Перейти к содержимому
4

1.1.01. Упражнение 1.1ТП: базовая моторика — висение, удержание высоты и позиции #

Висение и удержание позиции — базовый элемент этапа тренажёрной подготовки, с которого начинается Упражнение 1.1ТП. Пока аппарат не удерживает высоту и точку в штиль, все последующие элементы (боковой ветер, полёт по схеме, посадка на ограниченную площадку) отрабатывать преждевременно: ошибка удержания позиции будет смешиваться с ошибкой компенсации внешних условий. В этом упражнении разбираются контур управления мультиротора, режимы удержания высоты и позиции, техника дозированного отклонения органов управления и измеримые допуски, по которым инструктор принимает решение о зачёте. Нормативная основа: Упражнение 1.1ТП этапа тренажёрной подготовки.

Содержание

1. Цели упражнения и место в программе

Упражнение 1.1ТП типовой программы этапа тренажёрной подготовки формулируется как «Взлёт, посадка в нормальных условиях и при боковом ветре. Полёты выполняются в автоматическом и ручном режимах». Нормативная продолжительность упражнения — 4 астрономических часа. Настоящая статья покрывает первую часть упражнения: базовую моторику удержания высоты и позиции в нормальных условиях, без ветра.

После выполнения упражнения слушатель обязан:

  • понимать, какие контуры управления работают между отклонением органа управления и фактическим перемещением аппарата, и почему в режиме удержания позиции отклонение органа управления задаёт скорость, а не положение;
  • удерживать высоту с отклонением не более 0,3 м и позицию с отклонением не более 1 м в течение 60 секунд в условиях штиля;
  • выполнять дозированные перемещения между точками без перелёта и без раскачки по высоте;
  • рассчитывать тягу висения и запас по тяге для конкретного аппарата и понимать, как запас по тяге ограничивает точность удержания;
  • переходить из режима удержания позиции в ручной режим и обратно без потери высоты и без смещения более допустимого.
Место в курсе. Настоящая статья является входным условием для всех последующих статей Упражнения 1.1ТП. Если удержание позиции в штиль не выдерживает допусков, переходить к статье 1.1.05 (боковой ветер) и к статье 1.1.08 (взлёт и посадка по изображению от первого лица) не следует: ошибка базового удержания будет поглощать внимание пилота и сделает разбор последующих элементов недостоверным.
↑ К оглавлению

2. Обозначения и глоссарий

Символ и терминВеличинаЕдиницаКомментарий
mвзлётная масса аппаратакгс аккумуляторной батареей и полезной нагрузкой
gускорение свободного падениям/с²9,81
nчисло двигателейдля мультиротора квадрокоптерной схемы n = 4
Tmaxмаксимальная тяга одного двигателяН или кгспо результатам стендового испытания
thoverтяга висенияНтяга, при которой вертикальная скорость равна нулю
kTзапас по тягеотношение суммарной максимальной тяги к взлётному весу
θhoverположение органа управления газом при висении%в англоязычной документации — hover throttle
Δhотклонение по высотемотносительно заданного значения
ΔSотклонение по позициимотносительно маркера в горизонтальной плоскости
Vyвертикальная скоростьм/сположительная — набор высоты
tреаквремя реакции пилотасучебный ориентир 0,8–1,5 с
Angleрежим стабилизации угловаппарат удерживает углы, позицию и высоту удерживает пилот
AltHoldрежим удержания высотывысоту удерживает автомат, позицию — пилот
PosHoldрежим удержания позициивысоту и позицию удерживает автомат, отклонение органа управления задаёт скорость
Loiterрежим удержания позиции с более строгими допускамитребует исправной спутниковой навигации
Условие о допусках. Все числовые допуски в настоящей статье — учебные ориентиры тренажёрного этапа. Для конкретного типа беспилотного воздушного судна они уточняются по руководству по лётной эксплуатации; перед этапом лётной подготовки допуски ужесточаются.
↑ К оглавлению

3. Контур управления и режимы удержания

3.1. Что происходит между отклонением органа управления и перемещением аппарата

Полный путь сигнала состоит из пяти звеньев: отклонение органа управления аппаратуры, формирование целевого значения полётным контроллером, изменение оборотов двигателей, изменение тяги и момента, перемещение аппарата. Каждое звено вносит собственную задержку, и суммарная задержка определяет, насколько точно пилот способен удерживать позицию.

