FPV-дрон — це бойовий дрон з видом від першої особи (First Person View), що забезпечує встановлена камера. Розповідаємо про принцип роботи дронів, особливості конструкції FPV та його відмінності від інших типів. Ви дізнаєтесь, які завдання можна виконувати за допомогою FPV-дронів. Детальніше про різновиди та призначення апаратів можна дізнатися в матеріалі про класифікація FPV дронів ЗСУ.
Визначення FPV (First Person View)
Термін політ “від першої особи” походить з проєктування авіаційних моделей. Інженерні ідеї, поєднані з радіотехнікою, уможливлюють використання радіохвиль для керування літальними апаратами, серед яких дрони та інші безпілотники. Більше практичних порад для операторів-початківців зібрано у статті про те, як керувати дроном.
Назва означає, що оператор керує дроном на відстані. Він спостерігає за територією та подіями навколо через відео, яке камера, встановлена на дроні, знімає та передає на монітор комп’ютера або окулярів в реальному часі. Високотехнологічні камери можуть бути оснащені поворотним механізмом або мати оптичну стабілізацію, яка компенсує коливання та рухи, щоб зображення виходило чітким. Для приймання сигналу оператор використовує наземну станцію. Стабільність та дальність передавання відеосигналу безпосередньо залежать від характеристик обладнання, зокрема від того, що таке fpv-антена та які її параметри.
FPV-польоти активно проводились ще у 2010-х роках. Їх часто використовують для панорамних зйомок. З початком війни в Україні дрони стали важливою частиною військової справи. Адаптація FPV під задачі підрозділів ЗСУ зробила можливими розвідку на відстані, знищення ворожої техніки, укріплень, споруд тощо. У межах бойового застосування важливо також враховувати тактика FPV при штурмі та взаємодію зі штурмовими групами.
Принцип роботи: занурення пілота
Оператор отримує зображення з мінімальною затримкою сигналу (в реальному часі). Якість та інформативність відео залежить від технічних характеристик екрана, якості сигналу та куту огляду камери. Чим краща та стабільніша картинка, тим точніше керування дроном. Принцип роботи наступний:
- Дрон оснащений відеокамерою, яка передає дані у реальному часі за допомогою передавача сигналу (VTX).
- Відеоокуляри або монітор наземної станції, що використовує оператор, через відеоприймач (інтегрований або модульний) приймають дані.
- Фурнітура наземної станції (НСК) може передбачати різні способи відображення даних: на моніторі комп’ютера, на двох екранах у відеоокулярах або на одному екрані в шоломі (залежить від комплектації).
Таким чином оператор, спостерігаючи за відео, може швидко адаптувати траєкторію польоту дрона відповідно до змін у військовій операції, маневрувати, точно реагувати на непередбачувані події, спрямовувати апарат до цільового об’єкта, минаючи перепони тощо. Існує кілька режимів польоту, серед яких найбільш розповсюдженими є самовирівнювання та акро-режим (ручний).
Режим Acro використовують, якщо потрібна висока маневровість. Оператор отримує повний контроль над дроном та безперервно керує за допомогою маніпулятора (пульта). Якщо задати напрямок та швидкість руху та відпустити пульт, дрон буде продовжувати виконувати команди без повернення до базових параметрів, тому важливо вручну його повернути до більш безпечної позиції (польоту за горизонтальною лінією, наприклад).
Анатомія бойового FPV-дрона
ФПВ-дрон має легку та міцну конструкцію квадрокоптера, тож оснащений чотирма пропелерами, швидкість обертання кожного з яких може змінюватись автономно, щоб змінювати положення апарата у повітрі. Окрему роль у конструкції відіграють модулі навантаження, зокрема різні види бойових частин для FPV дронів, що визначають його функціональне призначення.
Всі деталі розміщені на міцній та легкій рамі з карбону з чотирма виступами в різні кінці, де і встановлені пропелери з безколекторними двигунами. У центрі рами розташований корпус з платами керування, батареєю для живлення електродвигунів, камерою, відеопередавачем.
