Sådan fungerer droner

I denne modige nye digitale verden, ordet "drone" har taget nogle alvorligt ildevarslende overtoner. Massemedier fremstiller droner som koldblodsmekanisationer, der lydløst skyder himlen på jagt efter intetanende menneskelige mål. Den brede offentlighed ser overvågningsdroner som uhyggelige påmindelser om, at nogen, et eller andet sted ser du på hver eneste lille ting, du gør. Droner er virkelig kraftfulde våben og spionværktøjer. Men de er også meget mere.

Selvom "drone" er det mest almindelige udtryk, disse flyvende maskiner kaldes også ofte UAV'er (ubemandede luftfartøjer). Selvom regerings- og militæragenturer var blandt de første til at udforske droner for deres krigsførelse, disse vingede enheder markedsføres nu også til børn, teenagere, RC -fly -hobbyister, fotografer, videografer, landmænd og næsten alle, der kan drage fordel af et synspunkt i himlen omkring dem.

Militære droner kan passe ind i en rygsæk, eller de kan være næsten lige så store som et fly i fuld størrelse og fyldt med dødshåndterende våben. Disse droner kan koste titusinder af dollars og har vingefang på mere end 30 fod.

Selvom militære droner promoveres for offentligheden som blodløse og præcise typer krigsmaskiner, de kan være foruroligende dødelige. Bureau of Investigative Journalism vurderer, at alene i Pakistan er USA udførte mere end 400 droneangreb, der dræbte så mange som 4, 000 mennesker, heraf måske 1, 000 var civile og 200 børn.

Forbruger- og kommercielle droner tilbyder et lykkeligere spin på automatiseret flyvning. De kan faktisk passe i din håndflade og give dig mindre end $ 100. Stærkere, mere avancerede modeller kan koste tusinder og skrige højt op i himlen (og muligvis på lokal radar), som meget vel kan lande dig i problemer med Federal Aviation Administration (FAA).

Små droner, der drives af kommercielle virksomheder, vokser i antal. Disse virksomheder vil drage fordel på fantastiske og uforudsete måder, ved hjælp af droner til at øge omsætningen og hjælpe økonomier over hele kloden.

Brandvæsener, politienheder og katastrofeberedskabere bruger alle i nogen grad droner, vurdering af rystende situationer, finde savnede mennesker og hjælpe medmennesker. Droner er praktisk til konstruktion, kortlægning, bevarelse af dyreliv, pipeline inspektion og meget mere.

Droner er også bare sjove. Vi mennesker kan ikke spire vinger og flyve, men vi kan leve lidt stedfortrædende gennem vores bevingede venner, lofting kameraer til fantastiske billeder eller bare zoome rundt i himlen for glæden ved det.

1. The Drone Backstory
2. Mere militær
3. Droner i dine hjem
4. De mest almindelige UAV'er
5. Luftakrobatik
6. Droner:Dystopia eller drøm?

The Drone Backstory

Der var ikke noget historie-raslende øjeblik, da den første drone gik i luften. Det er i høj grad, fordi det er et spørgsmål om semantik, når man prøver at bestemme præcis, hvilken historisk enhed der er kvalificeret som en drone. Var det en af ​​de eksplosivbelastede balloner, der blev brugt i 1800-tallet? Var det de første V-1-raketter, som tyskerne indsatte under anden verdenskrig?

I begyndelsen af ​​1900 -tallet, militære grupper brugte droner, herunder radiostyrede versioner, til målpraksis. Ingeniører udviklede også ubemandede fly fyldt med ammunition. Det var ikke rigtig droner. De var de første krydsermissiler, undertiden kaldet flyvende torpedoer, og ikke beregnet til at vende tilbage til basen.

Under den kolde krig, USA øgede forskningen i droner, håber at kunne bruge dem som erstatninger for bemandede spionfly. Da Vietnamkrigen trak ud, droner fløj tusinder af højrisiko rekognosceringsmissioner og blev ødelagt af fjendens ild, men i processen reddet livet for piloter, der ellers ville være omkommet.

På omtrent samme tid, ingeniører begyndte at udstyre droner med overvågning i realtid. Med deres indbyggede kameraer og ubegrænset mod, droner kunne nærme sig fjendens linjer og dokumentere troppebevægelser og strategier uden at risikere menneskeliv.