ЗвеноЧто преобразуетТипичная задержкаЧем контролируется
Орган управления и аппаратураположение стика в нормированный сигнал канала1–8 мскалибровка, конечные значения каналов, отсутствие смещения нейтрали
Полётный контроллер, контур угловых скоростейсигнал канала в целевую угловую скорость1–4 мсчастота контура, параметры экспоненты и предельной угловой скорости
Полётный контроллер, контур положенияцелевая угловая скорость в целевое ускорение и целевую скорость20–50 мспараметры контуров скорости и позиции
Регуляторы и двигателицелевая тяга в фактическую тягу5–20 мссостояние силовой установки, масса аппарата
Отображениесостояние аппарата в изображение на экране или в очках20–60 мскадровая частота, вертикальная синхронизация, характеристики канала видеопередачи

Практический вывод: суммарная задержка контура управления для тренажёра базовой моторики не должна превышать 30 мс от отклонения органа управления до изменения изображения. При большей задержке пилот вынужден вводить упреждение, и сформированная моторика не переносится на реальный аппарат. Методика измерения задержки приведена в статье 0.5 настоящего курса.

3.2. Режимы удержания: что удерживает каждый режим

Ключевое различие режимов состоит в том, какая величина задаётся отклонением органа управления: положение, скорость или ускорение.

РежимОтклонение органа управления задаётЧто удерживает автоматЧто удерживает пилот
Angle (режим стабилизации)целевой угол наклонауглы и угловые скоростивысоту и позицию
Acro (режим ручного пилотирования)целевую угловую скоростьничего, только гашение превышенийуглы, высоту и позицию
AltHoldцелевую вертикальную скоростьвысоту при нейтральном положении органа управленияпозицию в горизонтальной плоскости
PosHoldцелевую горизонтальную и вертикальную скоростьвысоту и позицию при нейтральном положении органов управлениянаправление и величину перемещения
Loiterцелевую скорость с более строгим ограничениемвысоту и позицию с повышенной точностьюнаправление и величину перемещения
Опасное заблуждение. Режим PosHold не является режимом автоматического полёта: он удерживает точку, но не выполняет полётное задание и не компенсирует отказ системы позиционирования. Курсант, который привык полагаться на PosHold, при отказе спутниковой навигации теряет навык удержания позиции вручную. Поэтому в настоящем упражнении элемент 1 и элемент 2 выполняются в режиме Angle, а PosHold применяется только в элементе 4 — как отдельная отрабатываемая процедура, а не как опора.

3.3. Тяга висения и запас по тяге

Условие висения: суммарная тяга двигателей равна весу аппарата.

\( T_{вис} = m \cdot g, \qquad k_T = \frac{n \cdot T_{max}}{m \cdot g} \)

где \( T_{вис} \) — тяга висения, Н; \( m \) — взлётная масса, кг; \( g = 9{,}81 \) м/с²; \( k_T \) — запас по тяге (безразмерная величина); \( n \) — число двигателей; \( T_{max} \) — максимальная тяга одного двигателя, Н.

Положение органа управления газом, соответствующее тяге висения, обозначается \( \theta_{hover} \) и выражается в процентах полного хода. Это главный индикатор правильности настройки массы модели в тренажёре: если в симуляторе висение достигается при 30 % хода органа управления, а на реальном аппарате — при 55 %, модель настроена неверно, и точность удержания высоты будет отличаться от реальной. Методика переноса параметров приведена в статье 0.4 настоящего курса.

