آموزش پرواز کوادکوپتر (قسمت1)

 مقدمه

چگونگی پرواز کوادکوپتر و مهارت پرواز دادن و خلبانی آن از مهمترین سوالات و چالش هایی است 

که هر فرد در ابتدای ورود به دنیای کواد کوپترها و مولتی روتور ها درگیر آن خواهد شد.

 در این مطلب آموزش جامع در مورد سیستم مولتی روتور ها ، کواد کوپتر ها، نحوه ی پرواز آنها و هر آنچه 

باید برای شروع و ادامه در مورد کوادکوپترها بدانید، خواهید آموخت.

در این آموزش یاد خواهید گرفت که چگونه باید با یک کوادکوپتر یا هر پهپاد بدون سرنشین دیگری پرواز کنید.

 هر زمان که بتوانید با یک کوادکوپتر پرواز خوبی را انجام دهید در واقع توانسته اید 

با تمام مولتی روتورها یک پرواز خوب داشته باشید و در ادامه خواهید توانست تمام محصولات پروازی rc را خلبانی کنید.

 بنابر این فقط کافیست پرواز باید کواد را یاد بگیرید و مهارت های خود را برای پرواز دادن و خلبانی آن افزایش دهید.

هدف ما در این آموزش این است که شما بتوانید تمام فاکتورهای مهم پروازی را قبل از آغاز پرواز بررسی کنید.

 فاکتورهایی از قبیل پارامترهای کنترل ، کنترل الگوی پرواز و حتی برخی از تکنیک های پیشرفته از جمله نکاتی است

 هر خلبان و کنترل کننده کواد کوپتر و مولتی روتور باید از آنها مطلع باشد.

توجه داشته باشید که اگر تاکنون یک کواد کوپتر و مولتی روتور را خلبانی نکرده اید، 

بهتر است از یک کوادکوپتر ارزان قیمت آغاز کنید تا صدمات احتمالی وارده بر آن برایتان چندان آزار دهنده نباشد.

در این قسمت به تعریف ها و اصطلاحات خاصی که در این حرفه استفاده می شود، خواهیم پرداخت.

خط دید :

مسیری است که خلبان می تواند کوادکوپتر خود را در طی پرواز مشاهده کنند.

دید اول شخص (FPV) :

در این تکنیک یک دوربین روی پهپاد به عنوان چشمه خلبان قرار دارد

 تا وی بتواند هرآنچه در زاویه دید پهپاد و در میدان دید آن قرار دارد را توسط دوربین مشاهده کنند. 

در واقع چشم خلبان روی کوادکوپتر خود قرار دارد. 

قطعات :

موتورها ، ملخها ، ایرفریم یا بدنه  ،فرستنده ، کنترلر و هر آن به وسیله ای که به شما اجازه می‌دهد 

تا کوادکوپتر خود را از راه دور کنترل کنید و تنظیمات آن را تغییر داده و تنظیم کنید به عنوان قطعات کواد کوپتر تلقی می‌شود.

ملخ ها :

تنها بخش متحرک یک کواد کوپتر و مولتی روتور ملخ آن است که شدت چرخش آن بستگی به نوع کوادکوپتر، 

 قطعات آن ، کارائی و همچنین سرعت پهپاد بدون سرنشین شما دارد.

دوربین:

بسیاری از کوادکوپترها مجهز به دوربینی برای ایجاد امکان ثبت و ضبط تصاویر هستند.

 از طرفی از جمله مهمترین کاربردهای یک کوادکوپتر ، پهپاد یا مولتی روتور ، تصویربرداری و فیلمبرداری هوایی است. 

طبق نظر سنجی ها از علاقه مندان و متخصصان دنیای آرسی، دوربین از نظر اهمیت در جایگاه دوم لوازم جانبی یک کوادکوپتر می باشد.

رادیو کنترل:

رادیو کنترل تمام آن چیزیست که باعث می‌شود دستورات شما به عنوان خلبان به کوادکوپتر یا مولتی روتور شما برسد.

 بنابر این آشنایی کامل با آن برای هدایت صحیح پهپاد بدون سرنشین شما حائز اهمیت ویژه ای است.

 استیک سمت چپ رادیو کنترل Yaw یا Throttle و استیک سمت راست رادیو کنترل Roll و Pitch می باشند. 

برخی از رادیو کنترل ها این امکان را به خلبان می دهند تا این تنظیمات را بر اساس راحتی خود تغییر دهند.

• Roll :

      با فشار استیک سمت راست رادیو کنترل به چپ و راست می توانید Roll  را تغییر دهید 

         تغییر Roll به منظر چپو راست کردن  کوادکوپتر شما در آسمان است.

• Pitch:

        با حرکت استیک سمت راست رادیو کنترل به عقب و جلو می توانید Pitch را تغییر دهید

          این کار باعث می‌شود کوادکوپتر شما در آسمان به جلو و عقب حرکت کند.

• Yaw  :

       کافیست رادیو کنترل یک کوادکوپتر را به دست بگیرید 

       و استیک سمت چپ آن را به راست و چپ حرکت دهید تا متوجه مفهوم Yaw شوید.

 این فاکتور با تغییر استیک سمت چپ روی رادیو کنترل به سمت چپ و راست جهت پهپاد را به صورت درجا در آسمان تغییر می دهد.

• Throttle :

• تراتل برای افزایش ارتفاع گرفتن از سطح زمین مورد استفاده قرار می گیرد و در واقع دریچه گاز کوادکوپتر است. 

          کافیست جوی استیک سمت چپ روی رادیو کنترل را به سمت بالا حرکت دهید 

         تا سرعت چرخش موتورها افزایش یافته و کوادکوپتر اوج بگیرد. 

 برای تنظیم ارتفاع باید از این فاکتور استفاده کنید.خرید کواد کوپتر|خرید پهپاد|خرید کوادکوپتر|خرید پهباد

• Trim :

      دکمه هایی که روی رادیو کنترل قرار دارند و به شما کمک می کند

       که Roll ، Yaw ، Pitch و Throttle را در صورتی که از تنظیم و بالانس خارج شده اند، مجددا تنظیم کنید.

