Существующие в настоящее время модели квадрокоптеров весьма разнообразны. Приведенная в статье опытная конструкция снабжена рамой типа Х, в которой лучи встречаются на теле рамы в самом центре, образуя форму буквы Х (рис. 1). Такая рама, как правило, легче рам другой формы. Компоненты квадрокоптера размещаются посередине рамы, поэтому удобно осуществить центровку веса, что особенно важно при перевозке грузов. Отцентрированная масса на такой раме сокращает инерцию квадрокоптера в полете [1, 2].
Техническая характеристика квадрокоптера:
• Взлетный вес: 900 г без груза и аккумулятора, а с аккумулятором 1 150 г.
• Полный вес — 1300 г.
• Диаметр рамы — 450 мм.
Перечень оборудования: 4 двигателя Тарот 2212 920 KV; 4 регулятора HOBBYWING PLATINUM Pro 30A; станция для приема сигнала с пульта; аккумулятор APM Arducopter 2.3; GPS модуль; сервопривод — захват; телеметрия для связи с наземной станцией.
Для стабилизации полета требуется настройка ПИД (Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный метод), управляющий циклом с обратной связью, который используется в различных управляющих системах. Ориентация в пространстве осуществляется с помощью углов тангажа — движение относительно горизонтальной оси, крена — движение относительно продольной оси и рысканья — движение относительно вертикальной оси. Для осуществления подъема требуется найти среднее арифметическое между скоростями вращения всех моторов, а для удержания механизма на одной высоте требуется найти минимальный уровень мощности, требуемой для зависания.
На рис. 2 представлен квадрокоптер 1, снабженный электромагнитом для подъема груза, а на рис. 3 — квадрокоптер 2 с механическим захватом.
Управление квадрокоптером осуществляется с помощью многоканального полетного контроллера (рис. 4), который отвечает за перемещение на основе гироскопа и акселерометра.
Анализ существующих конструкций квадрокоптеров, условий их эксплуатации, а также проведенные испытания представленной модели показали, что для взлета и посадки этого вида транспорта в городских условиях удобно использовать, например, крыши зданий. Так, американская компания Amazon уже провела испытания посадки дирижабля на крыше здания (рис. 5) [3].