کوادکوپتر یک هواپیمای بدون سرنشین مولتی روتور با چهار بازو یا بوم است که هر کدام یک روتور دارند (از این رو "کواد کوپتر"). پهپادهای مولتی روتور، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپاد) با روتورهای متعددی هستند که برای تولید بالابر و قادر به پرواز هواپیما استفاده می شوند. اصل کار این است که یک جفت روتور در جهت عقربه‌های ساعت و دیگری خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد و با تغییر سرعت می‌توان نیروی رانش و همچنین حرکت چرخشی ایجاد کرد.

کوادکوپترها پهپادهای VTOL هستند، به این معنی که قادر به برخاستن و فرود عمودی ("VTOL") هستند. این برای شرایطی که فضای پرتاب محدود است، ایده آل است، به عنوان مثال اگر پرتاب و فرود در یک کشتی در دریا مورد نیاز است. توانایی شناور شدن در محل نسبت به هواپیماهای بدون سرنشین بال ثابت برای نظارت و شناسایی در مقیاس کوچک برتری می دهد.

بسیاری از پهپادهای کوادکوپتر با ژیروسکوپ تثبیت شده اند تا به آنها اجازه پرواز نرم حتی در شرایط باد را می دهد. یک IMU (واحد اندازه‌گیری اینرسی) تغییرات در انحراف، پیچ و خم و چرخش پهپاد را تشخیص می‌دهد و داده‌ها را به یک کنترل‌کننده پرواز ارسال می‌کند، که خروجی را به روتورهای چهارگانه تنظیم می‌کند تا به نتیجه دلخواه برسد.

برنامه های کاربردی

کوادکوپترها معمولاً در ساخت و ساز ساده‌تر و ارزان‌تر و راحت‌تر از هواپیماهای بدون سرنشین هلیکوپتر پرواز می‌کنند، که آنها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای خاصی مانند نقشه برداری و عکس‌برداری هوایی تبدیل می‌کند. آنها همچنین می توانند برای تحویل هواپیماهای بدون سرنشین استفاده شوند و قبلاً برای تهیه تجهیزات پزشکی در مناطق دورافتاده و شهری استفاده شده اند.

پهپادهای کوادکوپتر در طیف گسترده‌ای از کاربردهای حرفه‌ای استفاده می‌شوند و پهپاد و محموله به طور خاص متناسب با نوع برنامه انتخاب می‌شوند. کوادکوپترهای صنعتی در کاربردهایی مانند بازرسی خطوط لوله و زیرساخت استفاده می شوند. کوادکوپترهای کشاورزی را می توان برای نظارت بر محصول استفاده کرد. و کوادکوپترهای درجه یک با دوربین های با وضوح بالا و/یا فناوری LiDAR می توانند برای نقشه برداری، نظارت و نقشه برداری استفاده شوند.

اندازه و استقامت

سایز کوادکوپترها از کوادکوپترهای کوچک که بیش از یک اینچ مربع نیستند تا سیستم های کوادکوپتر حرفه ای با قطر دو تا سه فوت متغیر است. معمولاً محدودیت بالایی در اندازه فریم‌ها وجود دارد، زیرا حجم بیشتر به معنای وزن بیشتر است، که به قدرت بیشتری برای بلند کردن نیاز دارد - سپس بین وزن باتری و اندازه در مقابل استقامت پرواز، تعادل وجود دارد.

زمان معمول پرواز یک پهپاد کوادکوپتر با باتری حدود 30 دقیقه است. طرح های جدید توانسته اند این را با ترکیب سلول های باتری در اکثر ساختار گسترش دهند. سلول‌های سوختی هیدروژنی که چگالی انرژی بیشتری نسبت به باتری‌ها ارائه می‌کنند، می‌توانند برای افزایش استقامت پرواز به کوادکوپترهای بزرگ‌تر نیز متصل شوند.

دوربین ها و تصویربرداری هوایی

تصویربرداری هوایی محبوب ترین برنامه برای پهپاد کوادکوپتر است و بسیاری از تولیدکنندگان کوادکوپتر بسته هایی را ارائه می دهند که مولتی روتورها را با محموله های دوربین خاص جفت می کنند. این دوربین ها ممکن است در گیمبال های چند محوره ادغام شوند که به دوربین اجازه می دهند در حین پرواز حرکت کنند و همچنین اثرات لرزش را کاهش دهند.

محموله‌های دوربین فیلم‌برداری و تصویر ثابت می‌توانند قابلیت‌های زوم اپتیکال و دیجیتال قدرتمندی را به پهپادهای حرفه‌ای کوادکوپتر ارائه دهند، با وضوح تصویر ۴K و تصاویر ثابت در ده‌ها مگاپیکسل، که آن‌ها را برای کاربردهای تاکتیکی و حرفه‌ای مانند نظارت و بازرسی صنعتی ایده‌آل می‌کند. برخی نیز قابلیت‌های FPV (نمایش اول شخص) را ارائه می‌کنند که در آن ویدئوهای کم تاخیر از طریق 4G/LTE به صفحه نمایش یا هدست به پایلوت بازگردانده می‌شوند. کوادکوپترهای FPV اغلب در ورزش مسابقات هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می شوند.

بسیاری از سیستم‌های تصویربرداری طیفی از حالت‌های پرواز هوشمند را برای بهبود عملکرد، مانند دنبال کردن اپراتور، ردیابی هدف فعال، و دنبال کردن خودکار ایستگاه‌های بین راه، دارند.

نویسنده و مترجم : علی اصغر علیزاده

منبع : unmannedsystemstechnology