Vzhledem k tomu, že drony stále berou svět útokem, možná vás někdy napadlo, jak se tyto miniaturní létající stroje vyrábějí. Není potřeba génia, abyste věděli, že drony navrhují inženýři, ale skutečná otázka se týká typu inženýrů, kteří drony vyrábějí.
Mezi inženýry, kteří se podílejí na výrobě dronů, patří mechanicí, letečtí, softwaroví, řídicí, počítačoví a elektrotechnici. Drony zahrnují pokročilé technologie a jejich výroba prochází několika inženýrskými obory.
Je snadné si myslet, že drony vyrábějí inženýři v jedné disciplíně. Ale když se zamyslíte nad různými vzájemně propojenými systémy dronů, které spolupracují, aby komunikovaly a fungovaly tak, jak byly navrženy, pak začnete vidět složitost výroby dronů.
V tomto článku budu diskutovat o různých typech inženýrství zapojených do návrhu a výroby dronů Mnoho typů inženýrů je rozhodujících pro výrobu těchto létajících strojů, kterých se svět nemůže nabažit.
Strojní inženýři
Strojní inženýři hrají klíčovou roli při výrobě dronů, protože tato oblast je základním předpokladem pro návrh, konstrukci a použití dronů. Strojní inženýr dronů potřebuje hluboké porozumění principům fyziky a musí rozumět konceptům, jako je dynamika letu, pohon a výrobní metody.
Jsou to strojní inženýři, kteří staví a také testují různé systémy a subsystémy dronů. Strojní inženýři navrhují prototyp dronů a hrají klíčovou roli při uvádění prototypu na trh.
Než může prototyp přijít na trh, musí projít několika testovacími koly a příslušnými upgrady, aby se zajistilo, že je model mimořádně spolehlivý a dokáže uživatelům poskytnout uspokojivé zkušenosti. To je náročná a zábavná práce, kterou strojní inženýři dělají, aby vám poskytli spolehlivé drony.
Protože existuje mnoho předpisů o konstrukci dronů, je úkolem strojních inženýrů začlenit tyto pokyny do návrhu svých dronů. Také musí mít široké znalosti o materiálech a o tom, jak se tyto materiály chovají v různých prostředích.
Cílem strojních inženýrů při navrhování dronů je přijít s produktem, jehož geometrie přináší maximální pevnost a přitom je stále lehká pro efektivitu. To vedlo k tomu, že konstrukce kvadrokoptéry je nejoblíbenější na trhu, protože je to nejjednodušší a nejrobustnější konstrukce dronu z mechanického hlediska.
Elektrotechnici
Jak už možná víte, elektrotechnika má co do činění se vším, co souvisí s elektřinou, elektronikou a elektromagnetismem. Oblast zahrnuje energetiku, telekomunikace, řídicí systémy a zpracování signálů, které se všechny využívají při návrhu dronů. A jsou to elektrotechnici, kteří tyto znalosti uplatňují při navrhování a výrobě dronů.
Elektrotechnici využívají své odborné znalosti také k vývoji nových elektrických součástek, řešení problémů těch stávajících nebo testování zařízení.
Spotřebitelské drony běží na elektřinu. Bez elektřiny se vaše drony nemohou vznést ze země a pokrok v oblasti elektrotechniky je jedním z hlavních důvodů, proč dnes drony máme.
Až donedávna nebyly elektromotory a baterie schopny zvednout vlastní váhu. V minulosti fandové používali k pohonu RC letadel malé benzínové motory. Vznik lithium-polymerových baterií znamenal, že drony mohou mít spolehlivý zdroj energie díky výkonu a hustotě tohoto typu baterie.
Práce elektroinženýrů je patrná i na motorech dronů, nezbytné součásti pro let. Většina dronů nyní používá bezkomutátorové motory namísto konvenčních kartáčových motorů. Kartáčované motory jsou navrženy tak, aby využívaly fyzické kovové podložky k pohybu nebo klouzání po hřídeli motoru, což je méně účinné.
Bezkomutátorové motory jsou účinnější než kartáčové motory, protože nepoužívají fyzické kovové podložky ke klouzání po hřídeli motoru. Místo toho se otáčejí selektivní aktivací ofsetových cívek. Mohou mít účinnost až 90 %, na rozdíl od typické 80% účinnosti kartáčovaných motorů.
Elektrotechnici pracují také na aspektu ovládání dronů, protože se podílejí na řídicích systémech a zpracování signálu dronů.
Počítačoví inženýři
Drony jsou svým způsobem létající počítače, a proto vyžadují odborné znalosti počítačových inženýrů při navrhování a výrobě. Součásti, jako jsou mikrokontroléry, senzory a výkonové tranzistory, jsou zabudovány do dronu a jsou nezbytné pro výkon, a jsou navrženy počítačovými inženýry.
Se všemi výše uvedenými komponentami a odborností počítačového inženýra jsou všechny komponenty dronů schopny vzájemně komunikovat a zpracovávat řídicí algoritmy, čímž vzniká dron, který lze ovládat pomocí dálkového ovladače.
Uživatel dává dronu příkazy, aby se dostal k mikrokontroléru namontovanému přes rádiový přijímač. Příkazy jsou poté zpracovány a výstupní signály jsou odeslány do motorů, aby je provedly.
Řídicí inženýři
Použili jste někdy dron se sportovním režimem? Sportovní režim nabízí spoustu zábavy a adrenalinu, protože můžete létat rychle, přesně a provádět bláznivé kousky a manévry. A jak je to možné? Je to proto, že dron je schopen plynule a rychle reagovat, když jej ovládáte. Tato úroveň přesnosti a rychlosti by nebyla možná bez úsilí řídicích techniků podílejících se na výrobě dronů.
Inženýr řídicích systémů potřebuje bystré pochopení dynamiky systému, aby byl schopen vytvářet algoritmy, které budou zahrnovat uživatelské příkazy a budou schopny je zpracovávat a znovu zpracovávat při úpravě výstupu.
Bez počítačem vylepšeného řídicího systému by bylo téměř nemožné létat s drony. Zatímco na dronech jsou obvykle instalovány různé senzory, nejdůležitějšími senzory, pokud jde o funkci ovládání, jsou gyro a akcelerometr. Společně se tyto senzory označují jako IMU. IMU přesně rozpoznává pohyb dronů a díky tomuto rozpoznání jsou drony schopny se vznášet ve vzduchu a provádět různé manévry.
Softwarový inženýr
Drony jsou neúplné bez softwaru, což v podstatě znamená pokyny, které dronům říkají, co mají dělat. Důvodem, proč můžete zadávat příkazy a přimět dron, aby dělal, co si přejete, je software, který instruuje počítačový systém dronu, jak má jednat.
Softwaroví inženýři mají rozsáhlé znalosti počítačových operačních systémů, programovacích jazyků a vývoje softwaru. Tito inženýři spolupracují s ostatními inženýry při navrhování a výrobě dronů a přicházejí s kreativními řešeními, která uspokojí potřeby uživatelů.
Letečtí inženýři
Letečtí inženýři navrhují a vyrábějí drony, letadla, vrtulníky a vše, co je schopné letu. Při navrhování a vývoji dronů je zapotřebí odborných znalostí leteckého inženýra, protože byl vyškolen k navrhování, konstrukci, analýze a testování strojů schopných letu, včetně dronů.
Letečtí inženýři jsou schopni poradit s optimálním tvarem těla a designem pro dosažení co nejefektivnějšího letu. Jsou to oni, kdo zajišťuje, že dron může zůstat ve vzduchu a provádět požadované typy manévrů.