Proč a jak to létá

Na první pohled vypadá multikoptéra velmi jednoduše: vrtule, motory, baterie. Žádné pohyblivé prvky, složité mechanismy, ovládací prvky. Proč na to nepřišli už první průkopníci letectví a místo toho vymýšleli komplikovaná letadla a vrtulníky? Odpověď možná leckoho překvapí: protože dron nedokáže létat bez počítače.

Pro zjednodušení teď budeme mluvit o kvadrokoptéře představující momentálně nejběžnější uspořádání. V principu to ale platí pro všechny multikopery.

Důvod, proč se kvadrokoptéry objevily až teď, je prostý: toto uspořádání není samo o sobě schopné stabilního letu. Zatímco klasické letadlo nebo vrtulník drží ve vzduchu jaksi samy, dron by se bez neustálých korekcí chodu motorů okamžitě zřítil. Proto je na palubě počítač - řídící jednotka vybavená gyroskopy a akcelerometry, která průběžně sleduje polohu stroje a podle toho upravuje chod motorů. Bez výkonného a přitom velmi malého a lehkého počítače by byl koncept dronu neuskutečnitelný. Proto se průkopníci letectví tak dlouho ubírali jiným směrem.

Jen se vznášet ve vzduchu by ale bylo k ničemu; řídící jednotka tedy musí stroj také ovládat podle pokynů z vysílačky v ruce operátora. To je naopak velmi jednoduché: dron jde řídit ve všech směrech pouhými změnami otáček vrtulí.

U kvadrokoptéry se stejným směrem vždy točí protilehlé vrtule (tj. na opačných stranách diagonály, nebo chcete-li čtverce), zatímco sousedící vrtule se točí opačně (jinak řečeno: obě vrtule na jedné diagonále se točí opačně než vrtule na druhé diagonále).

Má-li stroj stoupat nebo klesat, je to jednoduché: všechny vrtule zrychlují nebo zpomalují. Pokud se má pohybovat určitým směrem do předu nebo do stran, zpomalí vrtule na straně, kam se má ubírat, zatímco na druhé straně zrychlí a výsledný náklon už udělá své. Když se má otáčet podle svislé osy, zpomalí oba motory na jedné diagonále, zatímco na druhé zrychlí.

Na první pohled je to jen nudná teorie, přesto ale má velký praktický význam. Operátor musí zajistit, aby se všechny vrtule opravdu točily podle pokynů řídící jednotky a nic jim v tom nebránilo. K obtížné ovladatelnosti nebo dokonce naprosté neovladatelnosti dronu totiž někdy stačí i nečistoty namotané na ose motoru. O deformacích nebo poškozeních vrtulí ani nemluvě. Pokud tento princip řízení známe, můžeme z chování dronu také snadněji odhalit příčinu případných problémů (např. chybný chod některého z motorů nebo jeho regulátoru).

Existují i jiná uspořádání vrtulí - od tří až do osmi. Obecně jde říct, že čím méně vrtulí, tím větší obratnost, čím víc, tím větší spolehlivost (i při výpadku několika motorů dokáže dron bezpečně přistát). Méně vrtulí proto mají závodní stroje, víc velké profesionální drony s drahými kamerami a dalším zařízením na palubě. Kvadrokoptéra je tedy jakýsi univerzální kompromis - a o strojích s jiným počtem vrtulí si podrobněji povíme někdy příště.