II. Основная часть.
Что таит Мировой океан и Какие бывают подводные квадрокоптеры.
Ученые иногда шутят, что глубины Мирового океана изучены хуже, чем обратная сторона Луны. Эта шутка вполне похоже на правду, ведь сегодня он исследован менее чем 5%. Между тем Мировой океан покрывает свыше 70% поверхности нашей планеты и почти 80% всей жизни приходится именно на подводный мир. Что же скрывается под толщами воды? Человечество об этом может только догадываться.
По данным ученых, на дне океанов могут быть и настоящие подводные реки, и водопады, и «молочные моря» (это участки, которые светятся), и столпы, достигающие высоту в несколько этажей, выделяющие серную кислоту… Удивительно, но в Мировом океане растворено более двадцати семи миллионов тонн золота….
Этих удивительных фактов, открывшихся человечеству, могло бы стать еще больше, если исследование подводного мира велось более пристальным образом. Под водные квадрокоптеры и дроны могли бы отлично этому поспособствовать.
Попытаемся разобраться, в чем отличие дронов от квадрокоптеров.
Дрон (от англ. drone — трутень, бездельник; гудеть, жужжать) — это беспилотный летательный аппарат (БПЛА) изначально военного, разведывательного назначения, разновидность военного робота. (вовсе не обязательно вертолетного типа.
Квадрокоптер – это прежде всего -вертолёт с 4 мя винтами.. Есть еще
мультикоптер (англ. Multirotor, multicopter, многороторный вертолёт, многолёт) — это летательный аппарат с произвольным количеством несущих винтов, вращающихся диагонально в противоположных направлениях, у негео много много винтов. Чётное количество 6 гектокоптер, 8 октокоптер, и так далее...
О подводных квадрокоптерах и дронах, способных выполнять мониторинг и видеосъемку в водной среде, заговорили в 2016 году. В отличие от своих воздушных собратьев, которые муже получили довольно большое распространение и даже есть в свободной продаже, «подводники» пока еще только входят в разработку.
Известно, в частности, что в США был разработан беспилотный аппарат iBubble, который может следовать за владельцем под водой, фотографировать и делать видео.
Максимальная глубина погружения такого дрона - 60 метров, предельная дальность работы пульта - 25 метров. Заряда батареи хватает дрону на час работы, при низком заряде аппарат автоматически подплывёт к владельцу. В случае ЧП (например при мгновенной разрядке), беспилотник самостоятельно всплывёт на поверхность.
Кроме дрона iBubble сегодня известны и несколько других моделей подводных беспилотников - это, например, дрон Gladius (устройство способно погружаться на глубину до 10 метров, передает изображение с камеры на смартфон пользователя, стоит от 700 долларов). Есть еще узкоспециализированные дроны – помощники дайверов. Они поддерживают связь между дайвером и центром управления на поверхности, обеспечивают навигации под водой. Такой робот имеет три основные функции: выполняет навигацию, следит, чтобы организм дайвера не перегружался, помогает ему выполнять основные задачи с помощью камеры и фонаря. Также любители ютьюба могли видеть видео с коптером Амфибия - этот самодельный квадрокоптер не совсем подводный, винтам не хватает тяги утащить его под воду.Но он может купаться в озере, переворачиваясь из одного положения в другое.
Таким образом, подводные дроны, как и воздушные, могут быть как любительскими, так и профессиональными.
Однако при всех уникальных характеристиках этих чудо-машины исследователи отмечали и недостатки дронов этого поколения. В частности, в отличии от наземных и воздушных беспилотников, у их подводных собратьев все-таки были большие проблемы с обеспечением стабильной связи. Так как присутствие воды вокруг устройства сильно искажает сигнал. Кроме того, на момент изобретения устройств, у разработчиков не было приемлемого источника питания, способного эффективно работать на протяжении длительного времени.
2. Непотопляемый NERO-коптер.
Предложения по конструированию подводных квадрокоптеров.
При создании робота мне пришлось задуматься – каким он должен быть, мой морской исследователь?
Я решил, что мой нерокоптер (от греч. Nero – вода) будет состоять из обтекаемого корпуса и четырёх винтов - наподобие воздушного квадрокоптера. Двигатели квадрокоптера будут трансформированы под подводную среду. В корпусе будут находиться: камера, подсветка, барометрические датчики, бак для воздуха, радио, четыре мотора (на винт свой мотор).
Подсветка осуществляется с помощью стандартных фонарей, которые освещают пространство перед камерой. Информация с камеры передается через радио по радиоволнам оператору. Воздух в баке поднимает аппарат со дна при завершении работы или его поломке.
По бокам на роботе находятся герметичных винты, моторы которых находятся в корпусе и передают движение с помощью движущего момента к винтам. Также на коптере установлены барометрические датчики для определения глубины погружения.
Непотопляемость моего робота заключается в новом принципе погружения: винты опускают дрон вниз, вправо, влево, вперед и назад. А при надобности в подъёме, двигатели отключаются и робот поднимается в верх при помощи воздуха, который содержится в закрытом баке наподобие клапанов для воздух
Сегодняшний проект – это промежуточный этап моего, я надеюсь, большого и серьезного исследования. Ориентируясь на точные расчеты, я планирую вычислить по формулам движущую тягу дрона.
Винты коптера на дальнейшем этапе моей разработки я планирую создать с помощью 3D-принтера, они будут абсолютно герметичны. Из-за простоты и шаблонности они будут легко производимы, а потому будут стоить не сотни долларов, а доступны для всех. Из корпуса будет передаваться движущий момент для каждого винта. Созданы они будут по прототипу: левый передний и правый задний будут работать по часовой стрелке, правый передний и левый задний – против.
Заключение
Активные разработки и достижения в области робототехники, скорость развития технологий – все это говорит о том, что подводные дроны это вовсе не фантастика, а обычные реалии уже завтрашнего дня.
Не сомневаюсь, что лет через 10 роботостроение в сфере подводных дронов шагнет далеко вперед. И морские помощники - исследователи, навигаторы, разведчики, фото- и видео-операторы, анализаторы дайверов возьмут на себя функцию не только мониторинга территории, но многие-многие другие, благодаря которым завеса тайны Мирового океана приоткроется.
Очень надеюсь, что мое небольшое исследование послужит началом к дальнейшему конструированию и эксперименту с подводными коптерами и дронами.
Литература:
- «7 главных тайн океана» - Источник: © Русская Семерка https://russian7.ru/2015/11/7-glavnykh-tajjn-okeana/
- 10 самых странных обитателей Марианской впадины – Источник: https://www.yaplakal.com/forum2/topic1212960.htm
- «Ученые создали подводный дрон-компаньон дайвера» - https://odnako.su/news/science/-364733-uchenye-sozdali-podvodnyj-dron-kompanon-dajvera-video/
-«Чем квадрокоптер отличается от дрона» - Источник: - https://www.bolshoyvopros.ru/questions/1709167-chem-kvadrokopter-otlichaetsja-ot-drona.html
Приложения.
Подводный дрон - помощник рыбака.
Прототип подводного квадрокоптера.
Дрон Gladius.
Странные рыбы – обитатели Марианской впадины.