I 2002, CIA brugte først en Predator -drone til at dræbe en fjendtlig kombattant i Afghanistan. Rovdyret (mere præcist, MQ-1 Predator), med sit rygkølende navn, var en af ​​de første militære droner, der oplevede omfattende handling. Det blev afsløret i 1995 og har siden zoomet over hele verden - men det bruges mest i Mellemøsten. Den kan flyve mere end 805 kilometer på en enkelt mission og cirkelmål i timevis; bevæbnede versioner kan affyre sofistikerede missiler.

Rovdyret er en af ​​de mest kendte militære droner, men nu er det bare en af ​​mange. De første strejker i Afghanistan var, som de siger, bare begyndelsen.

Mere militær

Efterhånden som den digitale revolution har udfoldet sig med sine små mikroprocessorer og langdistancekommunikationsevner, droner er blevet mere og mere nyttige til militære operationer. Med ét skøn, det amerikanske militær har cirka 11 000 bemandede flyvemaskiner og måske 8, 000 droner, hvilket betyder, at en tredjedel af luftvåbnet er ubemandet. For alle, der frygtede den automatiserede kommende alder, sci-fi-type krigsførelse ... godt, de dage er allerede her.

Det amerikanske militær har tre kategorier for droner:mini, taktisk og strategisk. Minidroner er små og bruges mest til kortdistanceovervågning. Taktiske droner kan flyve i flere timer og op til 322 kilometer og bruges til at vurdere fjendens mål. Strategiske droner kan flyve i flere dage og bære våben.

Nogle droner bruger batteristrøm til at dreje propeller. Nyere og dyrere versioner har fuldblæste jetmotorer og kan flyve mere end 805 kilometer i timen, stiger til 50, 000 fod (15, 240 meter) eller endnu højere.

Nogle droner er autonome, efter forprogrammerede rutiner. Mange andre kræver piloter. Disse piloter er muligvis på jorden i nærheden af ​​operationen, eller de kan sidde i kontrolrum, tusinder af kilometer væk, at guide deres håndlangere af højhastigheds trådløse netværksforbindelser.

Dels fordi der er et forsinkelse på et par sekunder fra kontrolrummet til dronen, nedbrud sker. Nogle gange trykker piloter på de forkerte knapper. Nogle gange læser de fejldataene, de ser på deres arbejdsstationsmonitorer, forkert; kameraer på dronerne er simpelthen ikke en erstatning for en pilots ægte vision og andre sanser. Mere end 400 store droner er styrtet ned siden 2001, men mange katastrofer er blevet afværget, også. Hvis et kommunikationsforbindelse afbrydes, avancerede droner er programmeret til at flyve i cirkler eller endda at vende tilbage til den nærmeste base uden menneskelig vejledning.

Ligesom flyveledere, dronepiloter har højstress, men ofte kedelige og gentagne job, hovedsagelig overvågning af områder for efterretning og potentielle mål. På grund af udbrændthed, de stopper tre gange så ofte som almindelige piloter, og det amerikanske militær for nylig fordoblet dronepilotlønninger for at forhindre dem i at løbe efter udgange.

Dem, der bliver, får omfattende træning i traditionelle klasselokaler, samt praktisk træning på deres computere. De udfører uendelige øvelser og gennemgår derefter deres beslutninger om flyvningen, forsøger at finpudse deres sind for at vælge den bedste tilgang til et givet scenario, især dem, der involverer brug af dødbringende magt.

Når de scorer en vigtig sejr, disse piloter modtager medaljer ligesom alle andre, og på trods af den geografiske afbrydelse af deres mål, mange lider følelsesmæssigt traume af den skade, deres strejker forårsager.

Ikke alle droner påfører lidelse og kaos. Der er en hel række droner til kommerciel og privat brug.

Droner i dine hjem

Mange steder, herunder USA, civil og kommerciel brug af droner er stærkt begrænset af luftfartsadministrationens regler, primært i sikkerhedens navn. Det gør ikke, imidlertid, stoppe tusinder af mennesker fra at bruge droner til en overflod af formål, herunder videografi, fårehold, produktlevering og afgrødeundersøgelse.

Hvis du foretager en hurtig søgning gennem din foretrukne online megastore, vil du se, at snesevis af droner er tilgængelige. Nogle er mindre end $ 100. Andet koster tusinder. Der er to brede dronekategorier:fast vinge og roterende. Hver type har sine styrker og svagheder.

