Квадрокоптер может остановиться у фасада, зависнуть над одной точкой и несколько раз снять объект с нужного угла. Дрон самолетного типа делает почти противоположное: ему удобнее постоянно лететь вперед, быстро проходя длинные маршруты и закрывая большие площади. Сегодня простым и понятным языком попробуем разобрать, в чем разница и какие преимущества у каждого аппарата.
Почему квадрокоптер умеет висеть, а самолетный дрон нет
У квадрокоптера подъемную силу создают винты. Автопилот непрерывно меняет обороты четырех электродвигателей, удерживая аппарат горизонтально или наклоняя его для движения. Чтобы зависнуть, достаточно уравновесить тягу и массу. Поэтому квадрокоптер может разворачиваться на месте и медленно смещаться в любую сторону.
У дрона самолетного типа воздух обтекает крыло и создает подъемную силу. Двигатель поддерживает движение вперед, а крыло несет аппарат. В крейсерском полете такая схема экономнее расходует энергию, но остановиться в воздухе обычный самолетный дрон не может. Если нужно задержаться над одной зоной, дрон делает круги или повторные проходы.
| Задача | Квадрокоптер | Дрон самолетного типа |
|---|---|---|
| Зависание | Может удерживать точку | Должен продолжать полет |
| Взлет и посадка | Вертикальные, нужна небольшая площадка | Часто нужен разбег, бросок, катапульта или свободная зона посадки |
| Небольшой объект | Удобен для детальной съемки | Нужны проходы вокруг объекта |
| Большая площадь | Быстрее расходует запас энергии | Эффективнее в длительном полете вперед |
| Длинный маршрут | Подходит для сравнительно коротких участков | Хорошо соответствует самой схеме полета |
Что выбрать для фото и видеосъемки
Для обычной воздушной фото- и видеосъемки квадрокоптер дает больше свободы. Аппарат может остановиться, дождаться нужного момента, плавно сместиться в сторону или повторить кадр с другой высоты. Камера обычно стоит на стабилизированном подвесе, который компенсирует наклоны корпуса.
Зависание особенно полезно при съемке конкретного объекта. Фасад, башня, мост, стройплощадка или небольшая территория не требуют постоянного движения вперед. Квадрокоптер можно поставить в нужную точку и менять только ракурс, высоту или дистанцию.
Самолетный дрон лучше чувствует себя на длинной траектории. Такая схема подходит для последовательной съемки дороги, поля, береговой линии или большого ландшафта. Для одного статичного объекта придется строить несколько проходов мимо нужной зоны.
Сам тип корпуса не определяет качество картинки. На него влияют матрица, объектив, выдержка, стабилизация, скорость, высота и свет. Квадрокоптер выигрывает не за счет лучшей камеры, а за счет возможности точно выбрать положение камеры в пространстве.
Какой дрон лучше подходит для картографии
При картографической съемке дрон летит по параллельным линиям и делает множество перекрывающихся кадров. Программа затем собирает из них ортофотоплан, трехмерную модель или облако точек. Здесь важнее равномерно покрыть территорию, чем получить отдельный красивый кадр.
На небольшой или сложной площадке квадрокоптер удобнее. Он взлетает почти с одной точки, может начать маршрут рядом с объектом и легко разворачивается на коротких линиях. На стройке, карьере или в плотной застройке компактный вертикальный взлет часто важнее дополнительного времени в воздухе.
На большой открытой территории преимущество переходит к самолетной схеме. Крыло позволяет эффективнее использовать энергию, а более высокая крейсерская скорость помогает быстрее проходить длинные линии. Поэтому самолетные аппараты применяют для съемки полей, лесных массивов и протяженных геодезических участков.
Разрешение такой съемки описывают показателем GSD — ground sampling distance. GSD 2 см/пиксель означает, что один пиксель соответствует примерно двум сантиметрам на местности по линейному размеру. Чем ниже полет и чем удачнее сочетание матрицы и объектива, тем меньше GSD, но тем меньше площадь, попадающая в каждый кадр.
Для фотограмметрии важны перекрытие снимков, выдержка и затвор. Механический затвор уменьшает геометрические искажения при съемке в движении. Например, DJI Matrice 4E получил 20-мегапиксельную камеру формата 4/3 с механическим затвором и умеет делать снимки с интервалом 0,5 секунды. Производитель ориентирует модель на геодезию и картографию.
Точность карты зависит не только от планера. На результат влияют камера, высота, перекрытие кадров, RTK или PPK, наземные контрольные точки и обработка. Самолетная схема ценна прежде всего скоростью покрытия большой территории.
