همه چیز درباره کوادروتور - تفاوت کوادکوپتر و کوادروتور

راهنمای مطالعه :

تفاوت کوادروتور با کوادکوپتر در چیست؟
تفاوت کوادروتور با پهباد در چیست؟
تفاوت کوادروتور و هلیکوپتر
قوانین و مقررات پرواز کوادروتورها در ایران
بهترین کوادروتورهای سال ۲۰۲۱ میلادی

به صورت ساده، این‌ها دو اسم متفاوت برای مورد خطاب قرار دادن یک وسیله‌ هستند. اما اصطلاحا به پرنده‌های با کاربرد سرگرمی و تفریحی کوادکوپتر و به پرنده‌های با کابرد حرفه‌ای‌تر کوادروتور گفته می‌شود. اما امروزه این وسیله به هر دو اسم خطاب می‌شود و آن‌ها به جای یکدیگر به کار می‌روند و اشتباه معنایی در آن وجود ندارد.

ممکن است بارها در نتایج جستجو و مقالات به دو کلمه‌ی « پهباد » و « کوادکوپتر » برای مورد خطاب قرار دادن پرنده‌های بدون سرنشین برخورده باشید که معمولا هم به جای یکدیگر به کار می‌روند. اما آیا کوادکوپتر و پهباد یک چیز هستند؟ با آن که این دو کلمه شبیه به هم هستند اما به نوع‌های متفاوتی از پرنده‌های بدون سرنشین اشاره می‌کنند:

پهباد

کلمه‌ی پهباد به صورت گسترده برای مورد خطاب قرار دادن همه نوع پرنده‌ی بدون سرنشینی استفاده می‌شود. بنابراین کلمه‌ی پهباد را می‌توان برای توصیف هواپیما‌های بدون سرنشین قابل کنترل و همچنین آن‌هایی که توسط یک برد کامپیوتری هوشمند کنترل می‌شوند، مورد استفاده قرار داد. این وسایل پرنده عموما شبیه به یک هلیکوپتر یا یک هواپیمای کوچک به نظر می‌آیند اما می‌توانند با شکل‌ها، اندازه‌ها و طرح‌های مختلفی عرضه شوند. از یک وسیله‌ی فوق محرمانه‌ی نظامی گرفته تا یک اسباب بازی کوچک که در کف دست شما جای می‌گیرد. با این‌ حال آن‌ها را از دسته بندی هواپیماهای موتوردار و یا دارای توان پرواز طولانی، متمایز می‌دانند.

پهبادها کاربردهای گوناگونی نیز دارند، همچون کاربرد نظامی، تجاری و غیر نظامی. برای کاربرد نظامی، پهبادها می‌بایست قادر به انجام عملیات حمله و شناسایی باشند. علاوه بر این‌ها، تعداد بسیاری از از پهبادها در صنعت کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرند که می‌توانند دام‌ها را ردیابی کرده و در روند رشد محصولات کمک کنند.

کوادروتور

کلمه‌ی کوادروتور خاص‌تر می‌باشد. این کلمه‌ برای مورد خطاب قرار دادن پهبادهایی به کار می‌رود که با ۴ پروانه کنترل می‌شوند. هر کدام از این پروانه‌های شامل یک موتور و یک پیشرانه می‌باشند. به خاطر این پروانه‌ها معمولا کوادروتورها با استفاده از برد کامپیوتری کنترل نمی‌کنند. کوادروتورها معمولا شبیه به هلیکوپتر هستند اما می‌توانند تعادل خود را در هنگام حرکت تیغه‌ها حفظ کنند. و همچنین بیشتر مردم زمانی که به فکر پهباد می‌افتند، کلمه‌ی کوادکوپتر اولین چیزی است که به ذهنشان می‌آید.

این به این خاطر است که کوادکوپترها آن نوع خاصی از پهبادها هستند که بیشتر مردم برای اهداف تفریحی مورد استفاده قرار می‌دهند. علاوه بر این، انواع مختلفی از کوادکوپتر‌ها نیز برای سفارش و خرید در فروشگاه‌های مختلف موجود است. بیشتر مردم تنها برای پرواز کوادکوپترشان دور خانه یا با کمی هزینه بیشتر برای تهیه عکس و فیلم هوایی، اقدام به انتخاب و خرید کوادکوپترها می‌کنند.