Связь запаса по тяге с точностью удержания позиции прямая. При малом запасе по тяге диапазон доступных вертикальных ускорений узкий, и компенсация возмущения занимает больше времени. Ориентировочная оценка доступного вертикального ускорения:

\( a_{y} = g \cdot (k_T - 1) \)

Для учебного аппарата запас по тяге составляет не менее 1,5–2,0 при взлётной массе, что даёт доступное вертикальное ускорение от 4,9 до 9,8 м/с². При запасе по тяге 1,2 доступное ускорение снижается до 2,0 м/с², и время компенсации возмущения увеличивается пропорционально.

↑ К оглавлению

4. Ограничения и предельные значения

Перед выполнением упражнения необходимо выписать из руководства по лётной эксплуатации типа беспилотного воздушного судна следующие значения и внести их в карточку упражнения.

ПараметрОриентир для тренажёраИсточник достоверных данных
Максимальная взлётная массапо паспорту аппаратаруководство по лётной эксплуатации типа
Максимальная высота полёта над уровнем площадки120 мправила использования воздушного пространства, руководство по лётной эксплуатации
Максимальная скорость в режиме удержания позициине более 5 м/с для учебного аппаратапараметры контура скорости, руководство по лётной эксплуатации
Максимальная вертикальная скоростьнабор не более 3 м/с, снижение не более 2 м/сруководство по лётной эксплуатации
Минимальная высота висения над поверхностьюне менее 1 м для исключения влияния экранаруководство по лётной эксплуатации
Предельный ветер для висенияв настоящем упражнении — штиль, до 2 м/сруководство по лётной эксплуатации; боковой ветер отрабатывается в статье 1.1.05
Остаток заряда аккумуляторной батареи для посадкине менее 20 %руководство по лётной эксплуатации, регламент эксплуатации аккумуляторных батарей
Условия проведения занятия. Настоящее упражнение выполняется в нормальных условиях: штиль или ветер до 2 м/с, стандартная атмосфера, уровень моря, видимость неограниченная, осадки отсутствуют. Любое отклонение от этих условий фиксируется в журнале занятия, потому что результат удержания позиции напрямую зависит от них и не может сравниваться между занятиями с разными условиями.
↑ К оглавлению

5. Настройка тренажёров

Упражнение выполняется в двух тренажёрах, потому что они формируют разные компоненты навыка. ArduPilot SITL воспроизводит поведение реального полётного контроллера с реальными режимами удержания, Liftoff и Uncrashed формируют моторику ручного пилотирования с малой задержкой отображения.

5.1. ArduPilot SITL с Mission Planner

  • Запуск модели: ArduCopter в среде SITL через Mission Planner (пункт Simulation) либо через команду sim_vehicle.py. Точный порядок запуска приведён в статье 0.2 настоящего курса.
  • Базовые условия задаются параметрами модели: SIM_WIND_SPD 0, SIM_WIND_T 0 — штиль без турбулентности.
  • Параметры контуров удержания проверяются до начала занятия: WPNAV_SPEED, WPNAV_SPEED_DN, WPNAV_SPEED_UP, PSC_VELZ_ACCEL. Значения фиксируются в карточке рабочего места, поскольку изменение любого из них меняет ощущение от управления.
  • Режимы полёта распределяются по каналам аппаратуры управления так, чтобы переключение между Angle, AltHold, PosHold и Loiter выполнялось одним переключателем. Порядок назначения описан в статье 0.3.
  • Средства контроля: журнал полёта формата .tlog и .bin, воспроизведение в Mission Planner или в UAV Log Viewer. Для настоящего упражнения ключевые контролируемые величины — высота относительно заданной, горизонтальное смещение относительно точки старта, вертикальная скорость и положение органа управления газом.
Почему SITL обязателен в этом упражнении. Режимы Angle и PosHold в FPV-симуляторах и в ArduPilot работают по разным алгоритмам. Курсант, который обучался только в FPV-симуляторе, при первом полёте на реальном аппарате с полётным контроллером ArduPilot получает иное поведение режима удержания позиции и тратит ресурс занятия на адаптацию. Поэтому элемент 4 настоящего упражнения выполняется только в SITL.

