2.2. Полёты при потере связи: канал управления, телеметрия, видео #

• Подготовить тренажёр по статье 2.0: FS_THR_ENABLE = 1, FS_THR_VALUE = 975, FS_GCS_ENABLE = 1; записать параметры возврата (высота, скорость) в карточку сценария.
• Потеря канала управления: SIM_RC_FAIL = 1; отмена — SIM_RC_FAIL = 0.
• Потеря телеметрии: остановка канала наземной станции (в тестовой методике ArduPilot — прекращение передачи heartbeat); возврат канала — возобновление связи.
• Загрузить учебный маршрут на удаление 600–800 м со скоростью 10–12 м/с (задачи 1 и 2).

• Mission Planner: наблюдать срабатывание отказной логики (сообщение Failsafe, переход в режим возврата), траекторию возврата, момент восстановления связи.
• Потеря видео отрабатывается в SITL как полёт по приборам: пилот использует только авиагоризонт, карту и значения высоты и скорости, не пользуясь трёхмерным видом — это модель ситуации «видео пропало, управление есть».
• В FPV-симуляторах (Liftoff, Uncrashed, TRYP FPV) потеря видео штатно не имитируется; для отработки применяется приём «закрыть обзор»: пилот выполняет посадку по памяти траектории и приборам после закрытия окна вида. Приём — учебный, применяется только на малых высотах виртуального полёта.
• Результаты заносить в протокол занятия (статья 0.6).

• До ввода назвать вслух: настроенную отказную логику (FS_THR_ENABLE = 1 — возврат), ожидаемое время срабатывания (около 1 с), ожидаемый профиль возврата (набор высоты, полёт к точке взлёта, посадка).
• Выполнить висение на 30 м на удалении 50 м от точки взлёта; инструктор вводит SIM_RC_FAIL = 1.
• Пилот объявляет потерю вслух, не трогает передатчик, контролирует срабатывание отказной логики по телеметрии, сопровождает возврат взглядом по карте.
• Инструктор отменяет сценарий (SIM_RC_FAIL = 0) на середине возврата: пилот восстанавливает приоритет явным переключением в режим удержания, проверяет отклик малым воздействием, выполняет посадку.
• Повторить три раза подряд.

Критерий: пилот не выполняет запрещённых действий (выключение передатчика, хаотичные движения стиками); срабатывание отказной логики распознано и объявлено; приоритет восстановлен явным переключением с проверкой отклика.

• Загрузить маршрут на удаление 600 м со скоростью 12 м/с; до ввода рассчитать уклонение за задержку срабатывания и время возврата (задача 1).
• Инструктор вводит SIM_RC_FAIL = 1 в середине маршрута, не предупреждая о моменте.
• Пилот фиксирует время срабатывания отказной логики, контролирует разворот и возврат, оценивает остаток энергии на возврат (статья 1.2.06).
• После отмены сценария восстановить приоритет, принять решение вслух: продолжить задание или выполнить посадку; обосновать решение остатком энергии.
• Повторить три раза; один раз — с вводом на границе зоны (800 м) для проверки запаса (задача 2).

Критерий: время срабатывания измерено по журналу (не более 2 с); возврат проконтролирован по карте на всём протяжении; решение о продолжении принято по расчёту энергии, а не по желанию.

• До ввода назвать вслух: FS_GCS_ENABLE = 1, задержка контроля 5 с, ожидаемое поведение — возврат; отличие от потери управления — канал передатчика работает.
• Инструктор прекращает передачу канала наземной станции; пилот наблюдает замер телеметрии, ведёт отсчёт времени, объявляет ожидаемое срабатывание.
• Проверить срабатывание возврата по состоянию аппарата (видимое движение на разворот при наблюдении через трёхмерный вид или по докладу наблюдателя).
• После восстановления канала телеметрии сверить фактическое время срабатывания с расчётным, восстановить приоритет, выполнить посадку.
• Повторить три раза подряд.

Критерий: пилот различает потерю телеметрии и потерю управления по признакам; отсчёт задержки выполнен вслух; фактическое время срабатывания совпало с расчётным в пределах 2 с.

• До ввода назвать вслух: видеоканал автоматикой не контролируется, решение принимает пилот; правильное решение — немедленный возврат; цена ожидания рассчитана в задаче 3.
• Выполнить полёт по приборам в SITL: пилот использует только авиагоризонт, карту, высоту и скорость; инструктор в момент сценария отключает отображение трёхмерного вида — модель потери видео.
• Пилот объявляет потерю видео, выполняет возврат командой или переключением режима, контролирует возврат по приборам и карте до появления изображения (отмены сценария).
• После восстановления видео — восстановить приоритет, визуально проверить положение, выполнить посадку.
• Дополнительно: в FPV-симуляторе выполнить посадку «по памяти траектории» после закрытия окна вида — три раза подряд.

