстоянии (без физического
присутствия на борту). В разговорной форме часто
используются синонимы — дрон, беспилотник.
Беспилотники имеют различия в конструкции, назначении,
классификации, техническим характеристикам.

4.

Беспилотник летает и плавает, он устойчив к
атмосферным воздействиям и имеет много
преимуществ, что позволяет нам рассматривать такое
устройство как инструмент, упрощающий жизнь и
помогающий получать определенную информацию и
выполнять определенные задачи. Эта техника
изначально предназначалась для военных целей и
гражданской обороны, но сейчас она используется в
различных областях.

5. История создания

Первый квадрокоптер на радиоуправлении появился
чуть более 10 лет назад, а сегодня такие устройства
уже являются привычными гаджетами. Однако
ошибочно думать, что это изобретение сугубо 21 века –
первые прототипы подобных аппаратов были
разработаны еще в начале прошлого столетия.

6.

Во время Первой мировой войны были предприняты
первые попытки использовать беспилотные аппараты в
военных целях. В 1918 году США разработали
"Кеттерингский жук" — беспилотный самолет,
предназначенный для доставки бомб. Этот аппарат был
оснащен автопилотом, работающим на основе
гироскопов, что позволило ему лететь по заданному
маршруту без участия пилота.

7. Конструкция БПЛА:

Беспилотные летательные
аппараты отличаются по
назначению и выполнению задач,
но составные части у них схожи:
1. Стандартные пропеллеры
2. Толкающие пропеллеры
3. Бесколлекторные двигатели
4. Посадочные шасси
5. Электронные регуляторы
скорости
6. Полетный контроллер
7. Приемник
8. Передатчик
9. Модуль спутниковой навигации
10. Батарея
11. Камера

8. Какие виды БПЛА бывают?

Мультикоптеры
Самолетного типа
Гибридные
Аэростаты

9. Мультикоптеры

Самая распространенная группа дронов, включающая
мультикоптеры для любителей и профессионалов.
Такие дроны имеют вид летающей платформы, на
которую установлено несколько бесколлекторных
электромоторов с пропеллерами. Чаще всего их бывает
3, 4, 6, 8 или 12.

10.

Микропроцессорная система переводит
команды радиоуправления в команды двигателям.
Чтобы обеспечить стабильное зависание,
мультикоптеры в обязательном порядке снабжают
тремя гироскопами, фиксирующими крен аппарата. Как
вспомогательный инструмент, иногда, также
используется акселерометр, данные от которого
позволяют процессору устанавливать абсолютно
горизонтальное положение, и барометр, который
позволяет фиксировать аппарат на нужной высоте.
Также, применяют сонар для автоматической посадки и
удержания небольшой высоты, а также для облёта
препятствий.

11. Самолетного типа

Такие беспилотники могут перемещаться вперед по
заданному курсу, но не способны зависать в воздухе
над объектом. Обычно их используют для дальних
операций, связанных с наблюдением,
картографированием и решением других подобных
задач.

12.

Они могут выполнять высотную разведку,
аэрофотосъёмку, сброс взрывчатки, постановку
радиопомех и прочие задачи. Основные особенности
беспилотников, напоминающих по форме самолёты:
уменьшенные размеры, отсутствие людей позволяет в
разы уменьшить и облегчить конструкцию летательного
аппарата, общий вес систем жизнеобеспечения и
полезной нагрузки составляет 15-20 % общей массы
БПЛА.
Для создания тяги летательные аппараты, движущиеся в
воздухе без помощи человека, оснащаются двигателями
различной конструкции. Количество моторов – один или
два.

13. Гибридные

Гибридные БПЛА сочетают в себе функции и
характеристики самолетного и мультироторного типа
дронов. Поворотные (или фиксированные) винты во
время взлета и посадки действуют как подъемные, а во
время обычного полета – как тянущие.

14.

В преимущества входят вертикальный взлет за
счет дополнительных двигателей, высокая
скорость, маневренность, удачное соотношение
взлетной массы и полезной нагрузки, экономия
энергоресурсов мотора. Среди недостатков
трудное обслуживание и ремонт, зависимость от
погоды, высокая стоимость.