• Aileron:

       مشابه استیک سمت راست است و مستقیما به کنترل Roll در حرکت چپ و راست مربوط می‌شود.

• Elevator :

       در واقع همان استیک راست است که مستقیماً به کنترل Pitch برای حرکت جلو و عقب کوادکوپتر مرتبط می شود.

• Bank turn:

        به چرخش دایره‌ای درجای کوادکوپتر به دور خود گفته می‌شود. 

• Hover :

       هاور یا شناوری به حالتی از کوادکوپتر می گویند که در آن پهپاد ارتفاع ثابتی از آسمان بدون حرکت قرار گیرد.

مدهای پروازی

خلبان یک کوادکوپتر میتواند مدهای پروازی را با استفاده از رادیو کنترل و از راه دور تغییر داده و بر اساس نیاز خود تنظیم کند.

مد  Manual

در این مد تمام تغییرات و تنظیمات کوادکوپتر دستی بوده و مانند یک هلیکوپتر باید آن را به صورت کامل خودتان کنترل کنید.

مدattitude  

 این مد زمانی فعال می‌شود که جوی استیک‌ها در مرکز خود قرار بگیرند و کوادکوپتر در ارتفاع ثابتی در آسمان بایستد.

مد GPS hold  

جی پی اس این امکان را به کوادکوپتر می دهد تا به موقعیت اولیه خود باز گردد.

 این کار به صورت خودکار انجام شده و نیازی به کنترلی آن توسط خلبان نیست. 

کنترل کوادکوپتر:

برای فهم دقیق چگونگی کنترل کواد کوپتر با استفاده از رادیو کنترل حتما .باید یک رادیو به دست بگیرید 

و خودتان پرواز را به صورت کامل تجربه کنید.

 با اینکه در ابتدا این کار به نظر کمی دشوار می آید

 اما بدون شک با تمرین به زودی مفهوم دقیقی از پارامترهای رادیو کنترل و فاکتورهای آن خواهید داشت.

 به مرور می توانید پرواز دقیق تری با کواد کوپتر خود به نمایش بگذارید و خطای کمتری در تعیین موقعیت آن در آسمان داشته باشید.

 مجددا تاکید می کنیم که برای آموزش پرواز بهتر است یک کوادکوپتر ارزان قیمت تهیه کنید 

تا صدمات ناشی از کنترلی ناشیانه آن برای‌تان اهمیت چندانی نداشته باشد.

چهار فاکتور اصلی در کنترل یک کوادکوپتر به شرح زیر است:

• Roll 
• Pitch 
• Yaw 
• Throttle 

حال زمان آن رسیده تا به بررسی دقیق‌تری از هر فاکتور بپردازیم.

Roll 

همانطور که در فصل اول این مقاله گفته شد ، Roll کوادکوپتر را به چپ و راست حرکت می‌دهد.

 این کار با تغییر جوی استیک سمت راست، به چپ و راست امکان پذیر است. 

هر بار که استیک سمت راست رادیو را به چپ و راست حرکت میدهید، کوادکوپتر شما به همان سمت متمایل شده و حرکت می کند.

در تصویر زیر نمونه طرح واری از این مفهوم نشان داده شده است.

 به جهت کوادکوپتر و همچنین زاویه آن نسبت به افق توجه داشته باشید.

در تصویر بالا موتورهای سمتی از کوادکوپتر که شیب بیشتری دارند با سرعت بیشتری در حال چرخش می باشند.

  این سبب می‌شود تا کوادکوپتر به همان سمت متمایل شود چون ملخ ها با سرعت بیشتری هوا را به سمت پایین هل می‌دهند.

هرچقدر بیشتر جوی استیک سمت راست را به چپ و راست حرکت دهید،

 زاویه کوادکوپتر نسبت به افق بیشتر شده و موتورها با سرعت بیشتری به چرخش در می آیند و پهپاد به چپ و راست حرکت می کند.

Pitch

با تغییر جوی استیک سمت راست به عقب و جلو می توانید Pitch را تغییر دهید.

 این کار باعث می‌شود تا کوادکوپتر شما به عقب و جلو حرکت کند.

دقیقاً همان قضیه‌ای اتفاق می‌افتد که در قسمت اول گفته شد

 با حرکت جوی استیک به سمت عقب و جلو موتورهای عقبی و جلویی با سرعت بیشتری حرکت کرده و باعث می‌شود 

که کوادکوپتر به آن سمت متمایل شود. 

تغییر Pitch به صورت طرح وار در شکل زیر نشان داده شده است به زاویه کوادکوپتر نسبت به افق دقت کنید.

Yaw 

شاید مفهوم Yaw در ابتدا برای تان کمی گیج کننده باشد. فقط کافیست کوادکوپتر را مانند یک ساعت در نظر بگیرید

 که با تغییر Yaw می‌توانید آن را در آسمان در جهت ساعتگرد و پادساعتگرد بچرخانید.
  yaw معمولاً به صورت همزمان با Throttle مورد استفاده قرار می گیرد.

 این کار باعث می‌شود تا خلبان بتواند الگوهای پروازی زیبایی را پیاده کند.

 پیاده‌سازی این الگوها برای ثبت و ضبط تصاویر بهتر از سوژه ها به خصوص سوژه‌هایی که تغییر جهت می دهند بسیار مهم و حیاتی است.

Throttle 

با تغییر تراتل یا گاز توسط عقب و جلو کردن جوی استیک سمت چپ روی رادیو کنترل در واقع سرعت موتورها 

و در نتیجه سرعت چرخش ملخ ها را افزایش و کاهش می‌دهید و این باعث میشود 

در مدت زمان کوتاه تری حجم هوای بسیار زیادی توسط کوادکوپتر به پایین هل داده شده 

و پهپاد به آسمان پرواز کرده و و اوج می گیرد. بنابراین باید حتما یک رادیو کنترل به دست بگیرید 

تا متوجه شوید چقدر و با چه زاویه ای باید Throttle را تغییر دهید تا بتوانید با سرعت دلخواه به مکان و ارتفاع مورد نظر خود برسید

نکته مهم : 

تمام نکاتی که در مورد چپ و راست و عقب و جلو و جهت های مختلف کوادکوپتر گفته شد در صورتی صحت دارد

 که سر پهپاد دقیقه رو به روی شما قرار بگیرد. با تغییر زاویه ی سر پهپاد نسبت به شما تمامی جهت ها تحت تأثیر آن تغییر کرده 

و ممکن است نتوانید به درستی کوادکوپتر خود را کنترل کنید

 اما برخی از کوادکوپترها هستند که دارای مد هدلس باشند. 