Fixed-wing droner kan håndlanceres, men ofte kræver de en landingsbane eller endda en uhåndterlig katapult. Men de er generelt hurtigere og kan flyve meget længere end deres roterende brødre.

En mulighed er eBee senseFly, en fastvinget drone designet specielt til kortlægningsformål. Kast den i luften, og den følger en forprogrammeret rute, snapper billeder i høj opløsning, der derefter integreres i kort og 3D-modeller. Det kan dække mere end 10 km² på en enkelt flyvning. Landmænd er de primære kunder, da de kan bruge dronen til at optimere deres landbrugspraksis og øge deres udbytter. EBee sælger for mere end $ 10, 000.

Agribotix Hornet LR er en anden fastvinget drone, og ligesom eBee, den er hovedsagelig beregnet til landbrugsbrug. Den har et vingefang på 6,4 fod (2 meter) og en krydshastighed på mere end 48 kilometer i timen. Den kan flyve i næsten halvanden time, før den skal ned for genopladning. I stedet for kun at tilbyde købsmuligheder, Agribotix leaser enheder til kunder for mindre end $ 2, 000.

Fixed-wing droner er bare en teenage af det kommercielle og hobbyistiske dronemarked.

De mest almindelige UAV'er

Fixed-wing droner er hurtige og flyver langt, men roterende modeller er meget mere almindelige, dels fordi de er lettere at flyve og mere stabile til formål som fotografering. Hvis du vil have en roterende drone, har du snesevis af muligheder at vælge imellem.

På den billige side, for eksempel, der er Hubsan Mini RTF quadcopter, som sælger for under $ 60. Det er så lille, at det vil passe i din håndflade. Efter en 40 minutters opladningssession, får du cirka syv minutters flyvetid, hvor du kan få dronen til at lave fire-vejs flips og andre stunts. Du kan også tage billeder på et minimalt 0,3 megapixel kamera.

Parrot AR.Drone 2.0 Power Edition er en quadcopter, der sælger for omkring $ 400 online. Denne drone har opgraderede batterier, der tilbyder cirka 36 minutters flyvetid. Den leveres med en gratis flyvekontrol-app, som du kan indlæse på din WiFi-aktiverede enhed, såsom en tablet eller smartphone, lader dig styre dronen til en rækkevidde på 165 fod (50 meter). Det har også et 720p HD -videokamera, der streamer video live til din enhed, giver dig et fugleperspektiv bogstaveligt talt på flugt.

En af de mere kendte droneproducenter er DJI, som laver DJ Phantom -serien. Disse droner er ikke kun for sjov - de er beregnet til at give blomstrende filmfotografer mulighed for at fange fantastiske høje vinkler uden behov for dyrere gear. Nogle modeller leveres med GoPro kameraholder, mens andre er udstyret med egne kameraer ombord.

FC40 Phantom 2 Vision+ quadcopter vejer lige under $ 1, 000. Det kan flyve til mere end 2, 600 fod (792 meter), med en flyvetid på cirka 25 minutter. En controller hjælper dig med at styre dronens flyvning, mens den app, du indlæser på din telefon eller tablet, manipulerer video- og kameramulighederne.

Med alle disse flyvende tilbehøret lynende rundt, det er svært at benægte, at de virker frygtelig minder om almindelige gamle fjernstyrede helikoptere og fly. Så hvad er forskellen mellem de traditionelle radiostyrede maskiner og new-age droner?

Det har meget at gøre med automatisering og avancerede digitale funktioner. Mens traditionelle fjernstyrede enheder kræver konstant opmærksomhed, droner kan klare fantastiske ting på egen hånd. Programmer på en GPS -placering, for eksempel, og en drone kan automatisk flyve sig selv til det punkt og derefter holde sin position. Eller du kan køre en såkaldt "følg mig" -tilstand, og dronen vil følge dig rundt, spore dig ved at mærke signalerne fra din telefon.

Moderne droner er udstyret med en hel skifer af lignende sjove og nyttige funktioner. Selvfølgelig, ingen af ​​disse muligheder er meget værd, hvis tingen ikke kan komme af jorden.

