1.2.03. Упражнение 1.2ТП: высота пролёта препятствий — оценка расстояния и запас #

• В редакторе уровней построить полосу препятствий: ряд деревьев (кроны) высотой 5–8 м, стена высотой 3 м, отдельно — линия электропередачи: две опоры высотой 10 м с проводом (тонкий объект) на высоте 8 м, пролёт 60 м.
• Разметить ориентиры расстояний: столбики или метки через каждые 25 м вдоль полосы — по ним пилот называет расстояние до препятствия вслух (элемент 2).
• Русскоязычный интерфейс тренажёра упрощает самостоятельную подготовку занятия; уровень сохранить и использовать на всех элементах для сравнимости попыток.
• Освещение задать так, чтобы провод был различим с 30–40 м, но не с большего расстояния: элемент 4 отрабатывает поведение пилота при позднем обнаружении, которое компенсируется только планом полёта.

• Выбрать карту с выраженным рельефом и объектами: лес, строения, опоры — для полёта с выдерживанием превышения и бокового интервала.
• Включить телеметрию (высота, скорость) для объективной проверки допусков после попытки; в полёте пилот смотрит на сцену, а не на цифры.
• Настройки расходов оставить теми же, что в упражнениях 1.1ТП и 1.2ТП: сравнимость результатов важнее разнообразия.
• Для элемента 3 включить ветер до 5 м/с; направление менять между попытками.

• Препятствия в SITL физически не моделируются; тренажёр применяется для измерения точности: фактическое превышение и интервалы берутся из журнала полёта после контрольной попытки.
• Для автоматических режимов превышение над препятствиями задаётся высотой маршрута и RTL_ALT (статьи 1.1.03, 1.1.04, 1.1.06) — те же нормативы 3/5/10 м применяются к планированию высот.
• Разбор выполняется в Mission Planner по журналу: траектория относительно отметок препятствий из задания на тренировку.

• До полёта назвать вслух высоты препятствий полосы (5, 6, 8 м) и требуемую высоту полёта: наибольшее препятствие плюс 5 м.
• Выполнить проход полосы на постоянной высоте 13 м со скоростью не более 10 м/с; телеметрия проверяется после попытки.
• Повторить проход с превышением 3 м (высота 11 м): сравнить загруженность пилота и запас на ошибку удержания высоты.
• Выполнить проход при порывах ветра (включить в тренажёре): фиксировать просадки и вспухания относительно заданной высоты.
• Три прохода подряд с отклонением высоты не более 1 м от заданной.

Критерий: превышение выдерживается не менее 3 м над каждым препятствием на всём проходе; отклонение удержания высоты не более 1 м; скорость не более 10 м/с.

• До начала разгона назвать расчёт: скорость 10 м/с, время реакции 1 с, замедление 2 м/с², расстояние остановки 35 м (задача 1).
• Выполнить разгон до 10 м/с в направлении стены; начать торможение на удалении 40 м (оценка по меткам полосы); остановиться не ближе 2 м до стены.
• Повторить на скорости 15 м/с: расчётное расстояние остановки 71 м — пилот называет рубеж начала торможения до разгона.
• Выполнить попытку без меток: оценка расстояния на основании изображения (статья 1.1.09 — параллакс, угловой размер); сравнить с фактическим по телеметрии.
• Три остановки подряд перед стеной с запасом не менее 2 м.

Критерий: расстояние остановки соответствует расчётному с точностью 20 %; касание стены отсутствует; пилот называет рубеж торможения вслух до начала разгона.

• Выполнить проход вдоль стены с боковым интервалом 15 м на скорости 10 м/с; интервал выдерживать по ориентиру (край полосы, метка).
• Включить боковой ветер 5 м/с в сторону стены: компенсировать снос непрерывно (статья 1.1.05); зафиксировать минимальный фактический интервал по телеметрии.
• Выполнить проход с интервалом 5 м при том же ветре и сравнить загруженность: пилот называет вслух, какую часть запаса расходует порыв (расчёт — задача 3).
• Пройти угол здания (имитация экранного эффекта): наблюдать изменение поведения аппарата у подветренной стороны.
• Три прохода подряд с интервалом не менее 15 м при ветре.

Критерий: минимальный фактический интервал не менее 15 м при ветре 5 м/с; снос компенсируется без запаздывания более 1 с; поведение у угла здания объясняется пилотом.

• До полёта назвать вслух: провод на высоте 8 м, различим с расстояния около 11 м (задача 2), расстояние остановки на 15 м/с — 71 м; вывод — парировать обнаружением невозможно, применяется план.
• Выполнить подход к коридору линии на высоте 5 м, остановиться на удалении 30 м от оси линии, осмотреть пролёт.
• Набрать высоту 20 м (провод 8 м плюс превышение 10 м плюс запас 2 м) в стороне от пролёта, убедиться в отсутствии тросов выше провода.
• Пересечь линию под прямым углом в середине пролёта на высоте 20 м; после пересечения снизить высоту до 5 м в стороне от оси линии.
• Повторить цикл три раза подряд; один раз выполнить пересечение под углом 45° и разобрать, почему прямой угол предпочтителен (время нахождения в коридоре линии).

