Drone Racing League - w 1,3 sekundy od 0 d o 100 km/h

Nad stadionem Miami Dolphins zapadła noc. Wśród pustych trybun wznosi się brama, świecąca w ciemności upiornym zielonym światłem. W powietrzu snuje się mgła, sceneria przypomina ponury film science fiction.

Arena wygląda na wymarłą, a jednak w powietrzu czuć napięcie. Nagle rozlega się przenikliwy dźwięk elektrycznych silników pracujących na najwyższych obrotach. Sześć kolorowych błyskawic mknie w stronę bramy – to oświetlone diodami LED drony wyścigowe. Mijają łuk i w ułamku sekundy zmieniają kierunek, by zniknąć w korytarzach stadionu. Drogę wskazują im barwne jarzeniówki.

Nagle jedna z maszyn wypada z zakrętu – jej części i odłamki szkła rozbitych lamp rozsypują się z brzękiem na podłodze. Szum pozostałych pięciu powoli cichnie – kontynuują zawody we wnętrzu stadionu.

Na drugim końcu obiektu Ken Loo, głośno klnąc, zrywa z twarzy gogle first person view (FPV). – Racer odczuwa prędkość szczególnie intensywnie – wyjaśnia. – Czujesz się, jakbyś leciał nad torem. Kraksa przenosi cię brutalnie z powrotem do rzeczywistości. Ken jest operatorem dronów wyścigowych (racerem), a ten sport nie wybacza błędów...

Rok 2017 będzie rokiem wyścigów dronów. Tą nową dyscypliną zainteresowali się liczni inwestorzy, a stacje telewizyjne na całym świecie (ESPN, Sky Sports czy ProSieben) zapewniły sobie prawo do transmisji zawodów Drone Racing League (DRL).

Również w Polsce ta rozrywka staje się coraz popularniejsza – w tym roku rozegrano m.in. mistrzostwa na lotnisku aeroklubu w Pruszczu Gdańskim oraz DroneTech Race Cup w Toruniu. Ale co sprawia, że sport ten jest tak widowiskowy? I jak trudnym zadaniem jest sterowanie ścigaczem?

 W przeciwieństwie np. do kierowców Formuły 1, operatorzy sterują kwadrokopterami (nazywanymi w środowisku quadami) nie tylko w lewo i prawo, lecz także do góry i na dół. – Trasy w profesjonalnych zawodach są tak trudne, że amatorzy nie pokonaliby pewnie już pierwszego zakrętu – wyjaśnia Ben Johnson z DRL.

Racerzy muszą manewrować ścigaczami np. wśród walących się ruin lub lecieć z ogromną prędkością przez gęsty las. Mimo wielu przeszkód drony osiągają przy tym prędkość do 150 km/h. Trasy biegną zwykle po okręgu, na którym trzeba przelecieć przez określoną liczbę bramek.

Szczególnie spektakularne są imprezy nocne, gdy ciemność rozdzierają pędzące smugi światła w neonowych kolorach.

Operatorzy noszą specjalne gogle, umożliwiające im uczestniczenie w wyścigu z perspektywy pierwszo­osobowej – tzw. first person view (FPV). Na przedzie każdej maszyny znajdują się dwie małe kamery.

Pierwsza z nich to urządzenie typu GoPro służące do rejestracji lotu, druga łączy się za pośrednictwem fal radiowych z goglami racera. Dzięki temu wyścig jest dla niego niezwykle intensywnym przeżyciem. Również widzowie na stadionie zaopatrzeni w system FPV mogą się podłączyć pod transmisję – zobaczą zawody z perspektywy „kokpitu”.

Dzięki okularom do wirtualnej rzeczywistości fani oglądający relację w domowym zaciszu też mogą poczuć tę niewiarygodną prędkość. – Śledzenie wyścigu dronów za pomocą gogli FPV ma w sobie coś z mistyki. Masz uczucie, jakbyś opuścił własne ciało, a twój duch wyruszył w podróż – mówi przejęta racerka Zoe Stumbaugh.

A nie zapominajmy, że równie widowiskowa jest konkurencja nazywana freestyle, gdzie dronami wykonuje się w powietrzu najbardziej zwariowane akrobacje. Mimo niewielkich rozmiarów (od 18 do 25 cm) kwadrokoptery wyścigowe mają lepsze osiągi od bolidów Formuły 1: niektóre potrafią przyspieszyć od 0 do 100 km/h w ciągu 1,3 sekundy.

Wystarczy więc mrugnąć w niewłaściwym momencie, a ścigacz rozbije się o betonowy filar lub rampę oświetleniową.