این مد این امکان را به خلبان می‌دهد تا پهپاد را در وضعیت بی سر قرار دهد تا بتواند دستوراتش را عینا اجرا کند

 

سروو موتور و نحوه عملکرد آن

سرو موتورها یا موتورهای کنترل در سیستم های کنترل فیدبک مورد استفاده  قرار می گیرند.

پاسخ سرعت آنها بالاست و در رادارها ، ربات های انسانی و کامپیوتر کاربرد دارند.

دسته بندی

این موتورها به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند.

    سرو موتورهای AC

    سرو موتورهای DC

که در زیر به شرح آنها می پردازیم.

اصول کار سرو موتورهای DC شبیه موتورهای DC معمولی می باشد و توسط ولتاژ آرمیچر کنترل می شوند 

و منحنی گشتاور سرعت این موتور خطی بوده و شیب منفی زیادی دارد.

در توان های پایینتر از سرو موتورهای AC استفاده می شود و منحنی آنها غیر خطی است. سرو موتور AC که در موتورهای کنترل مورد استفاده اند.

از نوع موتورهای القایی دو فاز با روتور قفس سنجابی و استاتور این موتور از دو سیم پیچ مرجع و کنترل فاز ایجاد شده است.

کاربرد

کاربرد سرو موتور AC در سیستم های کنترل می باشد و دارای تحلیل تابع تبدیل و نمودار جعبه ای است 

و معادله حرکت سرو موتور متصل به بار مکانیکی از روابطی که قید شده اثبات می گردد

 و معادله پاسخ زمانی برای تغییرات پله ای ولتاژ در یک سیستم کنترل حلقه باز اثبات شده است.

ماشین های الکتریکی مخصوص یا Special Machines اعم از AC یا DC عمدتا برای تبدیل انرژی پیوسته مورد استفاده قرار می گیرند.

اما در برخی از کاربرد های خاص به تبدیل انرژی پیوسته نیازی نیست، برای مثال حرکت بازوهای رباتیک انسانی را می توان نام برد.

در این کاربرد هدف تغییر مکان بازو از وضعیتی خاص به وضعیتی دیگر است. 

در کاربردهایی که تبدیل انرژی پیوسته مد نظر نباشد از ماشین های مخصوص

 که عمدتا در حالت های مختلف مورد نظر (رباتیک) قابل بهره برداری می باشند.

اصول مربوط به این ماشین ها شبیه ماشین های الکتریکی عادی است، 

اما نحوه ساخت – طراحی و بهره برداری از آنها با ماشین های الکتریکی عادی فرق دارد.

سرو موتورها:

سرو موتور که گاهی به نام موتور کنترل از آنها یاد می شود طوری طراحی و ساخته می شود 

که بتوان از آنها در سیستم های کنترل فیدبک استفاده نمود.

توان اسمی این موتورها بین چند دهم وات تا چند صد وات می باشد. 

پاسخ سرعت این موتورها بسیار زیاد است لذا اینرسی آنها باید کم باشد.

در نتیجه قطر این ماشین ها کم ولی طول آنها نسبتا زیاد است.

 از این موتورها در سیستم های رادار- ربات، انسانی – کامپیوتر و ماشین افزار استفاده می شود.

انواع سرو موتورها:

سرو موتورها به طور کلی به دو دسته سرو موتورهای DC و سرو موتورهای AC تقسیم می شوند:

سرو موتورهای DC:

سرو موتورهای DC در حقیقت یک موتور با تحریک جداگانه یا موتور DC با قطب هایی از آهنربای دائم است.

اصول اصلی عملکرد این موتورها شبیه موتورهای DC معمولی است. سرو موتورهای DC عمدتا توسط ولتاژ آرمیچر کنترل می شوند.

آرمیچر در این موتورها طوری طراحی می شود که دارای مقاومت زیاد باشد. 

لذا مشخصه های گشتاور سرعت این موتورها خطی بوده و شیب منفی نسبتا زیادی دارند.

در ماشین های DC ، نیروی محرکه مغناطیسی (mmf) آرمیچر و mmf مدار تحریک متعامدند 

لذا تغییرات پله ای در ولتاژ آرمیچر باعث می گردد در سرعت روتور تغییر سریع حاصل شود.

سرو موتورهای AC:

توان اسمی سرو موتورهای DC از چند وات تا چند صد وات می باشد. 

در حقیقت موتورهای با توان اسمی بالا از نوع DC هستند، امروزه در توان های کم از سرو موتور های AC استفاده می شود.

سرو موتورهای AC چون اینرسی آنها کم است باید متذکر شد که سرو موتورهای AC غیر خطی هستند 

و مشخصه گشتاور سرعت آنها به خوبی سرو موتورهای DC نمی باشد.

 همچنین گشتاور سرو موتورهای AC از گشتاور سرو موتورهای DC با توان اسمی یکسان ، کمتر است.

 سرو موتورهای AC که در سیستم های کنترل مورد استفاده اند، از نوع موتور القایی دو فاز با روتور قفس سنجابی می باشند.

 در این موتورها استاتور حاوی دو سیم پیچ است که در طول محیط استاتور درون شیارها توزیع و گسترده شده اند. 

این دو سیم پیچی به صورت زیر تشریح می شوند.

    سیم پیچی اول که به سیم پیچی مرجع یا فاز ثابت معروف است و به منبع ولتاژ ثابت متصل می باشد.

    سیم پیچی دوم که به سیم پیچی کنترل فاز موسوم است به منبع ولتاژ متغییر va متصل می شود.