Почему для инспекции чаще нужен квадрокоптер
Инспекция требует рассмотреть конкретную деталь. Камере нужно подойти к опоре, трубе, крыше, фасаду или металлоконструкции, остановиться и снять поверхность под несколькими углами. Такой режим почти полностью совпадает с сильными сторонами мультиротора.
Квадрокоптер может медленно подняться вдоль вертикальной конструкции, зависнуть у нужного участка и затем сместиться на несколько метров без широкого разворота. При тепловизионной съемке зависание тоже полезно, поскольку сенсор можно дольше удерживать на одном элементе.
Самолетная схема становится интереснее, когда инспекция превращается в обследование длинного коридора. Дорога, канал или береговая линия могут тянуться на десятки километров. Если нужна общая съемка полосы, постоянный полет вперед экономит время. Если требуется остановка у каждой детали, преимущество снова у мультиротора.
Почему самолетный дрон лучше справляется с большими площадями
Главное преимущество крыла видно по площади, которую аппарат успевает снять за один вылет. Квадрокоптер постоянно тратит тягу винтов на удержание собственной массы. Самолет в установившемся полете получает подъемную силу от крыла, а двигатель в основном компенсирует аэродинамическое сопротивление.
Картографические аппараты самолетного типа обычно дольше работают в крейсерском режиме и быстрее проходят длинные маршруты. Площадь покрытия зависит также от высоты, камеры, GSD, перекрытия и ветра.
Современные VTOL-модели решают еще одну проблему самолетных аппаратов, запуск и посадку. Например, WingtraRAY стоит на хвосте, поднимается вертикально, затем переходит в горизонтальный полет на крыле. Для фотограмметрических сенсоров производитель указывает до 59 минут полета и до 550 гектаров покрытия за вылет на высоте 120 метров с камерой MAP61 при GSD 2,7 см/пиксель и поперечном перекрытии 60%. Эти цифры относятся к конкретной конфигурации и условиям производителя.
У VTOL есть своя цена: вертикальный режим расходует больше энергии, переход между режимами усложняет управление, а дополнительные двигатели или механизмы увеличивают массу. Зато ему не нужна обычная взлетная полоса.
- Фото и видео отдельного объекта. Квадрокоптер удобнее благодаря зависанию и свободному выбору ракурса.
- Картография небольшой площадки. Квадрокоптер проще запускать и использовать на коротких маршрутах.
- Картография сотен гектаров. Самолетный или VTOL-дрон быстрее закрывает длинные съемочные линии.
- Инспекция здания или конструкции. Мультиротор позволяет остановиться рядом с нужной деталью.
- Съемка длинной дороги, канала или береговой линии. Самолетная схема удобнее, если не требуется зависать у отдельных точек.
- Работа с маленькой стартовой площадки. Подходят квадрокоптер и VTOL, которым не нужен разбег.
Поэтому универсального победителя здесь нет. Квадрокоптер создан для точной работы вокруг объекта и зависания. Дрон самолетного типа раскрывается в непрерывном полете вперед, где запас энергии можно превратить в большую площадь покрытия. Тип задачи определяет схему намного надежнее, чем одна цифра в таблице характеристик.
Вопросы и ответы
Чем квадрокоптер отличается от дрона самолетного типа?
Квадрокоптер создает подъемную силу винтами и может зависать. Самолетный дрон использует крыло, поэтому для нормального полета ему нужно двигаться вперед.
Какой дрон лучше для фото и видеосъемки?
Для съемки отдельного объекта чаще удобнее квадрокоптер, поскольку он может зависнуть, медленно двигаться и менять ракурс почти на месте.
Какой дрон лучше для картографии?
Для небольших и сложных площадок удобны квадрокоптеры. На больших открытых территориях эффективнее самолетные и гибридные VTOL-дроны.
Почему дрон самолетного типа обычно летает дольше?
В крейсерском полете основную подъемную силу создает крыло, поэтому силовая установка расходует меньше энергии на удержание аппарата в воздухе.
Может ли самолетный дрон зависать?
Обычный самолетный дрон не может зависать. Гибридные VTOL-модели умеют удерживаться на месте с помощью вертикальной тяги.
Какой дрон подходит для инспекции зданий?
Для подробной инспекции обычно используют мультиротор, поскольку он может удерживаться рядом с нужным участком и снимать его с нескольких направлений.
Что такое VTOL-дрон самолетного типа?
VTOL-дрон взлетает и садится вертикально, а после набора высоты переходит в горизонтальный полет на крыле.
