Всякий раз, когда я нахожусь в парке, наслаждаясь хорошим ранним воскресным утром, я часто слышу два вопроса. Я называю их «Часто задаваемые вопросы о бегунах», потому что большинство людей — бегуны в парке, которых забавляет звук роторов.

Эти вопросы; Как быстро может летать дрон ? И как далеко это может зайти ?

Для них у меня обычно есть очень короткий числовой ответ, основанный на модели, на которой я летаю, но здесь я хочу поговорить об этом подробно, чтобы любой любопытный, достаточно любопытный, чтобы задать вопрос в Google, мог хорошо провести время, прочитав об этом.

Итак, как быстро может летать дрон? Средняя скорость коммерческих дронов с камерой составляет около 40 миль в час. Некоторые модели могут летать со скоростью до 60 миль в час, а некоторые дроны более низкой категории также имеют скорость около 20 миль в час. Для гоночных дронов скорость полета может значительно превышать 100 миль в час.

Хорошо, давайте обсудим это более подробно.

Прежде чем перейти к основной теме, полезно понять, как летают дроны. Вы, должно быть, думаете: «Да, я знаю, как они летают.

У них есть эти вращающиеся двигатели с вентиляторами наверху». Да, но это не так просто. Многое нужно для того, чтобы держать их в воздухе достаточно точными, чтобы снимать 4K-видео и толкать их, избегая мельчайших препятствий.

Кроме того, эта статья предназначена для людей, которые могут быть не такими технически подкованными, как мои друзья-энтузиасты дронов.

Как заядлый энтузиаст дронов, я всегда хочу рассказать как можно большему количеству людей об этих красивых летательных аппаратах, чтобы они могли присоединиться к клубу и тоже повеселиться.

Как летают дроны? - Физика этого

Немного головы здесь; Всякий раз, когда мы используем слово «дрон» в этом посте (и в этом блоге в целом), я всегда имею в виду дроны с винтокрылом, которые поставляются с небольшой камерой, а не самолеты с фиксированными крыльями.

Это важно, потому что у обоих очень разная физика пребывания в воздухе и полета.

Парение: у большинства дронов сверху есть три или более вращающихся пропеллера, которые помогают им оставаться в воздухе.

Скорость вращения этих гребных винтов (об/мин) и результирующая подъемная сила очень точно контролируются электронным регулятором скорости (ESC) .

Все двигатели должны иметь одинаковые обороты, чтобы создавать одинаковую подъемную силу и зависать на месте. Это отличает дроны с винтокрылом (также известные как квадрокоптеры) от неподвижных крыльев.

Неподвижные крылья не могут зависать в одном месте, потому что их подъемная сила зависит от относительной скорости воздуха, обтекающего их крылья, поэтому они должны двигаться вперед, чтобы постоянно оставаться в воздухе.

Движение вперед/вбок: Здесь все становится интереснее. Когда вы нажимаете джойстик на пульте дистанционного управления или экране мобильного устройства, чтобы переместить дрон вперед или в сторону, бортовой компьютер разумно увеличивает скорость вращения двух соседних двигателей.

Эта увеличенная тяга слегка приподнимает одну сторону квадрокоптера.

Этот небольшой наклон теперь делит силу тяги по горизонтали и по вертикали (во время зависания она вся по вертикали). Вертикальная часть силы тяги удерживает дрон в воздухе, а горизонтальная сила толкает дрон вперед в направлении наклона.

Вот как дрон может свободно двигаться в любом направлении, в котором вы хотите.

Факторы, влияющие на скорость дрона

Теперь, когда мы познакомились с основами полета дрона, давайте обсудим, какие факторы влияют на скорость конкретного дрона.

Тип и конструкция дрона

Дроны предназначены для конкретных целей, и это существенно влияет на их скорость.

Некоторые дроны предназначены для обучения. Они обычно дешевы и имеют маломощные двигатели. Поскольку их основной целью является обучение пилотированию новичков , они могут летать не так быстро, как более сложные дроны более высокой ценовой категории.

