Дроны становятся частью нашей повседневной жизни: от аэрофотосъемки до съемки и даже доставки посылок. Их применение ограничено тем, сколько они могут нести.

Давайте рассмотрим, какой вес может нести дрон и какие факторы влияют на грузоподъемность дрона.

Большинство игрушечных дронов или недорогих дронов с щеточными двигателями могут нести только собственный вес. Потребительские дроны могут нести полезную нагрузку до 500 граммов. Профессиональные дроны могут нести до 10 кг полезной нагрузки.

Но это только примерные цифры. Фактическая грузоподъемность зависит от модели дрона. Давайте посмотрим на некоторые модели реальных дронов и посмотрим, какой вес они могут поднять.

Мы также рассмотрим некоторые факторы, которые могут повлиять на способность дронов поднимать дополнительный вес и их применение в реальной жизни.

Какой вес может нести дрон?

Вот таблица, в которой перечислены самые популярные модели и их максимальная несущая способность в зависимости от их производителя или пользователей.

Дроны категории игрушек

В дронах категории игрушек используются щеточные двигатели, мощность которых недостаточна для подъема дополнительного веса, кроме собственного.

Вы можете использовать их только для полета в безветренной среде и для аварий. Обычно они могут нести вес собственного тела без какой-либо дополнительной полезной нагрузки, такой как подвес или тяжелая система камер.

Эти дроны предназначены для детей, чтобы весело летать и учиться управлять дроном в воздухе. Даже если они разобьются и сломаются, ущерб не будет дорогостоящим.

Дроны среднего и высокого класса

Дроны среднего и высокого класса оснащены гораздо более мощными бесколлекторными двигателями, способными поднимать дополнительный вес. Эти дроны также не предназначены для перевозки чего-либо, кроме собственного веса и аксессуаров.

По этой причине производитель не указывает грузоподъемность в спецификации.

Например, потребительские дроны DJI, такие как Mavic Air или Mini 3, поставляются с фиксированной прикрепленной камерой, и на нее нельзя установить ничего дополнительного.

Тем не менее, люди экспериментировали с этими дронами, чтобы проверить, сколько они могут поднять сверх собственного веса.

Такие эксперименты часто проводят, привязывая ведро ниткой к корпусу дрона, а затем помещая в ведро грузы. Вес увеличивается до тех пор, пока дрон не может не отставать.

Вот видео одного из таких экспериментов, проведенного Russles из 51 Drones. Если досмотреть до конца, то это просто потрясающе.

Кроме того, их грузоподъемность может сильно различаться даже для одного и того же дрона из-за внешних факторов, таких как среда полета и то, насколько агрессивно / умело вы летите.

Из разных экспериментов, которые я смог найти в Интернете, вот табличные данные о том, какой вес могут нести эти потребительские дроны.

Модель дрона	Максимум. Полезная нагрузка
Mavic mini	181 г
Mavic mini 2	283 г
Mavic 2 Про	531 г
Mavic Эйр	331 г
DJI искра	149 г

Профессиональные дроны

Профессиональные дроны для фото- и кинематографии могут поднимать вес собственного тела + подвес + профессиональная камера (обычно от 5 до 10 фунтов).

Обычно эти дроны могут нести весь этот вес без каких-либо проблем, поскольку они рассчитаны на полезную нагрузку.

Другая категория профессиональных дронов используется в сельскохозяйственных целях. Они используются для распыления пестицидов и гербицидов на полях.

Они могут поднимать вес от 20 до 40 фунтов благодаря своим мощным двигателям, большим аккумуляторным блокам и мощным пропеллерам.

Поскольку эти дроны предназначены для перевозки различных полезных грузов, в том числе сторонних производителей, производители обычно указывают максимальную грузоподъемность в спецификации.

Ниже приведены несколько профессиональных дронов с максимальным взлетным весом.