به خاطر این که کوادکوپترها برای کاربردهای تفریحی مورد استفاده قرار می‌گیرند، آن‌ها را سبک‌تر و کوچکتر از پهبادهای بزرگ و سریع طراحی و تنظیم می‌کنند.

کوادروتورها و دیگر مولتی کوپترها در دنیای مسابقات ماشین‌های کنترلی و تحقیقات علمی محبوبیت پیدا کردند. همچنین یکی از دلایل اصلی محبوبیت کوادکوپتر را نیز می‌توان ساختار مکانیکی ساده آن‌ها دانست.

هلیکوپترهای معمولی دارای یک موتور بزرگ و یک موتور دم کوچک می‌باشد در صورتی که کوادکوپترها ۴ موتور دارند. بیشتر کوادکوپترهای کوچک، بسیار چابک و قابل کننرل به نظر می‌آیند اما در واقع آن‌ها پایداری کمتری نسبت به هلیکوپترها دارند. کوادکوپترها و دیگر مولتی کوپترها، راندمان کمتری نسبت به هلیکوپترها دارند.

آیا کوادکوپترهای در مقیاس یک هلیکوپتر بزرگ می‌توانند کارهایی مثل ترابری و حمل بار را انجام دهند؟

1- از نظر مکانیکی

در یک هلیکوپتر سنتی، تیغه پیشرانه با سرعت ثابتی می‌چرخد. تغییر رانش با تنظیم مکانیکی گام ملخ انجام می‌شود که این گام مکانیکی پیچیده و گران است. یا حرکت انحراف یا چرخش حول یک محور که با چرخش دم کوچک هلیکوپتر انجام می‌شود. اگر برای درک مفاهیم هوافضا مشکل دارید، به مقالات مرتبط در سایت فرادرس مراجعه کنید.
مجموعه آموزش مهندسی هوافضا — کلیک کنید
کوادکوپترها ۴ موتور دارند که گام ملخشان ثابت است. از لحاظ مکانیکی این یک عمل بسیار ساده‌ای نسبت به کاری است که هلیکوپتر انجام می‌دهد. همچنین سادگی موتورهای الکتریکی فشرده‌ای که مستقیما از باتری تغذیه می‌کنند، کوادکوپترهای کوچک را برای مسابقات ماشین‌های رادیو کنترلی، محبوب‌تر کرده است. اما وقتی به اندازه‌ی یک وسیله هوایی بزرگ می‌آییم، چیزها پیچیده‌تر می‌شوند مخصوصا تنظیم چهار موتور بزرگ برای کوادکوپتر. 

2- پایداری

کوادکوپترها پایداری کمتری نسبت به هلیکوپترها دارند. کوادروتورها ممکن است در بسیاری از مدل‌های تفریحی بسیار پایدار به نظر بیایند اما تمامی این پایداری را کنترلر پرواز و سرعت برای خلبان کوادکوپتر فراهم می‌کند. در غیر این صورت کنترل کوادکوپتر بدون کمک کار بسیار سختی می‌باشد.

کنترلرهای پرواز همه روزه در حال بهتر و بهتر شدن می‌باشند و این استنباط اشتباه را برای ما ایجاد کردند که ذاتاً کوادکوپترها پایداری بیشتری نسبت به هلیکوپترها دارند. برای مطالعه‌ی بیشتر در این رابطه می توانید به آموزش های مرتبط در سایت فرادرس مراجعه کنید.
مجموعه آموزش فیزیک — کلیک کنید
برای این که کوادکوپتر تعادل خود را حفظ کند، هر کدام از موتورها می‌بایست سرعت خود را به درستی تنظیم کرده تا تغییر رانش ایجاد شود. اگر موتورها در یک سمت سریع‌تر بچرخند، باعث ایجاد رانش بیش از اندازه شد و کوادروتور به جهت مقابل کج خواهد شد.

3- راندمان

همانطور که گفته شد، زمانی که کوادکوپتر حرکت می‌کند، سرعت چرخش پیشرانه‌ها و موتورها نیز می‌بایست تغییر کند. مکانیزم‌های تغییر گام ملخ هلیکوپتر، راه حل کارآمدتری می‌باشند، زیرا انرژی بیشتری برای کند کردن یا سریع کردن پیشرانه، نسبت به حفظ موتور و پیشرانه در یک سرعت ثابت مصرف می‌کند.