محورهای مغناطیسی دو سیم پیچ فوق بر هم عمودند.

ولتاژ سیم پیچ کنترل فاز Va توسط خروجی یک تقویت کننده مهیا شده و به موتور اعمال می شود.

جهت چرخش موتور به اختلاف فاز Vm و Va بستگی دارد و پس فاز یا پیش فاز بودن Va نسبت به Vm جهت چرخش موتور را عوض می کند.

در شرایط دو فاز متعادل

در این صورت مشخصه گشتاور سرعت موتور شبیه موتورهای القایی سه فاز بوده و در مواقعی که مقاومت روتور کم است 

این مشخصه غیر خطی شده و اگر مقاومت روتور زیاد شود مشخصه گشتاور سرعت در محدوده وسیعی از تغییرات سرعت تقریبا خطی می شود.

در سرو موتورهای AC برای ساختن قسمت دوار روتور از یک هادی غیر مغناطیسی فنجانی شکل نازک استفاده می شود.

 از آنجایی که این هادی نازک است مقاومت روتور به شدت افزایش می یابد و لذا گشتاور راه انداز مناسبی حادث می شود. 

در این موتورها روتور حاوی یک هسته آهنی ثابت در وسط قسمت فنجانی شکل می باشد.

کوادکوپتر ناویاتور

در نمایشگاه علم و فناوری آینده نیروی دریایی، یک کوادکوپتر در مقابل تماشاگران از استخر آب بیرون آمد.

 به گفته دفتر تحقیقات دریایی این کوادکوپتر که ناویاتور نام دارد، اولین پهپاد موفق هوایی-آبزی دنیا است.

تیم کوادکوپتر ناویاتور

کوادکوپتر ناویاتور توسط تیمی در دانشکده مهندسی دانشگاه راتگرز، و با حمایت مالی دفتر تحقیقات دریایی طراحی شده است.

 به گفته یکی از اعضای تیم توسعه این پهپاد، فاز دوم طراحی این پهپاد در سال 2018 آغاز خواهد شد.

کوادکوپتر ناویاتور به گونه‌ای طراحی شده که بتواند تا عمق ده متری آب پایین رود و در صورت نیاز از همان عمق به سطح آمده و پرواز کند.

به گفته پروفسور خاویر دیز از دانشگاه راتگرز: 

«توانایی کوادکوپتر ناویاتور در تغییر سریع حالت، از پرواز در هوا تا حرکت در آب، مزایای زیادی برای عملیات‌های دریایی ایجاد می‌کند.

 همانگونه که آزمایشات آخیر نشان داد، ناویاتور ماموریت‌هایی که شاید به بالگرد، قایق و تجهیزات زیرآبی نیاز داشت 

را به تنهایی و با پیچیدگی کمتر و همچنین در مدت زمان کمتر به انجام رساند.»

مشخصات

علاوه بر نمایشی که در نمایشگاه علم و فناوری انجام شد، 

کوادکوپتر ناویاتور پیش از این توانایی خود را با بازرسی وضعیت پل دلاوِر مموریال به اثبات رسانده است. 

همچنین آزمایشی را هم در دماغه مِی-لوئیز پش سر گذاشته.

به گفته نائب رئیس بخش فناوری برنامه  کوادکوپترناویاتور دکتر مارک کُنتارینو، 

در حال حاضر این پهپاد به یک دوربین ضدآب با پوشش 360 درجه‌ای مجهز است 

که جهت ماموریت‌های آزمایشی بازرسی پل‌ها و قایق‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اما با وجود حمایت مالی دفتر تحقیقات دریایی، تیم توسعه کوادکوپتر ناویاتور آن را برای انجام عملیات‌های دریایی طراحی خواهند کرد.

در همین خصوص، نماینده حاضر در نمایشگاه به این مسئله اشاره کرد

 که از این فناوری می‌توان در عملیات‌‌های خنثی‌سازی مین و دیگر عملیات‌های ویژه استفاده کرد.

تیم توسعه، با داشتن همین تفکر در ذهنشان، هم‌اکنون در حال برنامه‌ریزی برای ساخت نسل بعدی کوادکوپترناویاتور هستند. 

هدف نهایی ساخت مدلی از این پهپاد با قطر 2 متر است که توانایی حمل ابزارهای ضدمین تا وزن 13.5 کیلوگرم را خواهد داشت.

همچنین به گونه طراحی خواهد شد که توانایی رفتن تا عمق 30 متری را داشته باشد. 

به گفته دکتر کنتارینو:

«از آنجایی که ما توسط نیروی دریایی حمایت می‌شویم،

 باید بر روی سرعت و پنهان‌کاری تمرکز کنیم، بنابریان در حال حاضر سعی می‌کنیم محصول‌مان تا حد ممکن سریع باشد.»

تلاش‌هایی نیز برای بخشیدن توانایی نقشه برداری از کف اقیانوس و یا انجام عملیات‌های جست‌وجو و نجات به کوادکوپتر ناویاتور در حال انجام است.

GPS و اهمیت آن در کوادکوپترها

اهمیت  جی پی اس در کوادکوپتر و DRONE ها یکی از مهمترین عوامل در انتخاب و خرید کوادکوپتر است ،

 اما واقعا نقش جی پی اس در کوادکوپتر ها چیست؟

 و چرا باید یک DRONE هوشمند بخریم؟

در این مقاله سعی داریم تا شما را با معقوله موقعیت یابی از طریق ماهواره های جی پی اس و نقش حیاتی آنها در کوادروتورها بیشتر آشنا کنیم.

پیشرفت علم و فناوری در باعث شده است تا روز به روز کوادکوپتر های جدید با آپشنها ویژه ساخته و ارائه شوند ،

 ویژگی موقعیت یابی از طریق جی پی اس یکی از مهمترین اپشنهایی است که میتواند در یک DRONE حرفه ای دیده شود 

در واقع سیستم اتوپایلوت و خلبان خودکار بر پایه همین موقعیت یابی از طریق جی پی اس فعال می باشد.