Профессиональная модель дрона	Максимум. Полезная нагрузка
Yuneec H920 Торнадо	1,60 кг
Скайдио Х2	1,45 кг
DJI Матрица 300 РТК	9,0 кг
DJI Аграс MG-1	8,8 кг
Фрифлай Альта 8	18,1 кг
DJI вдохновляет 2	4,25 кг
DJI S1000	6,8 кг
Интуитивно понятный воздушный Aerigon MK II	2,44 кг

Узнайте, какой вес может поднять дрон

Для профессиональных дронов производитель обычно указывает, какую полезную нагрузку они могут нести. В большинстве случаев это немного консервативно, поскольку эти цифры могут быть превышены до некоторых пределов.

Дроны с грузоподъемностью в кг не редкость в профессиональной категории. Например, серия DJI Inspire может легко поднимать тяжелые объективы и приспособления весом более 4 кг. Точно так же сельскохозяйственные дроны могут перевозить довольно тяжелую жидкость для распыления.

Для потребительских дронов, таких как серия DJI Mavic, максимальная грузоподъемность не указана, поскольку эти дроны не предназначены для перевозки чего-либо, кроме прикрепленной камеры (или, возможно, некоторых легких аксессуаров, таких как защитные кожухи).

Для этих потребительских дронов вам придется либо провести тест полезной нагрузки самостоятельно, либо посмотреть в Интернете и посмотреть, проводил ли кто-то еще тест на вашей конкретной модели.

Вы также можете найти приспособления для перевозки полезной нагрузки, разработанные для определенных моделей. Это от сторонних компаний, а не от официальных производителей. Мне нравится этот простой механизм полезной нагрузки для Mavic Pro.

Большинство производителей указывают «максимальный взлетный вес», который описывает максимальный вес, включая сам дрон и все прикрепленные аксессуары.

Двигатели обычно рассчитаны на создание тяги, которая может взлететь с таким большим весом (конечно, с некоторым запасом прочности).

Однако большинство игрушечных дронов стоимостью менее 100 долларов могут поднимать только собственный вес без дополнительного веса. Они даже не предназначены для удержания какой-либо дополнительной полезной нагрузки, если только вы не закалите корпус для удержания нестандартной полезной нагрузки.

Какой дрон может нести наибольший вес?

В то время как большинство потребительских и полупрофессиональных дронов предназначены для практических целей, не требующих большого подъема тяжестей, есть некоторые специально разработанные дроны для конкретных случаев использования.

Эти дроны могут легко нести огромные полезные нагрузки. Ниже приведены несколько примечательных дронов, которые могут нести наибольший вес.

Griff 300 (грузоподъемность = 226 кг/500 фунтов)

Griff — норвежская компания, разрабатывающая профессиональные дроны различного назначения.

В 2016 году компания выпустила свою знаменитую модель Griff 300 с поразительной грузоподъемностью 500 фунтов или 226 кг.

Теоретически он может одновременно поднять Майка Тайсона и Арнольда Шварценеггера.

В основном используется в поисково-спасательных операциях. Вот демонстрация дрона с выставки AUVSI Xponential 2017 в Далласе.

Он разработан с 8 пропеллерами, установленными на мощных двигателях, которые могут управлять дроном в течение 45 минут. Это стоит около 265 000 долларов за единицу.

Ehang Drone (полезная нагрузка = 220 г/485 фунтов)

Китайская компания Ehang разрабатывает пассажирский беспилотник, предназначенный для городской воздушной мобильности, который может поднимать 220 кг полезной нагрузки. Это 485 фунтов.

Этот дрон отличается от Griff 300 тем, что представляет собой полноценное воздушное такси и может перевозить 1 человека из дома на работу и обратно на одной зарядке.

У него очень футуристический дизайн салона, который вмещает 1 пассажира и может управляться изнутри дрона. Он также имеет 8 рычагов с установленными 16 двигателями (по 2 на каждом рычаге).