اساسا برای کنترل و پایداری بیشتر، هر چه بیشتر سرعت موتور تغییر کند، متعاقب کارآمدی کمتری خواهد داشت. به همین دلیل است که شما در کوادکوپترها، عموما زمان پرواز کمتری را شاهد هستید.

نهایتا هر چقدر دیسک پروانه شما بزرگتر باشد، انرژی کمتری برای حرکت در هوا به هدر می‌رود. همچنین شما تداخلی در جریان هوا از سوی ملخ‌های مجاور را در هلیکوپترها شاهد نیستید. به همین خاطر است که زمان پرواز طولانی کوادکوپترها نیاز به پیشرانه‌های بزرگی دارد اما از آن طرف از چابکی دستگاه می‌کاهد.

4- امنیت

وقتی فاجعه‌ای مثل اتمام سوخت یا خطای موتور رخ می‌دهد، کوادکوپترها به دور خود می‌چرخند یا به یک سمت سقوط خواهند کرد، به این دلیل که کوادکوپترها تنها زمانی می‌توانند تعادل خود را حفظ کنند که هر چهار موتور کار کند. اما در مقابل هلیکوپترها تنها به صورت عمومی به سمت پایین سقوط خواهند کرد.

در نتیجه کوادروتورها پایداری و راندمان کمتری نسبت به هلیکوپترها دارند و بیشتر مناسب ساخت در ابعاد کوچک هستند. از نظر مکانیکی ساده‌تر و همچنین ارزان‌تر از آب در می‌آیند. اما وقتی که در ابعاد بزرگتری همچون یک هلیکوپتر واقعی ساخته شوند، ضعف‌های آن‌ها بیشتر نمایان خواهد شد.

به دلیل افزایش تقاضا برای خرید و استفاده از کوادروتورها در ایران شاهد وضع قوانینی از سوی سازمان هواپیمایی کشوری هستیم تا به وضعیت و نحوه استفاده از این وسایل پرنده زیبا و جذاب سر و سامانی بدهند.

برای کوادروتورهای با وزن کمتر از ۲۰۰ گرم

این کواروتورها به دلیل وزن کم و چابکی بالای خود مجاز به پرواز بر سر افراد و جمعیت‌ها تا حداکثر سقف ارتفاع ۵۰ متر هستند. برای خلبان این کوادروتورها نیز سقف سنی تعیین نشده و نیاز به ثبت وسیله پرنده و محدوده جغرافیایی پرواز آن هم وجود ندارد.

برای کوادروتورهای با وزن ۲۰۰ گرم تا ۹۰۰ گرم

محدودیت ارتفاع پروازی برای این دسته از کوادروتورها حداکثر ۱۰۰ متر بوده و محدودیت سن خلبان آن‌ها نیز حداقل ۱۴ سال می‌باشد. در مورد تصویربرداری برای این کوادروتورها نیز تنها برای دوربین‌های بالا ۵ مگاپیکسل می‌بایست محدوده حغرافیایی ثبت شود. اما نکته‌ی مهمی که قابل ذکر است که کسب مجوزها برای تصویربرداری در مناطق عمومی ضرورت دارد اما می‌توانید برای تصویربرداری در جنگل‌ها و کوها و در طبیعت و برای مصارف شخصی و خانوادگی، بدون نیاز به کسب مجوز از آن‌ها استفاده کنید.

مناطق پرواز کوادروتورهای اسباب بازی

مکان‌هایی مثل پارک‌ها و مناطق تفریحی که از سوی شهرداری با هماهنگی سازمان هواپیمایی کشوری مشخص شده است، برای استفاده عموم آزاد است. برای مناطق خارج از شهرها و غیر مسکونی که دارای طبقه بندی پروازی نمی‌باشند هم می‌توانید بدون نیاز به کسب مجوز از کوادروتورهای خود استفاده کنید.

در مجموع برای کوادروتورهای با وزن کمتر از ۹۰۰ گرم نیازی به ثبت و یا دریافت مجوز ندارید اما در نظر داشته باشید که نمی‌توانید از مناطق شخصی یا محافظت شده تصویربرداری کنید و بهتر از بیشتر برای تصویربرداری از طبیعت و یا منزل شخصی خود از آن‌ها استفاده کنید.