5.2. Liftoff, Uncrashed, TRYP

  • Liftoff — режим Angle. В настройках модели проверяются масса, тяговооружённость и параметры экспоненты. Режим удержания высоты в Liftoff присутствует как отдельная опция модели; для настоящего упражнения она отключается, чтобы высоту удерживал пилот.
  • Uncrashed — расширенные настройки физики: сила тяжести, сопротивление воздуха, эффективность воздушных винтов. Перед занятием значения фиксируются снимком экрана, поскольку редактор уровней позволяет изменить их незаметно для курсанта.
  • TRYP FPV — применяется как дополнительный тренажёр для отработки удержания позиции на больших открытых площадках, где визуальные ориентиры расположены далеко. Требователен к производительности компьютера; для базовой моторики не обязателен.
Запрещено. Выполнять настоящее упражнение с использованием клавиатуры или игрового контроллера. Дискретный ввод не позволяет задать промежуточное значение тяги, и удержание высоты становится невыполнимым. Обоснование и методика проверки аппаратуры приведены в статье 0.3.
↑ К оглавлению

6. Порядок выполнения упражнения

Элементы выполняются последовательно. Переход к следующему элементу допускается после трёх устойчивых выполнений предыдущего подряд. Под устойчивым выполнением понимается выполнение в пределах допусков без подсказок инструктора и без вмешательства в управление.

Элемент 1. Взлёт и удержание высоты

  • Убедиться, что условия заданы: штиль, стандартная атмосфера, режим Angle, аппарат находится в центре площадки.
  • Плавно увеличить тягу до положения висения и удержать аппарат на высоте 1,5 м в течение 30 секунд.
  • Выполнить набор высоты до 5 м с вертикальной скоростью не более 1 м/с, удержать 30 секунд.
  • Выполнить снижение до 1,5 м с вертикальной скоростью не более 0,7 м/с, удержать 30 секунд.
  • Повторить цикл три раза подряд без подсказок инструктора.

Критерий: отклонение по высоте не более 0,3 м на участке удержания; вертикальная скорость на участках набора и снижения не превышает заданной; отсутствуют колебания высоты с периодом менее 2 секунд (признак избыточной коррекции).

Элемент 2. Удержание позиции над маркером

  • Установить маркер на площадке либо задать точку в редакторе уровня.
  • Взлететь на высоту 2 м и удержать аппарат над маркером в течение 60 секунд в режиме Angle.
  • Контролировать положение по двум независимым признакам: смещение маркера в кадре и изменение расстояния до наземных ориентиров.
  • Повторить на высоте 5 м и на высоте 10 м. С ростом высоты точность удержания снижается, поскольку угловое смещение маркера уменьшается.
  • Зафиксировать в журнале занятия максимальное отклонение по каждому из трёх высотных уровней.

Критерий: отклонение от маркера не более 1 м на высоте до 5 м и не более 2 м на высоте 10 м; коррекция выполняется отклонением органа управления не более 15 % полного хода; отсутствуют перелёты более 0,5 м за одну коррекцию.

Элемент 3. Дозированные перемещения между точками

  • Разметить четыре точки по углам квадрата со стороной 10 м.
  • Выполнить перемещение между соседними точками со скоростью не более 1 м/с, останавливаясь в каждой точке на 5 секунд.
  • Выполнить перемещение по диагонали квадрата, контролируя одновременность движения по двум осям.
  • Повторить маршрут в обратном направлении.
  • Усложнение: выполнить перемещения на высоте 5 м и 10 м.

Критерий: остановка в точке не далее 1 м от заданной; перелёт за точку не более 0,5 м; высота на всём маршруте выдержана с отклонением не более 0,5 м; движение плавное, без изменения направления более одного раза на участке между точками.