Критерий: решение о возврате принято не более 3 с после потери видео; возврат выполнен по приборам без потери ориентации (статья 2.7); посадка в пределах допусков.

Задача. Аппарат выполняет маршрут со скоростью 12 м/с на удалении 600 м от точки взлёта. Происходит потеря канала управления; отказная логика настроена на возврат и срабатывает с задержкой 1 с; скорость возврата 10 м/с. Требуется определить дополнительное уклонение за задержку срабатывания, полное удаление на начало возврата и время возврата до точки взлёта.

Заданные параметры:

Искомые параметры: уклонение за задержку (м); полное удаление на начало возврата (м); время возврата (с).

Решение.

1. Уклонение за задержку: \( 12 \cdot 1 = 12\ \text{м} \).
2. Полное удаление: \( 600 + 12 = 612\ \text{м} \).
3. Время возврата: \( 612 / 10 = 61{,}2\ \text{с} \); с учётом набора высоты возврата полное время отсутствия управления у пилота — около 70 с.
4. Проверка энергии: расход на возврат при токе 15 А составляет около 15 А·мин; остаток батареи на момент потери должен превышать эту величину с запасом (статья 1.2.06).

Ответ: уклонение 12 м; удаление на начало возврата 612 м; время возврата 61 с (полное отсутствие управления — около 70 с).

Вывод. Время возврата — величина, которую пилот обязан знать до полёта: именно на это время аппарат остаётся без его контроля. Зона полётов и запас энергии планируются так, чтобы возврат из самой удалённой точки выполнялся с гарантированным остатком не менее 30 %.

Задача. Дальность устойчивой связи в условиях полигона составляет 1000 м (проверено замерами). Требуется определить границу зоны полётов с запасом 20 % и проверить, что возврат с границы при скорости 10 м/с укладывается в энергетический запас, рассчитанный на 2 минуты полёта.

Заданные параметры:

Искомые параметры: граница зоны (м); время возврата с границы (с); достаточность энергетического запаса.

Решение.

1. Граница зоны: \( 1000 \cdot 0{,}8 = 800\ \text{м} \).
2. Время возврата с границы: \( 800 / 10 = 80\ \text{с} \); с учётом задержки срабатывания и набора высоты — около 90 с.
3. Сравнение с запасом: 90 с меньше 120 с — запас достаточен, остаток после возврата около 25 % от двухминутного запаса.
4. Если бы дальность связи измерялась «по паспорту» (2000 м) без учёта помех и рельефа, граница 1600 м потребовала бы возврата 160 с — запас оказался бы исчерпан.

Ответ: граница зоны 800 м; возврат с границы — около 90 с; энергетический запас 2 минуты достаточен. Зона по «паспортной» дальности недопустима.

Вывод. Граница зоны полётов определяется измеренной, а не паспортной дальностью связи, с запасом 20 %. Запас покрывает непредвиденное уклонение за задержку срабатывания, набор высоты возврата и снижение точности связи при помехах.

Задача. В FPV-полёте пропало изображение; аппарат продолжает движение по маршруту со скоростью 10 м/с, управление сохраняется. Время реакции пилота на немедленный возврат — 3 с. Требуется определить уклонение при немедленном возврате и при ожидании восстановления изображения 15 с, и сформулировать правило принятия решения.

Заданные параметры:

Искомые параметры: уклонение при немедленном возврате (м); уклонение при ожидании (м); разница (м); правило решения.

Решение.

1. Немедленный возврат: \( 10 \cdot 3 = 30\ \text{м} \) уклонения до начала возврата.
2. Ожидание 15 с: \( 10 \cdot 15 = 150\ \text{м} \); с учётом времени реакции — 180 м.
3. Разница: 150 м дополнительного неконтролируемого удаления; при наблюдателе, потерявшем аппарат из виду, — потеря и визуального контакта.
4. Правило: возврат немедленно, восстановление изображения не ожидается; если изображение вернулось во время возврата — продолжить возврат до оценки положения на безопасной высоте.

Ответ: немедленный возврат ограничивает уклонение 30 м; ожидание 15 с увеличивает его до 180 м — в шесть раз. Правило: возврат немедленно.

Вывод. Ожидание восстановления видео — единственная ошибка, цена которой растёт линейно со временем и не компенсируется ничем: даже восстановившееся изображение не возвращает контроль над пройденным расстоянием. Немедленный возврат стоит 30 м уклонения и нескольких секунд задания; ожидание стоит сотен метров неконтролируемого полёта.