کواد کوپتر و کاربرد آن

امروزه گسترش علم و تکنولوژی باعث تغییرات زیادی در زندگی بشر شده است
که این تغییرات درزندگی او اثرگذاشته و ذهن انسان را برای داشتن زندگی راحت تر خلاق کرده است.
هرروزه درسراسر دنیا انسان هاسعی میکنند،بااستفاده ازهوش خود و بهره گیری
ازعلم اختراعاتی انجام دهندکه هرچه بیشتر زندگی را برای خود آسان کنند.
ازجمله این اختراعات می توان به پهپادهااشاره کرد که پرنده هدایت پذیر یاهواپیمای بدون سرنشین هم به آنها می گویند.
این پهپادها دارای زیرمجموعه هایی ازجمله هلی شات و کواد کوپترهاهستند.

همانطور که گفته شد یکی از زیرمجموعه های پهپاد ها،کوآد کوپتر ها هستند.

کوآد کوپتر چیست؟

کوادکوپتر (به انگلیسی: Quadcopter یا Quadrotor ) زیر مجموعه دسته مالتی روتورها هستند
که به دلیل کمک گرفتن از چهار پروانه برای نیروی پیشرانش،کواد (چهار) کوپتر نامیده می‌شوند.

تاریخچه

مدل‬ اولیه آزمایشی یک Multiroter در سال ۱۹۰۷ توسط دو برادر فرانسوی بنام
Jacques and Louis Breguet در پروژه‌ای بنام Quadcopter ساخته و تست شد،که فقط موفق به پرواز ثابت شدند.

درسال 1920یک مهندس فرانسوی به نام Etienne Oehmichen اولین بالگرد چهارپره
را اختراع نمود و مسافت 360متر را با کوآد کوپتر خود پرواز کرد.
این بالگرد که از روش تنظیم Xبهره می جست،توانست در همان سال
مسافت 1 کیلومتر را در مدت 7دقیقه و 40ثانیه پرواز کند.

بعد از آن در سال 1922،Dr Goerge de Btheza در آمریکا موفق به ساخت
و تست تعدادی کوآد کوپتر برای ارتش شد که قابلیت کنترل و حرکت در
سه بعد را داشت؛ ولی پرواز با آن سخت بود.
در سال ۱۹۵۶ مدل دیگری توسط Convertewings طراحی شد و در سال ۱۹۵۸
مدل Curtis-Wright VZ-7 توسط کمپانی Curtis- Wright طراحی شد.

از حدود سال ۲۰۰۶ کواد کوپترها شروع به رشد صنعتی به صورت وسایل پرنده بدون سرنشین نمودند.

ساختار

کواد کوپترها با بهره‌گیری از 4 موتور و4 پره(ملخ) مجزا ساخته شده است.
این 4 موتور دو به دو معکوس یکدیگر می چرخند و نیروی گشتاور
( به تمایل یک نیرو برای دوران جسمی حول یک محور، گشتاور گفته می‌شود) ایجاد شده را خنثی میکنند.
همچنین اختلاف فشار لازم جهت ایجاد نیروی برآ را تأمین می‌کنند.

چگونه آنها را کنترل میکنند؟

برای تغییر ارتفاع از کم یا زیاد کردن سرعت چرخش همه موتورها استفاده می‌شود و
باعث کمتر یا زیاد تر شدن اختلاف فشار به وجود آمده می‌شود.
برای چرخش کواد کوپتر به دور خود و به صورت درجا، دو پره هم جهت
با سرعت کمتر و دو پره هم جهت دیگر با سرعت بیشتر می‌چرخند و
نیروی گشتاور به یک سمت ایجاد می‌شود و اختلاف فشار
همانند قبل است؛لذا کواد کوپتر در ارتفاع ثابت به دور خود می‌چرخد.
برای حرکت کواد کوپترها در جهت‌های مختلف (عقب، جلو، چپ و راست)
توسط کم و زیاد کردن سرعت موتورها کواد کوپتر را از حالت افقی خارج کرده و باعث حرکت آن می‌شوند.

تمامی این فرامین توسط برد کنترلر ایجاد می‌شود که این برد از
المان‌هایی جهت تشخیص زاویه و موقعیت کواد و قطعات پردازنده تشکیل شده‌است. این قطعات نظیر
جایرو، شتاب سنج، قطب‌نما و میکرو پروسسور‌ها هستند.
اسپیکوجی سایت خرید برتر ( لوازم موبایل و کامپیوتر زیر قیمت بازار)

کاربرد

انواع مختلفی از کوآد کوپتر ها وجود داردکه از نظر سایز و ابعاد به
نانوکوادکوپتر ها ، مینی کوادکوپتر ها و کوادکوپتر ها طبقه بندی می شوند .
هرکدام از آنها در شرایط فیزیکی و محیطی کاربردهای مختلفی دارند.

ازجمله کاربردهای انها:
عکاسی
از کوادکوپتر های دوربین دار برای عکاسی و فیلم برداری هوایی(فیلم های سینمایی،تلویزیونی و حتی فیلم های تبلیغاتی) به صورت بسیار گسترده استفاده می شود .
در ایالات متحده آمریکا،هلی شات به صنعتی بسیار پردرآمد و کاربردی بدل گشته است.

تحویل و حمل و نقل

در دسامبر سال ۲۰۱۹ توسط یک شرکت داروسازی این پروژه کلید خورد که داروها به واسطه ی کوادکوپتر به دست مریضان برسد.
امروزه برای تحویل غذا ، انسان و یا مرسولات مختلف کوادکوپتر ها می توانند
مورد استفاده قرار بگیرند و شرکت های بزرگی از جمله آمازون و علی بابا سخت پیگیر این موضوع هستند .

موارد نظامی

کوادکوپتر ها برای برای نظارت و شناسایی توسط سازمان های نظامی و انتظامی ، و همچنین مأموریت های جستجو و نجات در محیط های شهری استفاده می شود .
به عنوان مثال Aeryon Scout که توسط یک شرکت کانادایی ساخته شده است یک هواپیمای بدون سرنشین کوچک است که می تواند بدون صدا در محیط دلخواه قرار بگیرد و بواسطه ی دوربینی که دارد عکس و فیلم تهیه کند .

هم چنین می توان از آنها برای سرگرمی و تفریح استفاده کرد که بیشتر مورد توجه بزرگ سالان است.
با پدید آمدن عینک‌های واقعیت مجازی و لینک شدن آن‌ها با دوربین‌های کواد کوپترها،
یک نوع از فعالیت را به نام مسابقات کوادکوپترهای FPV (نمایش اول شخص)
ایجاد کرده‌است؛ که به نظر در سال‌های آینده به یک رشته ورزشی پر طرفدار تبدیل می‌شود.