Luftakrobatik

Selv tilfældige observatører indser en slående ting ved droner - de har ofte fire propeller (men kan have alt fra tre til otte) i modsætning til traditionelle RC -helikoptere, som kun har en hovedrotor. Droner har brug for ekstra rotorer, fordi de har brug for mere stabilitet for at trække deres automatiserede funktioner ud.

Flere rotorer betyder også mere løfte op . Løfte op, selvfølgelig, er det skub, som roterende propeller skaber under en flyvende maskine. Jo mere løft en enhed har, jo højere og hurtigere det kan gå, og jo mere vægt det kan bære. Den sidste del er afgørende for alle, der ønsker at vedhæfte et kamera til en drone. For lidt løft betyder, at en drone stønner og stønner og styrter sammen, eller måske aldrig blive luftbåret overhovedet.

Der er en grund til, at de fleste forbrugerdroner ikke får meget mere end 15 til 20 minutters flyvetid, og den grund er relateret til magt. Droner har brug for batterier for at drive deres rekvisitter. Et par let genopladelige batterier er tilstrækkelige i en kort periode i luften. Tilføjelse af flere (eller mere kraftfulde) batterier er en god idé ... indtil du indser, at den ekstra vægt, de tilføjer, faktisk reducerer den samlede flyvetid.

Når strømmen strømmer fra batterierne til rotormotorerne, propellerne begynder at dreje, og det er spin af hver prop i forhold til de andre, der ændrer højde og retning. Skift rotorerne op, og de genererer nok løft til at overvinde tyngdekraften, zipper dronen højere og højere.

Hvis du vil have dronen til at vippe på den ene side, to af rotorerne begynder at snurre hurtigere på den ene side, skabe mere løft. Derved, noget af løftet opad bliver mere af en sidelæns kraft, får dronen til at bevæge sig frem eller tilbage. På samme måde, forskellige prophastigheder vil dreje dronen.

Naturligvis, du behøver ikke at tænke igennem disse processer, mens du flyver med din drone, ellers ville du nok gå ned med det hvert 10. sekund. Droner er fyldt med accelerometre og gyroskoper, der hjælper dem med at bevare deres orientering i rummet. Disse instrumenter registrerer lineær acceleration, vippe og andre retningsbestemte tegn for at forhindre dem i at dykke-bombe jorden eller, værre, intetanende tilskuere.

Mange droner har også integreret GPS, så maskinen "ved", hvor den er. Befal dronen at svæve i et lille rum, og det vil gøre det, kæmper en leg om nødvendigt.

For at indtaste dine kommandoer, du har brug for en controller, typisk en, der bruger 2,4 gigahertz radiobølger. Mange drone -controllere ligner tidligere RC -controllere; det er, en boxy enhed med to tommelfinger joysticks og en sammenklappelig antenne. Andre stoler på en kombination af 2,4 gigahertz -signaler og WiFi, og de kan videregive en old-school controller til en, der mere ligner en gamepad, eller de kan stole på en kontrolapp på din smartphone eller tablet.

Handlingen med at flyve forbrugerdroner spænder fra temmelig let til djævelsk svært. Billigere droner er budgetvenlige, men kan være så svære at flyve (og så sarte), at de er ødelagte, før du kan finde ud af at få dem til at rejse i en lige linje. Dyrere droner har ofte nogle automatiske funktioner, som landingshjælp, der hjælper med at forenkle nogle af de sværere og mere risikable dele af flyvninger, lette dig ind i din nye rolle som pilot.

Droner:Dystopia eller drøm?

Droner er ting fra dystopiske mareridt. De bruges til overvågning i ind- og udland, rejser spørgsmål om privatlivets fred overalt. De kan bære våben og kan dræbe mennesker fra tusinder af miles væk, mens operatøren nipper til kaffe på et temperaturkontrolleret kontor.

Alligevel er droner en drøm, der går i opfyldelse for mange kommercielle virksomheder. Landmænd kan bedre overvåge marker og husdyr. Bygningsingeniører kan meget lettere se deres projekter fra alle vinkler. Droner kan tilbyde nye perspektiver på fast ejendom, flytte gods og levere pakker.