Другие дроны разработаны специально для высокопроизводительных полетов, например, гоночные дроны. Они оснащены мощными двигателями с элегантным дизайном и минимально возможным сопротивлением воздуха (более низкий коэффициент аэродинамического сопротивления).

Большинство коммерческих дронов, таких как DJI Mavic Mini 2 , также имеют «спортивный режим», который дает двигателю дополнительный заряд батареи для выполнения высокоскоростного полета, хотя и за счет высокого расхода заряда батареи.

Вес дрона

Полет дрона — это постоянная борьба между силами природы и моторами.

Силы природы включают гравитацию, которая тянет дрон вниз, и сопротивление воздуха, толкающее дрон в направлении, противоположном полету.

Чем больше вес дрона, тем больше ему приходится бороться с гравитацией. Больший вес также означает больший размер и большее сопротивление воздуху.

Итак, потребность в скорости диктует меньший вес и меньшие размеры.

Моторы и пропеллеры

Комбинация типа двигателя и пропеллера также влияет на скорость дронов, оставляя все остальное неизменным. Более мощный двигатель может развивать высокие обороты, что приводит к более высокой силе тяги.

Тип используемого двигателя имеет решающее значение для общей конструкции дрона. В современных дронах в основном используются два основных типа двигателей; Коллекторные двигатели и бесщеточные двигатели.

Дроны более низкой ценовой категории, такие как Holystone , используют более дешевые коллекторные двигатели, которые не очень энергоэффективны, в то время как дроны более высокой категории, такие как серия DJI Mavic, используют более эффективные бесщеточные двигатели.

Если двигатель неэффективен, он будет использовать больше заряда батареи для производства той же выходной мощности, что требует большей батареи или меньшего времени полета. Они также имеют меньшую выходную мощность, следовательно, низкую скорость полета.

Точно так же, если вы хотите создать большую тягу, вы должны использовать гребные винты с большими углами шага, что является компромиссом. Более высокий шаг означает более высокое сопротивление, поэтому для их перемещения требуется более высокая мощность двигателя.

Таким образом, если шаг слишком высок, вам придется использовать более мощный двигатель и аккумулятор для его питания, что увеличивает общий вес дрона.

Вам придется найти золотую середину между требуемым объемом двигателя и углом наклона для достижения максимальной скорости.

Винты с меньшим углом наклона более энергоэффективны и имеют более плавную работу (низкие вибрации); таким образом, считаются подходящими для дронов, используемых в фотографии.

Режим работы

Некоторые дроны поставляются со специальным «спортивным» режимом, который вы увидите в большинстве моделей дронов DJI.

Когда вы переключаетесь в спортивный режим, бортовой компьютер отключает некоторые функции безопасности, которые делают дрон защищенным от столкновений (датчики удара вперед и вниз).

Кроме того, он увеличивает мощность двигателя за счет увеличения потребляемой мощности от аккумулятора. Таким образом, скорость полета дрона также зависит от того, в каком режиме вы им управляете.

Атмосферные условия

И, наконец, атмосферные условия также влияют на выходную мощность двигателя и скорость полета дрона.

Если вы управляете своим дроном в районе с низкой температурой, например, на севере Канады, вы можете ожидать более низкой выходной мощности двигателей из-за отсутствия полной разрядки холодных батарей .

Эта более низкая производительность может привести к снижению скорости модели, которая обычно может летать намного быстрее в более теплых регионах.

Статья по теме: Как долго работает батарея дрона? 7 способов максимально увеличить время полета

Ветровые условия также влияют на скорость. Когда дрон летит вперед, ему приходится преодолевать возникающий приток воздуха, который пытается оттолкнуть его назад.

Ветер, дующий в противоположном направлении полета, может существенно повлиять на скорость дрона. Это как плыть против течения.

Общие скорости коммерческих дронов

Ниже я перечислю заявленную скорость некоторых известных коммерческих дронов, доступных на рынке.