Критерий: превышение над проводом не менее 10 м на всей траектории пересечения; пересечение под прямым углом; набор и снижение высоты выполняются вне коридора линии; правило «провода исключаются планом» сформулировано пилотом самостоятельно.

Задача. Время реакции пилота 1 с, замедление остановки 2 м/с². Требуется рассчитать расстояние остановки для скоростей 5, 10, 15 и 20 м/с и определить максимальную скорость полёта вблизи препятствий, если расстояние уверенного обнаружения препятствий данного класса составляет 40 м.

Заданные параметры:

Искомые параметры: расстояние остановки для каждой скорости (м); максимальная скорость при L_обн = 40 м (м/с).

Решение.

1. Формула: \( S_{ост} = V \cdot 1 + V^{2} / 4 \).
2. Расчёт: 5 м/с — \( 5 + 6{,}25 = 11{,}25\ \text{м} \); 10 м/с — \( 10 + 25 = 35\ \text{м} \); 15 м/с — \( 15 + 56{,}25 = 71{,}25\ \text{м} \); 20 м/с — \( 20 + 100 = 120\ \text{м} \).
3. Условие \( S_{ост} \le 40\ \text{м} \): решаем \( V + V^{2}/4 = 40 \); \( V^{2} + 4V - 160 = 0 \); \( V = (-4 + \sqrt{16 + 640}) / 2 = (-4 + 25{,}6)/2 = 10{,}8\ \text{м/с} \).
4. Принимаем скорость не более 10 м/с (округление в меньшую сторону).

Ответ: расстояния остановки — 11, 35, 71 и 120 м для скоростей 5, 10, 15 и 20 м/с; при расстоянии обнаружения 40 м максимальная скорость полёта — 10 м/с.

Вывод. Расстояние остановки растёт быстрее скорости (квадратичная составляющая): удвоение скорости увеличивает путь остановки более чем вдвое. Скорость полёта вблизи препятствий — не предпочтение пилота, а производная от того, с какой дальности он реально видит препятствия данного класса.

Задача. Провод линии электропередачи имеет диаметр 1 см. Порог уверенного различения тонкого объекта — 3 угловые минуты. Требуется определить расстояние обнаружения провода, сравнить его с расстоянием остановки при скорости 15 м/с и сформулировать правило пересечения линии.

Заданные параметры:

Искомые параметры: расстояние обнаружения провода (м); расстояние остановки (м); отношение расстояний; правило пересечения.

Решение.

1. Расстояние обнаружения (статья 1.1.09, формула углового размера): \( L_{обн} = 3438 \cdot D / \alpha = 3438 \cdot 0{,}01 / 3 = 11{,}5\ \text{м} \).
2. Расстояние остановки при 15 м/с: \( 15 + 225/4 = 71{,}25\ \text{м} \) (задача 1).
3. Отношение: \( 71{,}25 / 11{,}5 = 6{,}2 \) — расстояние остановки в шесть раз больше расстояния обнаружения: провод физически невозможно увидеть вовремя.
4. Правило пересечения: только по плану — под прямым углом, в середине пролёта, с превышением не менее 10 м над проводом; набор и снижение высоты — вне коридора линии.

Ответ: провод различим с расстояния около 11 м; расстояние остановки 71 м — в шесть раз больше; пересечение линии выполняется по правилу элемента 4, обнаружение и парирование не рассматриваются как способ защиты.

Вывод. Для малозаметных препятствий реакция пилота не является средством защиты — средством защиты является планирование. Тот же расчёт применим к тросам, растяжкам мачт, тонким конструкциям: если угловой размер объекта на расстоянии остановки меньше порога различения, объект исключается маршрутом или проходится с превышением по плану.

Задача. Порыв бокового ветра 5 м/с действует на аппарат в проходе мимо строения. Время реакции пилота 1 с, замедление возврата на траекторию 2 м/с². Требуется определить боковое смещение аппарата за время реакции и возврата и обосновать норматив бокового интервала.

Заданные параметры:

Искомые параметры: смещение за время реакции (м); смещение за возврат (м); суммарное смещение (м); вывод о нормативе.

Решение.

1. Смещение за время реакции: аппарат сносится со скоростью порыва; \( 5 \cdot 1 = 5\ \text{м} \).
2. Возврат: гашение боковой скорости 5 м/с с замедлением 2 м/с² занимает 2,5 с; путь гашения \( 5^{2} / (2 \cdot 2) = 6{,}25\ \text{м} \).
3. Суммарное смещение: \( 5 + 6{,}25 = 11{,}25\ \text{м} \).
4. Норматив: 11,25 м с округлением до 15 м — запас учитывает более сильный порыв и запаздывание компенсации.

Ответ: боковое смещение при порыве 5 м/с составляет 11,25 м; норматив бокового интервала 15 м обеспечивает запас около 4 м на более сильный порыв и ошибки компенсации.

Вывод. Боковой интервал — не эстетическое расстояние, а расчётная величина: он равен смещению аппарата при худшем ожидаемом порыве плюс запас. При увеличении ветра интервал растёт пропорционально квадрату скорости порыва во второй составляющей, поэтому в сильный ветер проход вблизи строений не выполняется вовсе, а не выполняется «с меньшим интервалом и осторожнее».