В настоящее время беспилотник находится на стадии тестирования, и вскоре мы можем увидеть, как некоторые из них летают в наших городах.

Дроны для доставки посылок Amazon (полезная нагрузка = 5 фунтов)

Да, дроны можно использовать для доставки посылок. Например, Amazon уже тестирует доставку посылок с помощью своих специально разработанных дронов Prime Air.

Дроны Prime Air могут поднимать до 5 фунтов посылок для доставки. Посылки могут быть доставлены в течение короткого времени 30 минут или меньше. Разве это не здорово?

Если подумать, доставка посылок с помощью дронов имеет смысл. Компании могут сэкономить на рабочей силе и времени, доставляя свою продукцию дронами.

Люди могут работать до 8 часов в день, а дроны могут летать 24/7. Доставка дронами особенно полезна и экономит топливо, когда вам нужно доставить одну небольшую посылку в отдаленный район.

Вам не нужно отправлять грузовик с доставкой только для того, чтобы доставить чехол для телефона за 20 долларов. Дроны могут сделать это легко.

Могут ли дроны поднять человека?

Как обсуждалось выше, дрон Ehang предназначен для перевозки людей по городу. Он был испытан в Дубае и очень перспективен.

В будущем мы можем ожидать, что дроны-такси захватят мир и подарят нам сумасшедший и футуристический опыт.

Они могут нести до 100+ фунтов и могут летать с людьми на больших высотах. Единственное препятствие заключается в том, как они могут ориентироваться в людных местах, таких как города?

Могут пройти десятилетия, прежде чем мы увидим беспилотники-такси, перевозящие людей по городу.

Факторы, влияющие на грузоподъемность дронов

Грузоподъемность любого дрона зависит от назначения его конструкции. Для чего предназначен дрон?

Это просто дрон из категории игрушек, предназначенный для веселых полетов, или это полноценный профессиональный дрон, предназначенный для перевозки тяжелого записывающего оборудования или баков для опрыскивания растений? Назначение конструкции влияет на грузоподъемность.

Ниже приведены несколько конструктивных соображений, которые влияют на то, какой вес может нести дрон. Если вы собираетесь разработать свой собственный беспилотник, знание этих факторов очень поможет вам.

Тип и мощность двигателя

Наиболее важным фактором является тип и размер двигателей, используемых в дроне. Поскольку двигатели отвечают за питание гребных винтов, их выбор сильно влияет на то, какую тягу могут генерировать гребные винты.

В дронах используются два основных типа двигателей.

• Коллекторные двигатели : это дешевые двигатели, которые обычно используются в игрушечных дронах и других игрушках. Они работают на постоянном токе и имеют низкий КПД и отношение мощности к тяге.
• Бесщеточные двигатели : это двигатели переменного тока, используемые во всех высококлассных дронах и даже в современных электромобилях. Они имеют высокое отношение мощности к тяге и могут создавать большую тягу.

Если у вашего дрона бесщеточные двигатели, он может создавать очень большую тягу для своего размера. Эти двигатели дронов очень эффективны и могут потреблять большие токи от батареи, а взамен создавать большую тягу и нести большую полезную нагрузку дронов.

Тип пропеллеров

Пропеллеры - это движущаяся поверхность, которая фактически создает подъемную силу, называемую тягой. Пропеллеры бывают разных размеров и с разным углом наклона.

Длина и угол наклона являются факторами, влияющими на то, сколько тяги гребные винты могут создавать за один оборот.

Шаг - это мера того, насколько изогнута поверхность винта относительно горизонтальной плоскости. Пропеллеры с большим шагом могут генерировать большую тягу за один оборот (если сравнивать два винта одинаковой длины).

Но возникает вопрос — почему бы не увеличить угол тангажа, чтобы получить больше тяги? Ну, это компромисс между двумя параметрами производительности.