واژه ی جی پی اس مخفف عبارت Global Positioning System به معنی یک سیستم مسیریابی ماهواره ای است

 که به کمک گیرنده های رادیویی به جمع آوری سیگنال های ارسالی از سوی ماهواره های در حال چرخش به دور زمین می پردازد 

تا با استفاده از آن ها موقعیت مکانی، سرعت و زمان پهپاد را تعیین کند.

سیستم جی پی اس نسبت به سایر سیستم های مسیریابی فوق العاده دقیق تر است 

و تنها با چند متر اختلاف موقعیت مکانی پهباد را تعیین می کند.

این در حالی است که سیستم های جی پی اس پیشرفته حتی می توانند عملکرد بهتری نیز داشته باشند

 و با دقت سانتی متری موقعیت مکانی را مشخص نمایند.

از سوی دیگر ساختار کوچک و فشرده مدار های الکتریکی مورد استفاده در گیرنده های جی پی اس باعث شده است

 تا این نوع سیستم ها از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه باشند و به راحتی در اختیار عموم مردم قرار گیرند.

سیستم رادیویی

به طور کلی می توان گفت جی پی اس یک سیستم رادیویی گسترده است

 که تقریبا تمام نقاط موجود روی کره زمین را تحت پوشش قرار می دهد، 

و به همین دلیل دسترسی به آن تحت هر شرایطی بسیار آسان است.

سیستم ناو بری و موقعیت یابی ماهواره ای یکی از مهمترین آپشنها در یک کوادکوپتر می باشد ، 

امروزه اکثر کمپانیهای سازنده مولتی روتور بر روی محصولات خودشان از سیستم موقعیت یابی جی پی اس استفاده می کنند ،

 زیرا با وجود جی پی اس ، کوادروتور یا هر وسیله دیگر پرنده همانند پهپاد قادر خواهد بود تا لوکیشن برخواستن 

و تیکاف خود را از طریق ماهواره های جی پی اس رد یابی کرده و به نقطه تیکاف خود بازگردند ،

 اما در سایر کوادکوپترهایی که از سیستم جی پی اس بر روی آنها استفاده نشده است

 بازگشت به خانه میتواند از طریق قطب نما و جایروسکوپ عمل نماید که زیاد دقیق نخواهد بود و ممکن است با خطا مواجه گردد.

جی پی اس

سیستم جی پی اس به کمک مفهوم فرایند Triangulation یک موقعیت مکانی را روی سطح کره زمین تعیین می کند.

در فرایند Triangulation که به معنای ردیابی و اندازه گیری شبکه ای از مثلث هاست، 

موقعیت مکانی یک گیرنده رادیویی از طریق محاسبه فاصله شعاعی سیگنال دریافت شده از منابع ارسال گوناگون تعیین می شود.

در پهباد ها نیز به منظور اجرای مسیریابی ماهواره ای از روش trilateration استفاده می شود 

که حداقل نیازمند چهار سیگنال متفاوت است تا بتواند موقعیت مکانی یک گیرنده جی پی اس تعبیه شده داخل پهباد را مشخص کند.

در این روش سیگنال دریافت شده از یک ماهواره به پهپاد اعلام می کند که روی سطح یک کره به شعاع مشخص از آن ماهواره قرار گرفته است.

در ادامه سیگنال دوم که از سوی ماهواره دیگری ارسال می شود، کره دیگری را نشان می دهد که قسمتی از آن با کره اول در تداخل است.

در این مرحله می توان گفت پهپاد و گیرنده جی پی اس داخل آن در نقطه ای روی دایره به وجود آمده در اثر تقاطع دو کره قرار دارد. 

حالا سیگنال سوم از طرف ماهواره سوم کره سوم را به وجود می آورد که با دو کره دیگر تداخل دارد 

و دایره مذکور را در دو نقطه قطع می کند. به این ترتیب موقعیت مکانی پهباد تنها به دو نقطه محدود می شود.

به منظور انتخاب نقطه مناسب و مشخص کردن موقعیت مکانی دقیق پهباد، باید به ماهواره چهارم و سیگنال ارسالی از سوی آن رجوع شود.

البته در بسیاری از موارد یکی از این دو نقطه به دلیل فاصله بیش از حد از سطح زمین

 و یا حرکت با سرعت غیر واقعی کنار گذاشته می شود، اما با این حال دلایل دیگری نیز وجود دارند 

که استفاده از ماهواره چهارم و محاسبه اطلاعات به دست آمده از سیگنال آن را به امری حیاتی تبدیل می کند.

فعالسازی خلبان خودکار با جی پی اس:

یکی از آپشنهای بسیار مهمی که میتواند باعث شود تا فرق بین یک کوادکوپتر  حرفه ای و یک کوادکوپتر مبتدی را تشخیص دهید

 سیستم اوتوپایلوت می باشد ، با فعالسازی سیستم اتوپایلوت ، CPU اصلی کوادکوپتر  وارد عمل شده 

و از طریق موقعیت یابی ماهواره ای که توسط جی پی اس فعال می گردد ، 

میتواند در حفظ و پایداری پرواز کوادکوپتر بسیار دقیق عمل کند ، 

بنابراین شخص خلبان می تواند هدایت پرنده را به اتوپایلوت بسپارد و به راحتی به تصویر برداری بپردازد.

کاربردهای جی پی اس:

بسیاری از مردم با گیرنده های جی پی اس نصب شده روی اتومبیل ها آشنا هستند 

و مسیریابی از طریق جی پی اس برای آن ها امری عادی به حساب می آید.

 اما واقعیت این است که تعیین موقعیت مکانی دقیق روی سطح زمین تنها آغاز راه است 

و تکنولوژی های خلاقانه می توانند آن را نقطه ای برای شروع تلقی کنند.

به عنوان مثال تصور اتومبیل های بدون سرنشین که 

با استفاده از مسیریابی جی پی اس در خیابان ها و بزرگراه ها حرکت می کنند خیلی دور از انتظار نیست.

چنین قابلیتی ایمنی جاده ها را افزایش می دهد و باعث از بین رفتن خطای انسانی و حوادث ناشی از آن ها می شود.