Элемент 4. Удержание в режиме PosHold и переход в ручной режим

  • Выполнить взлёт в режиме PosHold на высоту 5 м, убедиться, что автомат удерживает позицию.
  • Задать перемещение отклонением органа управления на 10 м вперёд, вернуть орган управления в нейтральное положение, убедиться в остановке.
  • Переключиться в режим Angle в полёте. Задача: удержать позицию вручную в течение 20 секунд без потери высоты.
  • Переключиться обратно в режим PosHold. Задача: убедиться, что автомат принимает текущую точку как новую точку удержания, и аппарат не выполняет резкого перемещения.
  • Повторить переходы три раза на каждой из высот 5 м и 10 м.

Критерий: при переходе из PosHold в Angle отклонение по высоте не более 0,5 м и по позиции не более 2 м в течение первых 5 секунд; при переходе из Angle в PosHold аппарат не выполняет перемещения более 1 м; пилот заранее уменьшает скорость до переключения режима.

Признак освоения элемента. Пилот выполняет коррекции упреждающе, а не реактивно: орган управления возвращается в нейтральное положение до того, как аппарат достигает заданной точки. Формальный признак — по журналу полёта вертикальная скорость проходит через ноль плавно, без смены знака более одного раза на участке коррекции.
↑ К оглавлению

7. Типовые ошибки и их разбор

Ошибки сгруппированы по механизму возникновения. Инструктор фиксирует в протоколе не саму ошибку, а её тип: техника пилотирования, процедура, распределение внимания или знание ограничений. От типа зависит, что назначается на доработку.

ОшибкаВнешний признакПричинаУстранение
Раскачка по высоте высота колеблется с амплитудой более 1 м и периодом менее 2 с избыточная коррекция: пилот отклоняет орган управления на величину, превышающую требуемую, и компенсирует собственную компенсацию ограничить отклонение органа управления 15 % полного хода; выполнять коррекцию фиксированной длительностью не более 1 с; отрабатывать на уменьшенной скорости изменения тяги
Ползучее смещение позиции аппарат медленно уходит в одну сторону на 3–5 м за минуту смещение нейтрали каналов крена и тангажа; несимметричная калибровка; постоянная составляющая ветра, не учтённая в условиях проверить калибровку и смещение нейтрали по методике статьи 0.3; обнулить триммеры; проверить фактические параметры ветра в модели
Потеря высоты при начале горизонтального перемещения при отклонении органа управления по тангажу аппарат снижается на 0,5–1 м наклон аппарата уменьшает вертикальную составляющую тяги, а пилот не компенсирует это увеличением тяги отрабатывать связку «отклонение по тангажу и одновременное увеличение тяги»; при наклоне более 20° тягу увеличивать на величину, определяемую в разделе 3
Перелёт точки аппарат проходит заданную точку на 1–3 м и возвращается обратно позднее возвращение органа управления в нейтральное положение; отсутствие упреждения с учётом задержки контура возвращать орган управления в нейтральное положение за 1–1,5 м до точки; предварительно рассчитать требуемое упреждение в задаче 2 раздела 8
Потеря ориентации по высоте пилот называет высоту с ошибкой более 2 м контроль только по изображению, без обращения к телеметрии; отсутствие наземных ориентиров высоты использовать одновременно изображение и телеметрию; размещать в кадре объекты с известными размерами; выполнять упражнение на высоте с известным ориентиром
Избыточная опора на режим удержания в режиме Angle пилот не удерживает позицию более 10 секунд основное время занятия проведено в режиме PosHold; автоматический контур выполняет работу вместо пилота элементы 1–3 выполнять только в режиме Angle; режим PosHold применять исключительно в элементе 4; контролировать распределение времени по журналу занятия
↑ К оглавлению

8. Практика: расчётные задачи (с решениями)

Задачи построены по единому шаблону: Задача — что происходит и что нужно найти; Заданные параметры — таблица известных величин; Искомые параметры — что вычислить; Решение — по шагам; Ответ и Вывод — результат и его практический смысл.