Med ét skøn, droneteknologi kunne skabe mere end 100, 000 job i det næste årti. Og de kunne øge økonomien med milliarder og milliarder af dollars, når de spildes til sektorer inden for teknik, computer videnskab, kommercielle entreprenører, videografi, skovbrug og, selvfølgelig, militæret [kilde:Whitlock]. Alle disse discipliner vil kræve eksperter i at fremstille og flyve droner - og kommercielle dronepiloter kan starte med en årsløn på $ 50, 000 til mere end $ 100, 000, arbejder for producenter, landmålere, retshåndhævelse eller et hvilket som helst antal andre organisationer.

Højskoler, såsom University of North Dakota, tilbyder i stigende grad grader til pilotering af droner i påvente af droneeksplosionen. Studerende træner på simulatorer, når de opbygger deres flyvetimer, men i mange tilfælde kan de ikke flyve med egentlige droner som en del af deres kurser. Det er fordi før droner virkelig kan flyve, de bliver nødt til at overvinde juridiske og lovgivningsmæssige hindringer. På nuværende tidspunkt, FAA begrænser, hvad droner kan gøre i amerikansk luftrum, selvom du øver dig gennem et college -program.

Hobbyister skal holde deres maskiner flyvende lavere end 400 fod (122 meter) og mindst 8 kilometer (8 miles) fra lufthavne for at forhindre konflikter med bemandede fly. På trods af disse regler, FAA har dokumenteret snesevis af næsten uheld fra mennesker, der overtræder regler, og ethvert af disse tilfælde kunne potentielt have forårsaget alvorlig skade på et fly og livsfare. Den slags problemer komplicerer regeringens evne til at integrere kommerciel brug af droner i større skala.

Stadig, Kongressen har pålagt FAA at finde måder at regulere droner, især kommercielle droner, på måder, der vil hjælpe med at udnytte disse teknologier til økonomien. På grund af den store omfang af droner, der sandsynligvis har indflydelse på vores samfund (og fordi vi taler om et føderalt bureaukrati), kan du satse på, at det vil tage et par år, før droner virkelig løber kommercielt i hele landet.

I mellemtiden, drone -teknologi fortsætter med at udvikle sig meget hurtigere, end nogen enkelt organisation kan spore. Hobbyistdroner bliver billigere og mere dygtige for måneden, og flere og flere bemandede militærfartøjer erstattes af enorme, kraftfulde og dødelige droner, der kan skure himlen langt længere end noget traditionelt håndværk.

Hvis du ventede på, at dronernes dag skulle ankomme, indse dette - den dag er allerede kommet. Droner, på godt eller ondt, vil være en del af vores kultur i mange år fremover.

Masser mere information

Forfatterens note:Sådan fungerer droner

Bare sådan, dronerne er overalt. Jeg løb ned ad en afsides landlig sti for et par uger siden, da jeg mødte en cykelrytter på vej modsat. Han havde spændt en controller fast på styret og førte en quadcopter 6 fod over og foran ham. Jeg ved ikke, om han optog en video eller bare fløj for sjov, men det var et bevis på, at uanset hvor vi går hen, disse små flyvende maskiner er med os, også. Lad os håbe, at i det lange løb det er en god ting.

relaterede artikler

• Sådan fungerer Drone Cinematography
• Sådan fungerer Drone Pilots
• 10 ikke-morderiske ting, som droner gør hver dag
• 10 Fremtidens UAV -job

Flere store links

• Federal Aviation Administration:Ubemandede flysystemer
• DIY Drones
• American Civil Liberties Union:Domestic Drones