Помните, что эти скорости записаны в идеальных лабораторных условиях, и фактические скорости могут варьироваться в зависимости от режима полета, батарей, условий окружающей среды и ваших навыков полета.

Максимальная скорость для дронов DJI

Модель дрона DJI	Заявленная скорость (миль/ч)
DJI Phantom 4 Про	45 миль в час
DJI Mavic 2 Про	45 миль в час
DJI Mavic Эйр	42 мили в час
DJI Mavic Про	40 миль в час
DJI искра	31 миль в час
DJI Mavic Зум 2	45 миль в час
DJI Inspire 1 Pro	58 миль в час

Максимальная скорость для других коммерческих дронов

Модель дрона	Заявленная скорость (миль/ч)
Yuneec Тайфун H Pro	70 миль в час
Райз Телло	18 миль в час
Autel Роботикс Evo	44 мили в час
Hubsan Зино Про	37 миль в час
Walkera Витус 320	31,1 мили в час
PowerVision PowerEye	40 миль в час

Максимальная скорость для гоночных дронов

Модель гоночного дрона	Заявленная скорость (миль/ч)
Walkera F210 Professional	50 миль в час
ImmersionRC Vortex 150	60 миль в час
Волшебник Eachine X220	68 миль в час
Bolt drone Гонщик FPV	30 миль в час
HGLRC Ветер5	50 миль в час

Ограничение скорости дронов, установленное FAA

Скорость полета, которую вы видите у большинства производителей коммерческих дронов, не является максимально возможной.

Дроны могут летать намного быстрее, чем эти типичные стикеры скорости.

Но большинство производителей потребительских дронов имеют низкие максимальные скорости по одной простой причине: никому не нужен высокоскоростной дрон с камерой, за исключением очень специальных приложений, таких как гонки дронов с видом от первого лица.

Но, несмотря на техническую возможность летать намного быстрее, большинство дронов ограничивают свою скорость, потому что FAA и другие органы управления авиацией не разрешают дронам летать быстрее определенного ограничения скорости.

FAA ограничивает скорость дронов до 100 миль в час. Это ограничение применяется ко всем дронам в соответствии с правилом 107 FAA (14 CFR Part 107) .

В Части 107 есть и другие правила, например, как высоко может летать дрон в неконтролируемой зоне , поэтому, если вы собираетесь впервые управлять своим дроном в США, самое время проверить все применимые правила, прежде чем нажимать дроссель.

Рекорд самого быстрого дрона

Гоночная лига дронов (DRL) Racer X является рекордсменом по скорости дронов в мире и занесена в Книгу рекордов Гиннеса .

13 июля 2017 года пилот DRL Райан Гури управлял дроном Racer X на максимальной скорости 165,2 миль в час (265,87 км в час), прежде чем он загорелся и разбился.

Этот подвиг был совершен в присутствии группы наблюдателей из Книги Гиннеса.

До этого они достигли максимальной скорости 179 миль в час на той же модели, но группа мониторинга Гиннесса не зафиксировала это.

Ниже представлено видео о том, как был построен самый быстрый квадрокоптер и какие компоненты использовались, а также официальное видео.

Заключение

Дроны — удивительные летательные аппараты, способные демонстрировать большие скорости при правильной настройке. Но всегда ли нужна скорость?

Я бы сказал, что это зависит. Большинство дронов предназначены для аэрофотосъемки и видеосъемки. Чем медленнее они идут, тем лучше будет изображение.

Но как быстро может летать дрон? Большинство коммерческих дронов от DJI и других производителей имеют максимальную скорость полета менее 50 миль в час.

Но если вы увлекаетесь безумными гонками на дронах с видом от первого лица, вам нужна самая быстрая машина. Вам либо нужно купить оптимизированный гоночный дрон у специализированных производителей, таких как DRL, либо вы можете создать его самостоятельно.

Все компоненты для подготовки собственного дрона легко доступны в готовом виде. Созданные для чистой скорости, дроны могут разгоняться до 179 миль в час, но помните, что ограничение скорости FAA составляет 100 миль в час.

Увидимся в следующий раз 🙂