Rama profesjonalnego quada jest wykonana z ultralekkiego włókna węglowego i mimo niewielkiej wagi zapewnia niezwykłą wytrzymałość. Za napęd służą cztery wirniki rozpędzające śmigła do prędkości nawet 700 km/h. To one są odpowiedzialne za niewiarygodne przyspieszenie.

We wnętrzu drona znajduje się kontroler lotu, który umożliwia sterowanie rotorami. Stanowi on coś w rodzaju mózgu maszyny i jest wyposażony w kompas, czujnik przyspieszenia oraz ­barometr. W ułamkach sekundy przetwarza komendy operatora i odpowiednio nachyla śmigła.

Wydajny akumulator litowo-polimerowy przy pełnym obciążeniu wystarczy na maksymalnie sześć minut pracy. W przypadku dłuższych wyścigów rozładowane baterie wymienia się na świeże w alejce serwisowej – to zupełnie jak tankowanie bolidu Formuły 1.

Podczas zawodów kwadrokopter jest narażony na ogromne przeciążenia, a szczególnym wyzwaniem dla konstruktorów są ekstremalne manewry zmiany kierunku i hamowania. Przepalone układy scalone, nadtopione płytki obwodów drukowanych i urwane łopaty wirnika to dosyć częste usterki.

– Pewnie, że trzeba mieć odpowiedni sprzęt i „wiaderko” zapasowych śmigieł, ale zaletą dronów wyścigowych i akrobacyjnych jest to, że w zawodach może wziąć udział właściwie każdy. Wystarczą sprawne palce oraz refleks. Bardzo cieszy mnie fakt, że w sporcie tym mamy coraz więcej pań – mówi Paulina Danielak z firmy Dronowo.pl zajmującej się budową ścigaczy na zamówienie. Sama lata ultraszybkimi qua­dami i nie zamieniłaby tej pasji na żadną inną...

Na twarzy Luke’a Bannistera maluje się napięcie. Przed nim finał World Drone Prix – jednej z największych imprez na świecie, z pulą nagród wynoszącą milion dolarów. Piętnastolatek przeszedł przez kwalifikacje, gdzie mierzył się z najlepszymi racerami, w tym z Maciejem Poschwaldem z Polski. Sześćsetmetrowy tor na peryferiach Dubaju wygląda niczym świecący szkielet.

W finale trzeba pokonać dwanaście okrążeń. Młody Brytyjczyk dobrze wystartował, jednak już po kilku „kółkach” zaczynają się problemy. Transponder w jego goglach FPV jest uszkodzony i dochodzi do interferencji. Luke chwilami widzi obraz nie ze swojej maszyny, a z dronów konkurentów. Kontynuuje wyścig praktycznie na ślepo...

By utrzymać kwadrokopter na torze, racer musi mieć ogromne wyczucie w dłoniach. Ze względu na wielkie przyspieszenie i dużą prędkość bardzo łatwo o kraksę. Nawet drżenie palców wywołane ekscytacją może mieć katastrofalne skutki.

Dlatego operatorzy dronów, tak jak snajperzy, uczą się kontrolować swój oddech – dzięki temu przed zawodami mogą zmniejszyć nerwowość i spowolnić puls. Niezwykle ważne dla nich jest także precyzyjne widzenie przestrzenne.

Manewrując 25-centymetrowym ścigaczem pędzącym z prędkością 150 km/h przez tor przeszkód, nie mogą sobie pozwolić na najmniejszy choćby błąd, dlatego w trakcie większych imprez często wspomaga ich nawigator. Tak jak w rajdach informuje on operatora o przebiegu trasy i zbliżających się przeszkodach.

Tylko dzięki nawigatorowi usterka gogli FPV nie kończy się dla Luke’a Bannistera kraksą. Po kilku sekundach problem zostaje usunięty, a nastolatek – jak młody Anakin Skywalker w Gwiezdnych wojnach – na ostatnich metrach może znów wysforować się przed konkurentów.

Dzięki imponującemu lotowi 15-letni Brytyjczyk zapewnia swojemu zespołowi nagrodę w wysokości 250 000 dolarów. – Te pieniądze potraktuję jak oszczędności – wyjaśnia po zwycięstwie. – W tym roku czekają mnie jeszcze inne wyścigi. Ale najpierw porządnie się wyśpię i skoncentruję na szkole. Ten wyjątkowy talent w jeden wieczór zainkasował kwotę, na jaką jego klasowi koledzy będą musieli pracować latami.

Sprawdź, o czym jeszcze można przeczytać w nowym numerze - "Świat Wiedzy 1/2017"