Задача 1. Тяга висения и запас по тяге

Задача. Учебный мультиротор квадрокоптерной схемы готовится к занятию на удержание позиции. Требуется определить положение органа управления газом при висении, запас по тяге и доступное вертикальное ускорение, чтобы понять, способен ли аппарат удерживать позицию в пределах установленных допусков.

Заданные параметры:

ПараметрЗначение
масса аппарата без аккумуляторной батареи480 г
аккумуляторная батарея 6S, 1300 мА·ч210 г
полезная нагрузка60 г
число двигателей, n4
максимальная тяга одного двигателя по результатам стендового испытания1000 г (9,81 Н)

Искомые параметры: взлётная масса m (кг); тяга висения Tвис (Н); запас по тяге kT; доступное вертикальное ускорение ay (м/с²); тяга одного двигателя при висении (Н).

Решение.

  1. Взлётная масса: \( m = 480 + 210 + 60 = 750\ \text{г} = 0{,}75\ \text{кг} \).
  2. Тяга висения: \( T_{вис} = m \cdot g = 0{,}75 \cdot 9{,}81 = 7{,}36\ \text{Н} \).
  3. Суммарная максимальная тяга: \( n \cdot T_{max} = 4 \cdot 9{,}81 = 39{,}24\ \text{Н} \).
  4. Запас по тяге: \( k_T = \dfrac{39{,}24}{7{,}36} = 5{,}33 \).
  5. Доступное вертикальное ускорение: \( a_y = g \cdot (k_T - 1) = 9{,}81 \cdot 4{,}33 = 42{,}5\ \text{м/с}^{2} \).
  6. Тяга одного двигателя при висении: \( \dfrac{7{,}36}{4} = 1{,}84\ \text{Н} \), что составляет \( \dfrac{1{,}84}{9{,}81} \cdot 100 = 18{,}8\ \% \) максимальной тяги.

Ответ: взлётная масса 0,75 кг; тяга висения 7,36 Н; запас по тяге 5,33; доступное вертикальное ускорение 42,5 м/с²; загрузка одного двигателя при висении 18,8 %.

Вывод. Запас по тяге 5,33 существенно превышает минимально допустимые 1,5–2,0. Аппарат способен компенсировать возмущение за время, значительно меньшее времени реакции пилота, поэтому ограничение точности удержания позиции определяется не силовой установкой, а качеством настройки модели в тренажёре и задержкой контура управления. Если в симуляторе висение достигается при положении органа управления газом заметно выше 19 %, масса модели задана неверно.

Задача 2. Смещение за время реакции

Задача. При удержании позиции пилот обнаруживает смещение аппарата от маркера и начинает коррекцию. Требуется определить, на какое расстояние сместится аппарат за время реакции пилота при разных скоростях дрейфа, и какое упреждение необходимо вводить, чтобы не допускать перелёта точки.

Заданные параметры:

ПараметрЗначение
время реакции пилота, tреак1,2 с
скорость дрейфа при неточной коррекции, V10,3 м/с
скорость дрейфа при отказе удержания позиции, V21,5 м/с
допуск по отклонению от маркера1,0 м

Искомые параметры: смещение за время реакции при V1 и V2 (м); суммарная задержка контура управления при добавлении задержки отображения 45 мс (м); расстояние упреждения для остановки в точке при V2 (м).

Решение.

