1.1.08. Упражнение 1.1ТП: полёт по FPV — глиссада, оценка высоты и выравнивание #

• Выбрать модель класса 5 дюймов с настройками, близкими к учебному аппарату (скорость ограничивается настройками расходов — rates).
• Для элемента 1 использовать карты с посадочными площадками и характерными объектами; высоту сверять по телеметрии после устной оценки.
• Для элементов 2–4 выбрать открытую карту с длинным прямым участком: заход выполняется с высоты 10 м на дистанции около 60 м от площадки.
• Включить отображение телеметрии (высота, скорость, вертикальная скорость) — она используется для проверки, но в процессе самого захода пилот смотрит на сцену, а не на цифры.

• Русскоязычный интерфейс тренажёра упрощает самостоятельную подготовку занятия.
• В редакторе уровней построить площадку: ровное поле, площадка 2×2 м с контрастной окраской и маркером известного размера (например, квадрат 1×1 м), свободный подход длиной 100–150 м без препятствий.
• Сохранить уровень и использовать его во всех четырёх элементах занятия; один и тот же уровень позволяет сравнивать попытки.
• Для элемента 4 настроить камеру-наблюдателя на площадку, чтобы видеть уход на второй круг со стороны.

• TRYP FPV применяется как дополнительная площадка для длинных заходов в горной и пересечённой местности — после освоения элементов на ровной площадке Uncrashed.
• ArduPilot SITL видеотракт не имитирует: моторика FPV-полёта отрабатывается в специализированных тренажёрах, а автоматические режимы, маршруты и отказные реакции — в SITL (статьи 1.1.03, 1.1.04, 1.1.06, 1.1.07). Разделение средств — осознанное: каждый тренажёр используется для своего класса навыков.
• Связующее правило: допуски касания (скорость, точность) одинаковы для FPV-тренажёров и для автоматической посадки SITL — пилот применяет одни и те же нормативы.

• Зависнуть над площадкой с маркером 1×1 м на высоте около 10 м; назвать высоту по доле кадра, занимаемой маркером, затем сверить с телеметрией (допуск 0,5 м).
• Повторить оценку на высотах 5 м, 2 м, 1 м — диапазон, в котором точность оценки критична для выравнивания.
• Выполнить плавное снижение с непрерывным называнием высоты вслух (каждые 0,5 м) и сравнить названные значения с записью телеметрии.
• Выполнить то же упражнение с маркером 2×2 м: убедиться, что формула \( h = M / (2f) \) работает для любого известного размера.
• Записать поправку: систематическое завышение или занижение своей оценки, и учитывать её в элементе 3.

Критерий: погрешность устной оценки высоты не более 0,5 м в диапазоне 1–10 м; пилот объясняет расчёт по формуле \( h = M / (2f) \) для \( \text{FOV}_v = 90° \).

• Занять точку начала захода: высота 10 м, удаление 60 м от площадки, аппарат развёрнут на площадку.
• Назвать вслух параметры захода: скорость 4 м/с, вертикальная скорость 0,7 м/с, время до касания около 14 с (расчёт — задача 1).
• Выполнить снижение по прямой, удерживая площадку в центре кадра и выдерживая вертикальную скорость; телеметрия проверяется кратковременными взглядами, основное внимание — на сцене.
• На высоте 2 м оценить соответствие траектории: при недолёте или перелёте точки касания более 2 м выполнить уход (элемент 4), а не исправление на снижении.
• Повторить заход три раза подряд в пределах допусков; один раз выполнить заход с укороченной дистанции 30 м (угол около 18°) и сравнить загруженность пилота.

Критерий: отклонение вертикальной скорости не более 0,2 м/с от заданной на протяжении захода; боковое уклонение от оси захода не более 2 м; на высоте 2 м прогнозируемая точка касания — в пределах 2 м от центра площадки.

• Назвать точку начала выравнивания до захода: около 1 м по оценке маркером, с учётом задержки 0,66 с и потери высоты 0,46 м (расчёт — задача 3).
• Выполнить заход по элементу 2 и на высоте около 1 м начать выравнивание: перевести аппарат в горизонтальное положение, погасить вертикальную скорость до 0,2–0,3 м/с и горизонтальную скорость до нуля.
• Касание выполнить в центре площадки со скоростью не более 0,3 м/с; результат сверить с телеметрией и записью попытки.
• Отработать обе типовые ошибки осознанно: один заход выполнить с ранним выравниванием (на 2 м), второй — с поздним (на 0,3 м); наблюдать «вспухание» и жёсткое касание, записать ощущения и признаки каждой ошибки по изображению.
• Повторить нормальное выравнивание три раза подряд в пределах допусков.

Критерий: скорость касания не более 0,3 м/с, точность не далее 0,5 м от центра площадки; пилот называет точку начала выравнивания вслух и выдерживает её с точностью 0,3 м.

• Установить правило занятия: на высоте 2 м заход продолжается только при соответствии допускам; иначе — немедленный уход.
• Инструктор (или сам пилот в самоподготовке) задаёт заход с намеренным отклонением: смещённая точка начала, избыточная скорость, боковое уклонение.
• Пилот распознаёт отклонение, произносит вслух «уход на второй круг», выполняет набор высоты до 10 м и повторный заход по элементу 2.
• Отработать уход с малой высоты (1 м) и с большой (5 м): разница в запасе высоты и времени решения.
• Выполнить три распознавания подряд: каждое отклонение распознано до высоты 2 м, уход выполнен без потери высоты.

