Дрон
квадрокоптер
Это понятие впервые встречается на программе «Проектная инженерная база» — примерно 9-10 лет (3-4 класс).
Летающий робот с пропеллерами: сам держит равновесие в воздухе, а пилот с пульта командует, куда лететь.
Канатоходец с шестом: чтобы не упасть, он без остановки чуть-чуть подправляет равновесие. Дрон висит ровно, потому что подправляет себя так же — только сотни раз в секунду.
Назвать три задачи, где дрон справится лучше машины на колёсах (осмотреть крышу, снять двор сверху, перелететь через реку), и объяснить, что общего у всех трёх.
Летательный аппарат без пилота на борту; учебный дрон — обычно квадрокоптер: четыре мотора с пропеллерами. Датчики замечают малейший наклон, автоматика тут же подправляет обороты — без этой обратной связи дрон перевернулся бы за доли секунды. Летит он наклоном: передние пропеллеры чуть замедлились — дрон наклонился и поехал вперёд.
Нарисовать квадрокоптер сбоку, наклонившийся влево; стрелками показать, каким моторам автоматика прибавит обороты для выравнивания, и найти в рисунке все три звена цикла «измерить — сравнить — подправить».
Беспилотный летательный аппарат. Полётный контроллер квадрокоптера по гироскопу и акселерометру сотни раз в секунду корректирует обороты моторов. Соседние пропеллеры вращаются в противоположные стороны, компенсируя реактивный момент; поворот вокруг вертикальной оси — разницей оборотов этих пар, без наклона. Каналы управления: газ, крен, тангаж, рыскание. Питание — литий-полимерный аккумулятор, время полёта — обычно десятки минут; при потере связи — failsafe: зависание или возврат к точке взлёта.
Нарисовать квадрокоптер сверху с направлениями вращения всех четырёх пропеллеров и показать, какую пару замедлить, чтобы дрон повернулся на месте вправо, не наклоняясь.
Частое заблуждение
«Дроном полностью управляет пилот — каждым мотором». Нет: пилот только задаёт, куда лететь; ровно держит дрон автоматика, подправляющая обороты моторов сотни раз в секунду.