 همین نتایج در صورت استفاده از سیستم جی پی اس در کنترل ترافیک هوایی نیز وجود خواهند داشت.

 جالب است بدانید که در طول چند دهه پیش رو سیستم موقعیت یابی جی پی اس نیاز به سیستم های راداری را کاهش می دهد

 و ردیابی انواع هواپیما ها و سیستم های پروازی را با دقت بیشتری به انجام می رساند.

علاوه بر وسایل نقلیه و انواع سیستم های پروازی به خصوصپهپادهای کنترلی،

 سیستم جی پی اس کاربرد های دیگری نیز دارد که در مواقع گوناگون باعث برجسته شدن آن می شود.

مثال

به عنوان مثال تیم های عملیاتی جستجو و نجات در مواقع اضطراری می توانند 

با بهره گیری از جی پی اس بهترین مسیر ممکن را تعیین کنند و به سرعت در محل حادثه حاضر شوند.

امروزه کشاورزان نیز در تجهیزات کشاورزی خود از سیستم های جی پی اس استفاده می کنند تا فرایند کاشت 

و برداشت را مدیریت کنند و در پایان محصولات بیشتری داشته باشند.

از سوی دیگر قلاده های مجهز به جی پی اس یکی از ضروری ترین ابزار های مورد استفاده در ردیابی حیوانات به حساب می آید.

کسانی که مشکل بینایی نیز دارند می توانند از دستگاه های الکتریکی سخنگو و مجهز به سیستم جی پی اس نهایت بهره را ببرند.

بازگشت به خانه از طریق جی پی اس یا قطب نما؟

همانطور که اشاره شد سیستم ناو بری و موقعیت یابی ماهواره ای یکی از مهمترین آپشنها در یک کوادکوپتر می باشد ، 

امروزه اکثر کمپانیهای سازنده مولتی روتور بر روی محصولات خودشان از سیستم موقعیت یابی جی پی اس استفاده می کنند ، 

زیرا با وجود جی پی اس ، کوادروتور یا هر وسیله دیگر پرنده همانند پهپاد قادر خواهد بود 

تا لوکیشن برخواستن و تیکاف خود را از طریق ماهواره های جی پی اس رد یابی کرده و به نقطه تیکاف خود بازگردند ،

 اما در سایر کوادکوپترهایی که از سیستم جی پی اس بر روی آنها استفاده نشده است 

بازگشت به خانه میتواند از طریق قطب نما و جایروسکوپ عمل نماید که زیاد دقیق نخواهد بود و ممکن است با خطا مواجه گردد.

به همین دلیل اهمیت جی پی اس در کوادکوپتر و بکار گیری از این فناوری میتواند بسیار حیاتی و مهم باشد.

فعالسازی خلبان خودکار با جی پی اس

یکی از آپشنهای بسیار مهمی که میتواند باعث شود تا فرق بین یک کوادکوپتر حرفه ای و یک کوادکوپترمبتدی را تشخیص دهید

 سیستم اوتوپایلوت می باشد ، با فعالسازی سیستم اتوپایلوت ، CPU اصلی کوادکوپتر وارد عمل شده 

و از طریق موقعیت یابی ماهواره ای که توسط جی پی اس فعال می گردد ، میتواند در حفظ و پایداری پرواز کوادکوپتر بسیار دقیق عمل کند .

 بنابراین شخص خلبان می تواند هدایت پرنده را به اتوپایلوت بسپارد و به راحتی به تصویر برداری بپردازد.

 کوادکوپترهایی که به جی پی اس مجهز هستند

امروزه اکثر کوادکوپترهای حرفه ای به جی پی اس مجهز شده اند ، محصولات کمپانی DJI همه به جی پی اس مجهز هستند ،

 همانند کوادکوپتر فانتوم ، که از فانتوم ۱ تا فانتوم ۴ و مشتقات آنها می باشد 

و همچنین کوادکوپتر اسپارک و مویک مجهز به جی پی اس هستند 

و سیستم موقعیت یابی و اتوپایلوت در این نوع از پرنده ها بسیار دقیق عمل می نماید

کمپانی DJI به عنوان اولین تولید کننده محصولات و کوادکوپتر حرفه ای همچنان یکه تاز در تولیدات اینگونه محصولات به شمار می رود ،

 بعد از محصولات DJI کمپانیهایی نظیر CHEERSON بر روی محصولات حرفه ای خود جی پی اس نصب کردند ،

 کوادکوپترهایی نظیر CX-20 , CX-22 و همچنین کوادکوپتر V303 از این دسته هستند

 که تقریبا موقعیت یابی دقیقی دارند و در مرتبه دوم بعد از DJI قرار می گیرند.

ممکن است سوال برای شما پیش بیاید که آیا برای خرید یک کوادکوپتر به آپشن جی پی اس آن توجه کنیم یا خیر ؟

 در پاسخ به این سوال باید گفت که همه چیز بسته به بوجه شما دارد ، 

اما اگر از نظر کارشناسی بخواهید این مسئله را بررسی کنید بهتر است اگر مبتدی هستید ،

 از یک کوادکوپتر مبتدی شروع کرده تا به تبحر کافی در هدایت و پرواز آن برسید

 و سپس در مرحله بعدی برای خرید یک مولتی روتور یا هلی شات حرفه ای تر مجهز با جی پی اس اقدام کنید ،

 طبیعتا هدایت کوادکوپتر همانند اتومبیل می باشد ، 

شما برای آموزش رانندگی از یک ماشین منوال باید شروع کرده تا فوت و فنهای راندن اتومبیل را به خوبی فرا بگیرید.

انواع هواپیماهای مدل از نظر ماموریت پروازی

1. انواع هواپیماهای مدل از نظر ماموریت پروازی

الف- هواپیماهای آموزشی (Trainer airplane):

(این هواپیما به عنوان اولین هواپیما برای یک مبتدی پیشنهاد می شود)

این هواپیماها برای افراد مبتدی طراحی شده اند و بهترین گزینه برای شروع یادگیری پرواز هستند ،

 معمولا این هواپیماها با موتورهای سایز ۰.۲۵تا ۰.۶۰ اینچ مکعب به پرواز در می آیند

 و  معمولا این هواپیماها بال رو (High wing)هستند .