  1. Смещение при медленном дрейфе: \( \Delta S_1 = V_1 \cdot t_{реак} = 0{,}3 \cdot 1{,}2 = 0{,}36\ \text{м} \).
  2. Смещение при быстром дрейфе: \( \Delta S_2 = V_2 \cdot t_{реак} = 1{,}5 \cdot 1{,}2 = 1{,}80\ \text{м} \).
  3. Дополнительное смещение за счёт задержки отображения: \( \Delta S_{от} = V_2 \cdot 0{,}045 = 1{,}5 \cdot 0{,}045 = 0{,}068\ \text{м} \).
  4. Суммарное смещение: \( 1{,}80 + 0{,}07 = 1{,}87\ \text{м} \).
  5. Расстояние упреждения принимается равным тормозному пути при доступном замедлении. Для учебного аппарата замедление принимаем 2 м/с²: \( S_{упр} = \dfrac{V_2^{2}}{2 \cdot a} = \dfrac{1{,}5^{2}}{2 \cdot 2} = \dfrac{2{,}25}{4} = 0{,}56\ \text{м} \).

Ответ: смещение за время реакции 0,36 м при медленном дрейфе и 1,87 м при быстром; расстояние упреждения 0,56 м.

Вывод. При медленном дрейфе смещение за время реакции укладывается в допуск 1,0 м, поэтому пилот успевает скорректировать позицию реактивно. При быстром дрейфе смещение 1,87 м превышает допуск в 1,9 раза: удержание возможно только при упреждающем вводе органа управления в нейтральное положение за 0,56 м до точки. Практическое следствие для занятия: перелёт точки, который инструктор фиксирует как ошибку, в большинстве случаев является не ошибкой моторики, а отсутствием упреждения, и отрабатывается отдельно от точности удержания.

Задача 3. Продолжительность упражнения и расход энергии

Задача. Требуется определить, сколько полётного времени на удержание позиции обеспечивает одна аккумуляторная батарея, сколько циклов необходимо выполнить для закрытия элемента 2 и какая доля норматива Упражнения 1.1ТП приходится на настоящее упражнение.

Заданные параметры:

ПараметрЗначение
аккумуляторная батарея6S, 1300 мА·ч
ток при висении, Iвис12 А
допустимая глубина разряда80 %
длительность одного удержания по элементу 260 с
интервал между циклами (замена батареи, разбор)4 минуты
требуемое число устойчивых выполнений подряд3
среднее число попыток на одно устойчивое выполнение, P2,4
норматив Упражнения 1.1ТП4 астрономических часа

Искомые параметры: доступное время висения на одной аккумуляторной батарее (мин); число циклов на одну батарею; суммарное время занятия на элемент 2 (мин); доля норматива Упражнения 1.1ТП, приходящаяся на элементы 1 и 2 (%).

Решение.

  1. Доступная ёмкость: \( 1300 \cdot 0{,}80 = 1040\ \text{мА·ч} = 1{,}04\ \text{А·ч} \).
  2. Время висения: \( t = \dfrac{1{,}04}{12} = 0{,}0867\ \text{ч} = 5{,}2\ \text{мин} \).
  3. Число полных удержаний по 60 секунд на одну батарею: \( \left\lfloor 5{,}2 \right\rfloor = 5 \) циклов.
  4. Требуемое число попыток: \( 3 \cdot 2{,}4 = 7{,}2 \), принимаем 8 попыток.
  5. Полётное время: \( 8 \cdot 1 = 8\ \text{мин} \), то есть 2 батареи.
  6. Наземное время: \( 8 \cdot 4 = 32\ \text{мин} \).
  7. Суммарное время занятия: \( 8 + 32 = 40\ \text{мин} \).
  8. Доля норматива: элементы 1 и 2 ориентировочно занимают \( 40 + 40 = 80\ \text{мин} \) из 240 минут норматива, что составляет \( \dfrac{80}{240} \cdot 100 = 33\ \% \).

Ответ: время висения на одной батарее 5,2 минуты; 5 циклов на батарею; суммарное время занятия на элемент 2 — 40 минут; доля элементов 1 и 2 в нормативе упражнения — 33 %.

Вывод. Основное время занятия занимает наземная часть: на 8 минут полётного времени приходится 32 минуты интервалов. Это значит, что пропускная способность тренажёрного класса определяется числом аккумуляторных батарей и организацией разбора, а не лицензиями на симулятор. При планировании занятия на удержание позиции необходимо предусматривать не менее двух батарей на одного курсанта на один элемент. Методика расчёта пропускной способности приведена в статье 0.5 настоящего курса.