Критерий: решение об уходе принимается на высоте не менее 2 м; уход выполняется набором высоты без провала; повторный заход — в пределах допусков элемента 2.

Задача. Заход на посадку выполняется с высоты 10 м со скоростью 4 м/с; ограничение вертикальной скорости — 0,7 м/с. Требуется определить угол наклона глиссады, длину участка снижения и время захода, а также оценить, как изменятся параметры при укороченной дистанции 30 м.

Заданные параметры:

Искомые параметры: угол глиссады θ (град); длина участка снижения L (м); время захода t (с); угол и вертикальная скорость при укороченной дистанции.

Решение.

1. Тангенс угла: \( \tan\theta = V_y / V = 0{,}7 / 4 = 0{,}175 \); угол \( \theta = \arctan(0{,}175) = 9{,}9° \approx 10° \).
2. Длина участка: \( L = H / \tan\theta = 10 / 0{,}175 = 57\ \text{м} \) — округляется до 60 м для запаса.
3. Время захода: \( t = L / V = 57 / 4 = 14{,}3\ \text{с} \).
4. Укороченная дистанция 30 м: \( \tan\theta = 10/30 = 0{,}33 \), угол около 18°; вертикальная скорость \( 0{,}33 \cdot 4 = 1{,}3\ \text{м/с} \) — вдвое выше ограничения.

Ответ: угол глиссады около 10°, длина участка 57 м (принимается 60 м), время захода 14,3 с; при дистанции 30 м угол увеличивается до 18°, а вертикальная скорость — до 1,3 м/с, что превышает ограничение.

Вывод. Пологая глиссада требует места: 60 м свободного подхода на каждые 10 м высоты. Если перед площадкой места нет, пилот либо повышает точку начала захода, либо принимает более крутую траекторию с увеличенной вертикальной скоростью — и соответственно более энергичным выравниванием. Планировать заход следует до полёта, а не импровизировать на финальном участке.

Задача. Камера аппарата имеет вертикальное поле зрения 90° и направлена вниз. На площадке нанесён квадратный маркер размером 1 м. Требуется определить высоту, при которой маркер занимает половину кадра и десятую долю кадра, и вывести общее правило пересчёта.

Заданные параметры:

Искомые параметры: видимый размер участка W на высоте h (м); высоты, соответствующие долям кадра 0,5 и 0,1 (м).

Решение.

1. Видимый размер: \( W = 2h \cdot \tan(45°) = 2h \) — при поле зрения 90° тангенс половины угла равен единице.
2. Связь с маркером: \( M = f \cdot W = 2fh \), откуда \( h = M / (2f) \).
3. Для f = 0,5: \( h = 1 / (2 \cdot 0{,}5) = 1\ \text{м} \).
4. Для f = 0,1: \( h = 1 / (2 \cdot 0{,}1) = 5\ \text{м} \).
5. Проверка масштаба: при h = 10 м маркер занимает \( 1 / 20 = 0{,}05 \) — двадцатую долю кадра, малозаметен; на больших высотах оценка по метровому маркеру не работает, нужны маркеры большего размера.

Ответ: общее правило \( h = M / (2f) \); маркер 1 м занимает половину кадра на высоте 1 м и десятую долю кадра на высоте 5 м.

Вывод. Оценка высоты по маркеру — простой инструмент, работающий в диапазоне, критичном для выравнивания (1–5 м). За пределами этого диапазона точность падает, и пилот переходит на приборную высоту или на оценку по более крупным ориентирам. Размер маркера выбирается под типовой диапазон высот занятия.

Задача. Вертикальная скорость на финальном участке захода 0,7 м/с. Задержка видеотракта составляет 0,06 с, время реакции пилота — 0,4 с, время отклика аппарата на команду выравнивания — 0,2 с; в процессе самого выравнивания аппарат снижается ещё примерно на 0,15 м. Требуется определить суммарную задержку, потерю высоты за неё и точку начала выравнивания с запасом 0,2 м.

Заданные параметры:

Искомые параметры: суммарная задержка t_з (с); потеря высоты за задержку (м); точка начала выравнивания (м).

Решение.

1. Суммарная задержка: \( t_з = 0{,}06 + 0{,}4 + 0{,}2 = 0{,}66\ \text{с} \).
2. Потеря высоты за задержку: \( 0{,}7 \cdot 0{,}66 = 0{,}46\ \text{м} \).
3. Точка начала выравнивания: \( 0{,}46 + 0{,}15 + 0{,}2 = 0{,}81\ \text{м} \); принимается около 0,8–1 м по оценке маркером.
4. Проверка чувствительности: при вертикальной скорости 1,3 м/с (крутая глиссада задачи 1) потеря за задержку составляет \( 1{,}3 \cdot 0{,}66 = 0{,}86\ \text{м} \) — точку начала выравнивания пришлось бы поднять до 1,2 м, а точность оценки высоты стала критичной.

Ответ: суммарная задержка 0,66 с; потеря высоты за задержку 0,46 м; точка начала выравнивания — около 0,8–1 м.

Вывод. Основная составляющая задержки — не техника (0,06 с), а человек (0,4 с) и отклик аппарата (0,2 с). Поэтому точка выравнивания рассчитывается до полёта и называется вслух в заходе: пилот не «ждёт земли», а выполняет заранее определённое действие в заранее определённой точке. Чем круче глиссада, тем выше должна быть точка выравнивания и тем дороже обходится ошибка оценки высоты — ещё один аргумент в пользу пологого захода.