تعادل آنها در هوا بسیار خوب بوده با سرعت نسبتا پایین پرواز کرده و فرامین آنها به نرمی عمل میکنند

 تا شخص مبتدی در در صورت بروز اشتباه فرصت کافی برای تصحیح عمل خود داشته باشد.

معمولا در این هواپیماها از سه چرخ (دو چرخ اصلی و یک چرخ دماغه) استفاده میشود . 

به علت بالا بودن احتمال سانحه در هنگام آموزش، این هواپیماها را ساده و ارزان و در عین حال با استحکام بالا تولید می کنند.

ب- هواپیماهای ورزشی آموزشی یا آکروبات آموزشی ( Trainer-Aerobatic airplane):

این هواپیما به عنوان دومین هواپیما برای یک مبتدی پیشنهاد می شود

این هواپیماها هم دارای قابلیتهای هواپیماهای ترینر است 

و هم میتوان از آنها برای انجام مانورهای ساده ایروباتیک استفاده نمود.

بال این هواپیماها روی سطح فوقانی یا زیر بدنه سوار می شود 

و از ایرفویلهای نیمه متقارن (Semi symmetrical) استفاده می کند.

 معمولا بجای چرخ دماغه ٬ از چرخ دم استفاده می کنند.

ج – هواپیماهای آکروبات (Acrobat Aircrafts):

هواپیماهایی هستند که قابلیت انجام مانورهای آکروباتیک را دارا بوده و خود به به چند دسته دیگر تقسیم می شوند:

1-اسپورت ایروباتیک

 (Acrobat)معمولاً دارای نسبت قدرت موتور به وزن بالا هستند. 

 ایرفویل متقارن (Full symmetrical) دارند. بال آنها از قسمت کابین به سمت جلو باریک می شود .

بال آنها مستقیم (Straight) بوده و در وسط بدنه یا زیر بدنه نصب میشود .

بدنه این هواپیماها معمولاً کوتاه و کپول است.

2-هواپیماهای ایروباتیک- پَترن (Pattern) 

این هواپیماها دارای بدنه باریک و کشیده و دم بلندی هستند و ضخامت بال آنها نسبتاً کم است. 

بنابراین پسای ( Drag ) کمتری ایجاد می کنند و سرعت بالاتری به نسبت دیگر هواپیماهای ایروباتیک دارند .

 بخش جلویی بال آنها معمولا دارای زاویه به سمت عقب (Sweep back) است .

 و در لبه فرار بال ( لبه پشت بال ) مستقیم یا زاویه کمی به سمت جلو دارند (Sweep Forward) . 

سرعت پرواز آنها نسبت به سایر هواپیماها بالا بوده و عکس العمل فرامین آنها بسیار سریع است.

3-هواپیماهای 3D Aerobatic

فوق العاده مانور پذیر بوده و تقریباً تمام مانورهای ایروباتیک را انجام میدهند. 

دارای سرعت پایین و قدرت موتور بسیار بالا یی هستند. بال آنها دارای ایرفویل متقارن

( symmetrical ) و نسبتاً ضخیم بوده و در عین حال بالهای نسبتا کوتاح وپهنی دارند .

بدنه آنها بسیار سبک و گران قیمت می باشند . 

این هواپیما ها به دلیل طراحی خاص خودمی توانند حول محور عمودی مانورهای جالب و خاصی هم چون

Hover -Knife Edge – – Knife Edge Flat Spinو عیره انجام دهند.

4-هواپیمای مقیاسی (Scale)

هواپیماهایی هستند که طبق یک نمونه واقعی ساخته شده اند .

در هواپیماهای مقیاسی ، تمامی جزئیات و اندازه ها دقیقاً طبق مقیاس ساخته می شوند .

 و میتواند عضو هر یک از گروههای بالا باشد . هواپیمای lancair mk_II_120جزو همین دسته است 

5-هواپیماهای نیمه مقیاسی

(Semi scale)همان هواپیما های مقیاسی هستند

 که برخی جزئیات و اندازه ها و یا گاهی ایرفویل بالهای آنها را تغییر می دهند تا پرواز آنها در سایز و ابعاد جدید اصلاح شود .

6-هواپیماهای گلایدر (Glider) :

الف )هواپیماهای گلایدر موتور دار رادیوکنترل:

معمولا دارای موتور الکتریکی کوچکی هستند که در هنگام بالا رفتن ( Take Of ) ازآن استفاده میکنند .

ب)هواپیماهای گلایدر بدون موتور رادیوکنترل:

همانگونه که از نام آنها مشخص است موتور ندارند و فقط از وزش باد برای اوج گرفتن اسفاده می کنند 

و با کاهی توسط یک بند مانند بادبادک آنها را بالا میفرستند و سپس بند را رها میکنند.

7- هواپیماهای پارک فلایر (Parkflyers )

این هواپیماها معمولا از موتور الکتریکی استفاده نموده و بدنه فومی و بسیار سبکی دارند. 

بنابراین شما می توانید آنها را در حیاط منزل یا پارکها به پرواز در آورید.

انواع دسته بندی هواپیماهای مدل

الف ـ دسته بندی هواپیماهای مدل از نظر نوع هدایت:

1– هواپیمای مدل رادیوکنترل (Radio Control Airplane):

هواپیماهاییی هستند که توسط سیستم فرستنده و گیرنده رادیوکنترل هدایت می شوند .

2- هواپیمای مدل کنترل لاین (Control Line Airplane):

هواپیمایی هستند که با ریسمان یا سیم متصل به آنها کنترل می شوند .

 این هواپیماها فقط می توانند در سطح یک نیمکره به شعاع طول ریسمان که مرکز آن شخص کنترل کننده است پرواز کنند.

3- هواپیمای مدل پرواز آزاد (Free Flight Airplane):

این هواپیماها پس از پرتاب، بطور آزادانه در هوا پرواز میکنند . 