Винты с большим шагом создают большую тягу, но они также имеют высокое сопротивление и, следовательно, потребляют больше тока от батареи. С винтами с большим шагом вам придется использовать большую батарею и электронные компоненты с более высокими характеристиками (включая ESC).

При проектировании дрона дизайнеры рассчитывают, какая тяга действительно необходима для целей проектирования, а затем соответственно выбирают длину и угол наклона. Они не могут просто сходить с ума с углом наклона.

Угол тангажа также имеет другое ограничение, называемое углом сваливания. Если угол наклона остается очень большим, винт будет глохнуть на более высокой скорости. Когда это произойдет, поверхность винта больше не будет образовывать ламинарный контакт с воздушным потоком и перестанет создавать подъемную силу.

Угол наклона выбирается таким образом, чтобы винты дрона могли создавать подъемную силу до максимальной скорости, которую двигатели могут развивать без остановки.

Батарея

Аккумулятор — это двигатель дрона. Это то, что хранит и поставляет энергию двигателям для создания подъемной силы.

Аккумуляторы состоят из отдельных элементов, соединенных последовательно, чтобы обеспечить достаточный ток. Если вы помните из урока физики, ток суммируется при последовательном соединении.

Таким образом, для любой батареи дрона вы увидите число, например 2S или 4S, которое указывает, сколько ячеек добавлено последовательно для создания аккумуляторной батареи. Например, батарея DJI Mini 2 имеет конфигурацию 2S.

Более высокое число S означает, что батарея может обеспечивать больший ток для двигателей, а двигатели могут создавать большую тягу (при условии, что двигатели совместимы).

Еще одним параметром является тип батареи. В дронах вы увидите либо литий-полимерные (LiPo), либо литий-ионные (Li-ion) батареи. Li-Po батареи немного дороже, легче и могут производить более высокий разрядный ток. (Подробнее о батареях LiPo читайте здесь )

Таким образом, в зависимости от того, какой тип и тип батареи используется в вашем дроне, вы можете судить о его грузоподъемности.

Рейтинг ESC

ESC или электронный регулятор скорости является важным компонентом любого дрона с бесколлекторным двигателем, который контролирует, какой ток поступает на двигатели.

На каждой руке дрона есть отдельная схема ESC, которая управляет этим конкретным двигателем. Эти ESC имеют номинальный ток, и они не могут обеспечить больший ток, чем они рассчитаны.

ESC с более высоким рейтингом может обеспечить больший ток, чем ESC с низким рейтингом, и, следовательно, напрямую влияет на то, какой вес он может поднять.

Размер дрона

Это не проблема. Дрон большого размера с более мощными двигателями, аккумулятором большей емкости и большими винтами может поднимать более тяжелые грузы по сравнению с дроном меньшего размера.

DJI mini 2 — это небольшой дрон весом менее 250 граммов. Он может поднять только 283 грамма дополнительной полезной нагрузки. Для сравнения, более крупный дрон DJI Mavic Pro может поднимать до 531 грамма.

Другие профессиональные дроны, такие как DJI Inspire 2, благодаря своим размерам могут поднимать более 4 кг веса.

Выводы. Могут ли дроны перевозить вещи?

Дроны могут нести большой вес, но это зависит от типа дрона и того, как он используется.

Игрушечные дроны не могут нести никакой дополнительной полезной нагрузки из-за того, что их моторы слишком слабые, в то время как профессиональная фото/кинематография обычно может без проблем поднимать до 10 фунтов.

Дроны среднего и высокого класса также могут без проблем нести дополнительные 20–40% массы тела, если они достаточно мощные.

Однако эти веса могут варьироваться в зависимости от внешних факторов, таких как ветер или агрессивный стиль полета.

Не забывайте, что существует множество различных типов дронов для всевозможных специфических задач. Поэтому убедитесь, что вы ищете правильный, если вам нужна информация о его способности летать с дополнительными полезными нагрузками!