Стабільність польоту та точне реагування на команди забезпечує польотний контролер (FC) з датчиками (акселерометр, гіроскоп, барометр тощо). Саме він аналізує інструкції оператора та дані від датчиків, за якими з мінімальною затримкою (FPV latency складає близько 10–40 мс) стабілізує апарат, уможливлює використання різних режимів польоту, регулює роботу двигунів, утримує дрон на потрібній висоті, задає напрямок руху і в цілому забезпечує роботу всіх елементів системи.
FC є електронною платою, що складається з модулів, призначених для виконання різних функцій. Вона обробляє дані та формує розпорядження мікропроцесора на платі. Є мікропроцесори з різною продуктивністю. Також використовується різне програмне забезпечення, яке визначає функціональні можливості системи.
Польотний контролер відповідно до отриманих команд передає сигнали регуляторам швидкості (ESC), що функціонують як виконавець та змінюють темп обертання лопатей пропелерів, прискорюючи або уповільнюючи хід дрона.
Ефективність, тривалість польоту, потужність та швидкість дрона забезпечують двигуни. Враховуючи наявність бойового навантаження, тяга дрона має бути у два рази вище, ніж його вага, щоб він легко підіймався високо у повітря та легко маневрував разом з вантажем. Високу тягу забезпечують потужні двигуни та великий діаметр пропелерів, або, точніше, швидкість їх обертання. Пропелери також допомагають стабілізувати дрон та ефективно використовувати потенціал батареї. Вони можуть мати різну кількість лопатей з полікарбонату або карбону (двохлопатні, трьохлопатні та більше), різний діаметр та кут, що впливає на швидкість та керованість.
Чому FPV – не “Мавік”: ключові відмінності
Дрон FPV більш рухливий, швидкий та потужний у порівнянні з дронами серії DJI Mavic, що є розвідниками, коригувальниками вогню та оснащені тепловізійними камерами для знімання високоякісного відео. FPV здатний здійснювати точні удари та просуватись складними маршрутами. Головні переваги:
- легко та точно керується оператором (без автопілота);
- маневровість, швидкий рух, здатність залітати у бліндажі та люки, атакувати під різними кутами;
- легкий ремонт.
І хоча камера, що встановлюється на FPV-дронах, є менш якісною у порівнянні з Mavic, вона також уможливлює деталізовані зображення з мінімальною затримкою. FPV-дрони дешевші.
Бойове застосування та типи завдань
Згідно з класифікацією FPV-дронів для ЗС за функціоналом апарати бувають:
- Дрони-камікадзе. Вони оснащені снарядом, ефективним навіть проти бронетехніки, та призначені для ураження об’єктів з подальшим самознищенням, як одноразові ударні системи.
- Дрони-бомбери. В конструкції передбачений скид для точного скидання боєприпасів на об’єкти, в тому числі для мінування територій. Можуть використовуватись багаторазово під час бойових дій, але є ризик враження та ліквідації під час повернення.
- Розвідка та дорозвідка на низьких висотах. Дрони цієї серії здатні знімати відео вдень або вночі, можуть розвідувати місцевість на невеликій відстані від землі, ховаючись за кронами дерев, спорудами.
Є багатофункційні моделі, які можуть бути переобладнані відповідно до потреб. Одночасна комплектація камерою та скидом зробить розвідника з дрона FPV у складі штурмових груп та бомбера, коли треба.
Ефективність на полі бою
Однією з найбільших переваг FPV-дронів є невисока ціна та висока ефективність. Засіб ураження з ціною близько $500 здатний нищити техніку та споруди вартістю в мільйони доларів. Завдяки модульності збірка дронів є досить легкою. Збирати їх можна навіть на полі бою, якщо в наявності є комплектуючі та можливість виконати пайку. Можна виробляти компоненти у напівкустарних умовах, що і відбувається масово, але краще надати перевагу виробам з гарантіями якості.
SkyCraft пропонує дрони FPV, а також розроблює та тестує унікальні модифікації для спеціальних бойових задач ЗСУ. Ми виробляємо апарати відповідно до умов РЕБ, враховуємо такі запити від замовника, як-от тип навантаження, дальність польоту, мета використання.