مانند گلایدرهای مدل پرواز آزاد و هواپیماهای موتور کشی.

ب – دسته بندی هواپیماهای مدل از نظر نوع موتور:

1- هواپیمای مدل موتور پیستونی(Piston Engine Airplane) :

هواپیمای مدلی هستند که از موتورهای پیستونی نوع دو زمانه ،

 چهار زمانه (که سوخت آنها الکل و یا بنزین است ) استفاده می کنند .

2-هواپیمای الکتریک (Electric Airplane) :

هواپیمای مدلی که از موتورهای الکتریکی از نوع BRUSH یا BRUSHLESS استفاده می کنند.

3-هواپیمای داکتد فن (Ducted fan Airplane) :

هواپیمای جت مدلی هستند که از موتورهای داکتد فن استفاده می کنند .

توضیح: موتورهای داکتدفن موتور های پیستونی یا الکتریکی هستند که به جای ملخ از فن استفاده نموده 

و در یک مجرای استوانه ای شکل ( داکت ) قرار می گیرند تا نقش موتور جت را ایفا کنند.

4- هواپیمای جت :

(Jet Airplane)
هواپیماهای مدلی هستند که از موتورهای جت کوچک (مینی جت) استفاده می کنند.

ج – دسته بندی نوع کیتهای هواپیمای موجود در بازار جهانی :

1- ( Ready To Fly Kits ) یا RTF :

کیتهایی هستند که تمام متعلقات لازم بر روی آنها نصب شده و آماده پرواز هستند . 

در این کیتها ، موتور – سرووها و رسیور – لینکهای رابط – باک سوخت و غیره نصب شده اند 

و خریدار در کمتر از ده دقیقه میتواند آن را آماده پرواز نماید و نیاز چندانی به تخصص در رابطه با نصب قطعات ندارند .

 2-( Almost Ready To Fly Kits ) یا ARF :

کیتهایی هستند که کاملا آماده پرواز نبوده . شما به تجربه مونتاژ و یک تا ۵ روز وقت جهت تکمیل آنها نیاز دارید .

در این کیتها ، موتور – سرووها و رسیور – لینکهای رابط – باک سوخت و غیره باید توسط شما و صحیح نصب شوند .

3- KIT:

این کیتها شامل مجموعه ای از چوب – چوب بالسا – ورق چوب سه لایی و یک نقشه 

که باید طبق آن قطعات چوبی را به هم متصل کرده وهواپیما را ساخت. 

معمولا ساخت این نوع از کیتها زمان طولانی ای را از ۲ هفته تا ۲ ماه نیاز دارد.

ه ) دسته بندی هواپیماهای مدل از نظر محل قرار گرفتن بال

هواپیماها از نظر محل قرار گرفتن بال به دو دسته کلی تقسیم میشوند:

 بال رو و بال زیر. در طراحی هواپیمای بال رو، وزن مدل در زیر بال آویزان میشود.

 موقعی که مدل از حالت افقی خارج میشود، وزن آن سعی میکند آن را به حالت افقی بازگرداند.

در نتیجه، مدلهای بال رو، مدلهای پایدار تر و آسان پروازتری هستند و انتخاب طبیعی برای اهداف آموزشی میباشند . 

مدل بال زیر درست در نقطه مقابل قرار دارد.

از آنجائی که وزن این مدلها در بالای بال قرار دارد، پایداری پرواز در آنها کمتر است 

و مناسب خلبانان حرفه ای تر میباشد که مایل به انجام مانورهای هوائی میباشند.

انواع هواپیما از نظر جنس بدنه

یک هواپیما از سه قسمت اصلی تشکیل میشود (موتور – بدنه – سیستم رادیو کنترل) 

که مهمترین قسمت بدنه هواپیما است چون موتور و رادیو کنترل معمولا با تنوع زیادی 

در بازار به صورت آماده برای همه سایز های مختلف هواپیماها موجود است 

و این بدنه هواپیما است که در اختیار ما است البته انتخاب درست موتور و رادیو هم خیلی مهم هستند 

که در مقالات قبلی درمورد آنها صحبت کرده ایم.

هواپیماها از نظر جنس بدنه کلا به چهار دسته اصلی تقسیم میشوند

• بدنه چوبی
• کامبوزیت
• فوم
• ترکیبی ( بدنه ای مرکب از همه موارد بالا )

1- بدنه چوبی:

هواپیما های بدنه چوبی که طرفداران بیشتری دارند 

از چوبی به نام بالسا (که از درختی به نام بالسا) تهیه میشوند، این چوب دارای وزن بسیار پایینی است .

و در ضمن هیچ گاه نمیپوسد (حتی در آب) و قابلیت سمباده خوری آن بسیار عالی و به راحتی میتوان به آن شکل داد . 

و همچنین موقع برشکاری حتی به وسیله تیغ کاتر براحتی برش میخورد و قدرت آن در طول تارهای چوب عالی است. 

در ضمن با چسب چوب یا اپوکسی ( دوقلو ) و یا قطره ای قابل اتصال میباشد.

چوب های بالسا در ابعاد مختلف استاندارد بر اساس اینچ و میلیمتر موجود هستند. 

که عمدتا در بازار ایران بصورت شیتهای ۱۰۰میلیمتر در ۱۰۰۰ میلیمتر و با قطر های از ۰.۵ میلیمتر تا ۲۰ میلیمتر یافت می شوند.

2- بدنه کامپوزیت:

هواپیماهای با جنس کامپوزیت معمولا توسط شرکتهای سازنده و در تیراژ انبوه ساخته می شوند.

3- بدنه فومی:

فوم (یونولیت) هم در ساخت هواپیمای مدل کاربرد زیادی دارد

 که از خصوصیات این جنس سرعت ساخت بالاتر آن میباشد 

و توسط ابزار هایی به نام (فوم کاتر) که توسط جریان برق کار میکند 

برش خورده و همچنین به وسیله سنباده به سادگی شکل می گیرد، 

یاد آور میشوم که یک هواپیمای فومی استحکام یک هواپیمای چوبی را ندارد.