Kilder

• Allain, Rhett. "Modellering af stødet fra en quadcopter." Kablet. 19. maj kl. 2014. (15. maj, kl. 2015) http://www.wired.com/2014/05/modeling-the-thrust-from-a-quadcopter/
• Atherton, Kelsey D. "Ingen vil være en dronepilot, U.S. Air Force opdager. "Popular Science. 21. august, 2013. (15. maj, kl. 2015) http://www.popsci.com/technology/article/2013-08/air-force-drone-program-too-unmanned-its-own-good
• Atherton, Kelsey D. "Flying Robots 101:Alt hvad du behøver at vide om droner." Populær videnskab. 7. marts 2013. (15. maj, kl. 2015) http://www.popsci.com/technology/article/2013-03/drone-any-other-name
• Blackhurst, Røve. "Luftvåbnets mænd, der flyver med droner i Afghanistan med fjernbetjening." The Telegraph. 24. september kl. 2012. (15. maj, kl. 2015) http://www.telegraph.co.uk/news/uknews/defence/9552547/The-air-force-men-who-fly-drones-in-Afghanistan-by-remote-control.html
• Cuadra, Alberto og Craig Whitlock. "Sådan kontrolleres droner." Washington Post. 20. juni kl. 2014. (15. maj, kl. 2015) http://www.washingtonpost.com/wp-srv/special/national/drone-crashes/how-drones-work/
• Derene, Glenn. "Kunsten at flyve din helt egen drone." Populær mekanik. 22. oktober kl. 2013. (15. maj, kl. 2015) http://www.popularmechanics.com/flight/drones/how-to/a9598/the-art-of-flying-your-very-own-drone-16068825/
• Værgen. "Medopfinder af elskede Roomba-vakuum sætter sine mål i at bygge nye droner." 8. januar, 2015. (15. maj, kl. 2015) http://www.theguardian.com/world/2015/jan/08/helen-greiner-roomba-co-inventor-drone-industry
• Hatfield, Scott. "Fysikken i Quadcopter Flight." Sort slips antenne. 29. april kl. 2014. (15. maj, kl. 2015) http://blacktieaerial.com/2014/04/29/the-physics-of-quadcopter-flight/
• Kolpack, Dave. "Hvor lærer du at flyve med en drone?" Christian Science Monitor. 12. december kl. 2013. (15. maj, kl. 2015) http://www.csmonitor.com/USA/Latest-News-Wires/2013/1212/Where-do-you-learn-how-to-fly-a-drone
• McDuffee, Allen. "Ny jet-drevet drone kan dræbe 1, 800 miles fra hjemmebasen. "Kablet. 21. februar, 2014. (15. maj, kl. 2015) http://www.wired.com/2014/02/avenger/
• Mead, Corey. "Et sjældent kig inde i flyvevåbnets dronetræningslokale." Atlanterhavet. 4. juni kl. 2014. (15. maj, kl. 2015) http://www.theatlantic.com/technology/archive/2014/06/a-rare-look-inside-the-air-forces-drone-training-classroom/372094/
• Sifton, John. "En kort historie om droner." Nationen. 7. februar kl. 2012. (15. maj, kl. 2015) http://www.thenation.com/article/166124/brief-history-drones
• Suebsaeng, Asawin. "Droner:Alt, hvad du nogensinde har ønsket at vide, men altid var bange for at spørge." Mor Jones. 5. marts 2013. (15. maj, kl. 2015) http://www.motherjones.com/politics/2013/03/drones-explained
• Tucker, Patrick. "De 9 mærkeligste flyvende robotter fra verdens største droneshow." Defense One. 8. maj kl. 2015. (15. maj, kl. 2015) http://www.defenseone.com/technology/2015/05/nine-strangest-flying-robots-worlds-biggest-drone-show/112303/
• Wallace-Wells, Benjamin. "Droner og alt efter." New York magasin. 5. oktober kl. 2014. (15. maj, kl. 2015) http://nymag.com/daily/intelligencer/2014/10/drones-the-next-smartphone.html
• Whitlock, Craig. "Close Encounters on Rise, da små droner vinder i popularitet." Washington Post. 23. juni kl. 2014. (15. maj, kl. 2015) http://www.washingtonpost.com/sf/investigative/2014/06/23/close-encounters-with-small-drones-on-rise/
• Whitlock, Craig. "Nær-kollisioner mellem droner, Airliners Overspænding, Nye FAA -rapporter viser. "Washington Post. 26. november, 2014. (15. maj, kl. 2015) http://www.washingtonpost.com/world/national-security/near-collisions-between-drones-airliners-surge-new-faa-reports-show/2014/11/26/9a8c1716-758c-11e4- bd1b-03009bd3e984_story.html
• Whittle, Richard. "Manden der opfandt rovdyret." Air &Space magasin. April 2013. (15. maj, kl. 2015) http://www.airspacemag.com/flight-today/the-man-who-invented-the-predator-3970502/?no-ist
• Williams, Martyn. "Amerikansk drone fuldfører første tankning under flyvning." PC World. 24. april kl. 2015. (15. maj, kl. 2015) http://www.pcworld.com/article/2914852/us-drone-completes-first-inflight-refueling.html