كوادكوبتر هي مركبة جوية بدون طيار متعددة الدوارات بأربعة أذرع أو أذرع، لكل منها دوار واحد (وبالتالي "كوادكوبتر"). الطائرات بدون طيار متعددة الدوارات هي مركبات جوية بدون طيار (UAVs) ذات دوارات متعددة تستخدم لتوليد الرفع وتمكين الطائرة من الطيران. مبدأ العمل هو أن زوجًا من الدوارات يدور في اتجاه عقارب الساعة والآخر عكس اتجاه عقارب الساعة، ومن خلال تغيير السرعة، يمكن إنشاء قوة دفع بالإضافة إلى الحركة الدورانية.

المروحيات الرباعية هي طائرات بدون طيار VTOL، مما يعني أنها قادرة على الإقلاع والهبوط العمودي ("VTOL"). يعد هذا مثاليًا للمواقف التي تكون فيها مساحة الإطلاق محدودة، على سبيل المثال، إذا كان الإطلاق والهبوط على متن سفينة في البحر مطلوبًا. إن قدرتها على التحليق في مكانها تمنحها ميزة على الطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة لأغراض المراقبة والاستطلاع على نطاق صغير.

تتميز العديد من الطائرات بدون طيار ذات المراوح الرباعية بنظام استقرار جيروسكوبي للسماح لها بالتحليق بسلاسة حتى في الظروف العاصفة. تكتشف وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU) التغيرات في الانحراف والانعراج والدحرجة للطائرة بدون طيار وترسل البيانات إلى وحدة التحكم في الطيران، والتي تقوم بضبط الإخراج على الدوارات الرباعية لتحقيق النتيجة المرجوة.

التطبيقات

عادةً ما تكون المروحيات الرباعية أسهل في البناء وأرخص وأسهل في الطيران من طائرات الهليكوبتر بدون طيار، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لتطبيقات معينة مثل رسم الخرائط الجوية والتصوير الفوتوغرافي. ويمكن استخدامها أيضًا لتوصيل الطائرات بدون طيار وقد تم استخدامها بالفعل لتوصيل الإمدادات الطبية إلى المناطق النائية والحضرية.

تُستخدم طائرات كوادكوبتر بدون طيار في مجموعة واسعة من التطبيقات الاحترافية، ويتم اختيار الطائرة بدون طيار والحمولة خصيصًا لتناسب نوع التطبيق. تُستخدم المروحيات الرباعية الصناعية في تطبيقات مثل فحص خطوط الأنابيب والبنية التحتية. يمكن استخدام المروحيات الرباعية الزراعية لمراقبة المحاصيل. ويمكن استخدام المروحيات الرباعية المتطورة المزودة بكاميرات عالية الدقة و/أو تقنية LiDAR في المسح والمراقبة ورسم الخرائط.

الحجم والقدرة على التحمل

تتراوح أحجام المروحيات الرباعية من المروحيات الرباعية الصغيرة التي لا يزيد حجمها عن بوصة مربعة إلى أنظمة المروحيات الرباعية الاحترافية التي يبلغ قطرها من قدمين إلى ثلاثة أقدام. عادة ما يكون هناك حد أعلى لحجم الإطارات، حيث أن الحجم الأكبر يعني وزنًا أكبر، الأمر الذي يتطلب المزيد من القوة للرفع - ثم يكون هناك توازن بين وزن البطارية وحجمها مقابل قدرة تحمل الطيران.

تبلغ مدة الرحلة النموذجية لطائرة كوادكوبتر بدون طيار مع بطارية حوالي 30 دقيقة. وقد تمكنت التصاميم الجديدة من توسيع نطاق ذلك من خلال دمج خلايا البطارية في معظم الهياكل. يمكن أيضًا ربط خلايا وقود الهيدروجين، التي توفر كثافة طاقة أعلى من البطاريات، بطائرات رباعية أكبر لزيادة القدرة على التحمل.

الكاميرات والتصوير الجوي

يعد التصوير الجوي هو التطبيق الأكثر شيوعًا لطائرة كوادكوبتر بدون طيار، ويقدم العديد من مصنعي كوادكوبتر حزمًا تجمع بين المروحيات المتعددة وحمولات كاميرا محددة. قد يتم دمج هذه الكاميرات في محاور متعددة المحاور تسمح للكاميرا بالتحرك أثناء الطيران وكذلك تقليل تأثيرات الاهتزاز.

يمكن أن توفر حمولات كاميرات الفيديو والصور الثابتة طائرات بدون طيار كوادكوبتر احترافية بقدرات تكبير بصري ورقمي قوية، بدقة 4K وصور ثابتة بعشرات الميجابكسل، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التكتيكية والمهنية مثل المراقبة والتفتيش الصناعي. كما يقدم البعض أيضًا إمكانات FPV (عرض الشخص الأول)، حيث يتم إرسال الفيديو بزمن وصول منخفض إلى الطيار عبر 4G/LTE إلى شاشة أو سماعة رأس. غالبًا ما تستخدم المروحيات الرباعية FPV في رياضة سباقات الطائرات بدون طيار.

تحتوي العديد من أنظمة التصوير على مجموعة من أوضاع الطيران الذكية لتحسين الأداء، مثل تتبع المشغل، وتتبع الهدف النشط، وتتبع إحداثيات الطريق تلقائيًا.

المؤلف والمترجم: علي أصغر علي زاده

المصدر: تكنولوجيا الأنظمة غير المأهولة