↑ К оглавлению

9. Критерии зачёта и чек-лист самопроверки

Нормативы приведены для тренажёрного этапа; перед этапом лётной подготовки они ужесточаются. Отметьте только то, что выполняется устойчиво, без подсказок инструктора и без вмешательства в управление.

НавыкКритерий зачёта
Расчёт тяги висениябез подсказки определяю Tвис, kT и загрузку двигателя при висении для своего типа аппарата
Взлёт и удержание высотыотклонение по высоте не более 0,3 м в течение 30 секунд
Удержание позиции над маркеромотклонение не более 1 м на высоте до 5 м в течение 60 секунд
Удержание позиции на высоте 10 мотклонение не более 2 м в течение 60 секунд
Дозированные перемещенияостановка в точке не далее 1 м, перелёт не более 0,5 м, высота выдержана ±0,5 м
Отсутствие раскачкивертикальная скорость проходит через ноль плавно, без смены знака более одного раза на участок коррекции
Упреждение при остановкевозвращаю орган управления в нейтральное положение до достижения точки
Переход PosHold и Angleотклонение по высоте не более 0,5 м и по позиции не более 2 м в течение первых 5 секунд
Контроль ограниченийзнаю предельные скорости и высоту для своего типа аппарата и не превышаю их
Работа с журналом полётанахожу в журнале отклонение высоты и позиции за выбранный участок и сравниваю с собственной оценкой
↑ К оглавлению

10. Источники

  1. Типовая программа «Подготовка специалистов авиационного персонала гражданской авиации для подтверждения уровня, соответствующего требованиям, предъявляемым к обладателю свидетельства внешнего пилота» (Минтранс России). Этап тренажёрной подготовки: Задача 1, Упражнение 1.1ТП. garant.ru/products/ipo/prime/doc/56899532
  2. Федеральные авиационные правила «Подготовка и выполнение полётов в гражданской авиации Российской Федерации» (приказ Минтранса России от 31.07.2009 № 128).
  3. ICAO Doc 10019 «Manual on Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS)» — разделы о подготовке внешних пилотов и о наземных станциях управления.
  4. ArduPilot Copter Documentation, «PosHold Mode» и «Loiter Mode» — алгоритмы удержания позиции и ограничения режимов. ardupilot.org/copter/docs
  5. ArduPilot Copter Documentation, «Altitude Hold Mode» — работа контура удержания высоты и параметры вертикальной скорости. ardupilot.org/copter/docs
  6. ArduPilot Dev Wiki, «Using SITL for ArduPilot Testing» — запуск модели, параметры SIM_* для задания внешних условий. ardupilot.org/dev/docs/using-sitl-for-ardupilot-testing.html
  7. ArduPilot Parameter Reference — WPNAV_SPEED, WPNAV_SPEED_UP, WPNAV_SPEED_DN, PSC_VELZ_ACCEL. autotest.ardupilot.org
  8. Liftoff: FPV Drone Racing — официальная страница Steam (LuGus Studios): режимы полёта, настройки модели. store.steampowered.com/app/410340
  9. Uncrashed: FPV Drone Simulator — официальная страница Steam (Luminite): настройки физики, редактор уровней. store.steampowered.com/app/1682970
  10. Статьи настоящего курса: 0.2 (сравнение тренажёров), 0.3 (аппаратура управления и калибровка), 0.4 (настройка модели под реальный аппарат), 0.5 (рабочее место и задержка контура управления), 0.6 (учёт налёта и критерии зачёта).

Проверено: 14.09.2026. Значения допусков являются учебными ориентирами тренажёрного этапа и уточняются по руководству по лётной эксплуатации конкретного типа беспилотного воздушного судна.

  • мод. : Вторник, 15 сентября 2026