مهم نیست که شما فیلمبردار باشید یا ولاگر و یا تنها برای سرگرمی این کار را انجام می‌دهید، بهترین کوادروتورها این امکان را به شما می‌دهند که به راحتی پرواز کرده، تصاویر و فیلم‌های خارق العاده‌ای را ثبت کنید و دیگر نگران از کار افتادن چیزها نباشید.

امروزه بهترین پهبادهای کوادروتور تنها کمتر از ۲۰۰۰ دلار قیمت دارند و بسیاری از مدل‌های با کیفیت و مناسب آن‌ها نیز با قیمت ۱۰۰۰ دلار به پایین نیز موجود است. اما برای خرید یک کوادروتور می‌بایست به نکات مختلفی توجه داشته باشید مثل مدت زمان پرواز، کاری که از پهباد خود می‌خواهید و نکات مختلف دیگر. ما بعد از ساعت‌ها آزمایش و تحقیق بر روی کوادروتورهای مختلف به این نتیجه رسیدیم که بهترین کوادروتور برای بیشتر افراد، مدل DJI Mini 2 می‌باشد.

مدل DJI Mini 2

برای بیشتر افراد کوادروتور DJI Mini 2 بهترین پهباد برای پوشش نیازهایشان خواهد بود. ابعاد کوچکی دارد به صورتی که در کف دست شما جای می‌گیرد، به راحتی به پرواز در می‌آید و تا حداکثر ۳۱ دقیقه در هوا به پرواز در می‌آید. قیمت آن ۴۴۹ دلار بوده در نتیجه با کمترین هزینه می‌توانید بهترین کارکرد را برای خود به ارمغان آورید. دوربین آن قادر به ضبط تصاویر 4K با سرعت ۳۰ فریم بر ثانیه است. به خاطر وزن کمی که دارد ( ۲۴۹ گرم ) دیگر نیاز به ثبت و کسب مجوز برای به پرواز در آوردن آن نیز ندارید اما این به این معنا نیز می‌باشد که با وزش بادهای کمی سنگین به راحتی تعادلش به هم می‌خورد.

مدل DJI Mavic Air 2

کوادروتور DJI Mavic Air 2 بهترین پهباد برای آن‌هایی است که می‌خواهند تصاویری با کیفیت 4K ضبط کنند اما بیشتر از ۱۰۰۰ دلار هزینه نکنند. دومین نسخه از مدل Mavic Air به دوربین بهتری مجهز شده است که قادر به ضبط فیلم‌های 4K با سرعت ۶۰ فریم بر ثانیه است و همچنین قادر به ثبت عکس‌هایی با کیفیت ۴۸ مگاپیکسل نیز می‌باشد.

حداکثر طول پرواز این کوادروتور ۳۴ دقیقه می‌باشد و همچنین قادر به دنبال کردن یک سوژه و قفل کردن بر روی آن است.

مدل Ryze Tech Tello

با کمتر از ۱۰۰ دلار می‌توانید اولین تجربه پرواز خود را آغاز کنید. این پهباد بیشتر مناسب کودکان است و از مزیت‌های قابل توجهش این است که با استفاده از زبان برنامه نویسی Scratch می‌توانید آن را برنامه‌نویسی کرده و این پهباد را تبدیل به یک وسیله آموزشی خوب برای کودک خود کنید. به علاوه آن که دوربین این کوادروتور قادر به ضبط فیلم‌هایی با کیفیت 720 پیکسل می‌باشد و خروجی تصویری مناسبی را به شما ارائه می‌دهد. اما بزرگترین مشکل آن طول مدت پرواز آن است که تنها ۵ دقیقه قادر به پرواز ممتد در هوا می‌باشد.

وبسایت فرادرس از بهترین وب سایت‌های کشور در زمینه آموزش آنلاین است که از سال ۱۳۸۹ فعالیت خود را آغاز کرده است. این وب سایت بزرگ دارای بیش از ۲ میلیون ساعت مطالعه علمی با ارائه چهارده هزار ساعت آموزش و بیش از ۱۸۰۰ نفر از برترین اعضای هیات علمی برای بیش از ۹۰۰ هزار دانشجو می باشد. برای مطالعه آشنایی بیشتر با رشته هوافضا به وبسایت فرادرس مراجعه نمایید.
معرفی رشته مهندسی هوافضا — کلیک کنید