15. Аэростаты

Они имеют оболочку, заполненную газом или нагретым
воздухом, для создания подъёмной силы. Аэростаты
используются для долгосрочного наблюдения, связи,
метеорологии и других задач.

16.

Аэростатические БПЛА могут перемещаться на
протяжении нескольких дней или даже недель, а
кроме того, нести большие грузы. Из минусов —
они довольно ограничены в маневренности и
скорости, а их работа напрямую зависит от
погоды.

17. Применение дронов в повседневной жизни

Последние несколько лет БПЛА все больше
внедряются в гражданскую авиацию. Они применяются
для аэрофотосъемки и видеосъемки, что позволяет
получать качественные изображения с воздуха
для различных целей, включая рекламу, недвижимость
и туризм. Также беспилотники используются
для доставки товаров, что сокращает время и затраты
на логистику. Ближайший пример — дроны компании
Amazon.

18. Плюсы БПЛА в военном применении

Главный плюс применения БПЛА: безопасность.
Использование дронов позволяет уменьшить риск
для жизни пилотов, поскольку они могут выполнить
задачи в опасных или вражеских условиях без наличия
человека на борту. Это способствует сохранению
жизней и снижает потери персонала.

19. Минусы БПЛА в военном применении

Использование БПЛА военными силами может
вызывать опасения в отношении нарушения
приватности и неправомерного сбора информации.
Существует необходимость в строгих правилах
и протоколах, чтобы обеспечить соблюдение законов
и этических норм.

20. Сильнейшие БПЛА планеты

MQ-9 Reaper, разработанный компанией General
Atomics Aeronautical Systems, является одним из самых
известных и эффективных военных дронов в мире.
Он имеет длительное время полета, способен нести
большую боевую нагрузку в виде бомб с лазерным
наведением и ракет Hellfire.

21.

Bayraktar TB2 (Турция): Bayraktar TB2, разработанный
турецкой компанией Baykar, стал одним из самых
массовых беспилотных летательных аппаратов
в последние несколько лет. Он обладает возможностью
наносить удары по наземным целям, осуществлять
разведку и наблюдение, и использовался в операциях
в Сирии и Ливии.

22.

Wing Loong II (Китай): Wing Loong II, разработанный
компанией Chengdu Aircraft Industry Group, заявляется
как китайский многоцелевой беспилотный летательный
аппарат нового поколения, но фактически является
точной копией первого американского ударного дрона
MQ-1 Predator.

23.

Я посетил выставку «Боевой путь 6-го воздушнодесантного штурмового батальона» в городе Касимов,
меня особенно заинтересовали возможности
квадрокоптеров в военной сфере – например, их
использование для разведки, целеуказания и
поражения цели.

24.

Также я прошел небольшой курс по управлению
квадрокоптерами в МБОУ СШ номер 6 Приокского
микрорайона. Обучающиеся этой школы в свободное
время тренируются управлять квадрокоптерами,
собирать их и настраивать. В ходе курса я управлял
кадрокоптером на экране через специальное
приложение, в очках виртуальной реальности, управлял
квадрокоптером проходя препятствие.

25.

Управление квадрокоптером осуществляется с
помощью мобильного приложения для
смартфонов «Geoscan Jump». Это приложение
нужно для подключения дрона к телефону через
Wi-Fi для дальнейшего управления им.
Приложение имеет простой и удобный в
использовании интерфейс.
Иконка приложения:
Интерфейс:

26.

Я сделал выход со своим проектом к обучающимся 10
класса на уроке ОБЗР. На этом уроке я познакомил
обучающихся с конструктивными особенностями БПЛА
квадрокоптерного типа, провел мастер класс по
управлению квадрокоптером с помощью приложения
«Geoscan Jump».

27. Заключение:

Одной из самых быстро развивающихся и
перспективных областей развития технологий в
последние годы является разработка и производство
беспилотных летательных аппаратов. Это связано с
тем, что использование беспилотных летательных
аппаратов в армии и в различных гражданских областях
является экономичным и часто позволяет им выполнять
задачу лучше и быстрее, чем это было бы сделано с
помощью традиционной авиации или других
традиционных методов. Вероятно, в современном мире
нет области, где было бы невозможно эффективно
использовать беспилотные летательные аппараты.