2.7. Полёты при потере пространственной ориентировки: иллюзии, спираль, приборы #

• Подготовить тренажёр по статье 2.0: режим стабилизации назначен на переключатель; режимы удержания позиции и высоты доступны; записать в карточку ожидаемые параметры спирали (задачи 1 и 2).
• Полёт по приборам: отключить отображение трёхмерного вида — пилот использует только авиагоризонт, карту, высоту, курс и скорость (приём статьи 2.2, элемент 4).
• Спиральная тенденция создаётся самим пилотом при полёте без внешнего вида: инструктор наблюдает фактическую траекторию и фиксирует момент начала разворота.
• Для элемента 4 инструктор вводит крен управляющим воздействием с передатчика (режим стабилизации) либо задаёт учебный манёвр с фиксированным креном — по согласованию с методикой занятия.

• Liftoff и Uncrashed: полёты в условиях ограниченной видимости (туман, сумерки, однородный ландшафт — снег, вода, облачность) — распознавание ложного горизонта и эффектров присутствия.
• UFDS: метеорологические условия и время суток задаются в сценарии; отрабатываются элементы полёта по приборам и потеря ориентиров над однородной поверхностью.
• TRYP FPV: горные ландшафты — склон как источник ложного горизонта; полёты в облачности.
• После каждого элемента — разбор: какие линии в кадре были приняты за горизонт, что показывали приборы.
• Результаты заносить в протокол занятия (статья 0.6).

• Отключить отображение трёхмерного вида; до начала назвать вслух состав приборного сканирования: авиагоризонт, высота, курс, скорость, карта.
• Выполнить висение на 50 м с удержанием высоты ±2 м и курса ±10° в течение 60 с — только по приборам.
• Выполнить перемещение по прямоугольнику 100 на 50 м по карте и курсу; контроль положения — по приборам.
• Выполнить посадку по приборам (статья 1.1.04) с контролем высоты и вертикальной скорости.
• Повторить три раза подряд.

Критерий: допуски удержания выполнены; сканирование приборов равномерное (взгляд не «залипает» на одном индикаторе); посадка в пределах допусков без внешнего вида.

• До ввода назвать вслух: признаки спирали (нарастающий крен по авиагоризонту, рост скорости, снижение, разворот курса), ожидаемые темпы (задача 1: виток за 17 с, потеря 50 м за виток).
• Пилот выполняет полёт по приборам в режиме стабилизации; инструктор фиксирует по телеметрии момент начала невыявленного разворота (пилот не знает о моменте).
• Пилот распознаёт разворот не более 5 с от его начала, объявляет вслух, выполняет правило «сначала остановиться» — переход в режим удержания.
• Разбор по журналу: фактический крен, потеря высоты, время распознавания; сравнение с расчётом задачи 1.
• Повторить три раза подряд.

Критерий: распознавание не более 5 с; потеря высоты до остановки не более 10 м; переход в режим удержания выполнен, а не попытка выровнять аппарат в режиме стабилизации «по ощущению».

• В FPV-симуляторе с метеорологическими эффектами (UFDS либо Liftoff с картой однородного ландшафта) выполнить полёт с входом в зону белого мрака (облачность, снег, вода) или сумерек.
• До входа назвать вслух: правило «сначала остановиться», ожидаемые иллюзии (однородное изображение, ложные огни), порядок приборного сканирования.
• При потере ориентиров пилот прекращает поступательное движение, считывает положение по приборам (в FPV-симуляторе — по экранной индикации), принимает решение: набор высоты для восстановления ориентиров либо возврат.
• Разбор: какие линии принимались за горизонт, время остановки, динамика высоты.
• Повторить три раза подряд в разных условиях (облачность, снег, сумерки).

Критерий: остановка не более 3 с от потери ориентиров; высота до принятия решения не потеряна более чем на 5 м; решение обосновано вслух.

• До ввода назвать вслух порядок вывода: выровнять крен по авиагоризонту, затем установить горизонтальный полёт по тангажу, затем контролировать высоту и скорость; запрет компенсации снижения тягой до вывода крена.
• Инструктор вводит аппарат в спираль (креном с передатчика в режиме стабилизации либо учебным манёвром); пилот не знает о моменте ввода.
• Пилот распознаёт спираль, выполняет вывод по приборам: крен в ноль, тангаж на горизонт, контроль высоты; объявляет вслух каждый шаг.
• После вывода — переход в режим удержания, оценка остатка высоты, решение о продолжении или посадке.
• Повторить три раза подряд с разной глубиной спирали (крены 20, 30, 45°).

Критерий: вывод выполнен в порядке «крен, тангаж, высота»; потеря высоты за вывод не более 15 м; тяга не увеличивалась до вывода крена; после вывода — переход в режим удержания.

Задача. Аппарат вошёл в спираль с креном 30° на скорости 15 м/с; вертикальная скорость снижения — 3 м/с. Высота на момент входа — 100 м. Требуется определить время полного разворота, радиус спирали, потерю высоты за виток и число витков до столкновения с землёй при отсутствии действий пилота.

Заданные параметры:

Искомые параметры: угловая скорость разворота (рад/с); время витка (с); радиус (м); потеря высоты за виток (м); время до земли (с).

Решение.

1. Угловая скорость координированного разворота: \( \omega = g \cdot \operatorname{tg}\varphi / V = 9{,}81 \cdot 0{,}577 / 15 = 0{,}38\ \text{рад/с} \).
2. Время витка: \( T = 2\pi / \omega = 6{,}28 / 0{,}38 = 16{,}6\ \text{с} \).
3. Радиус: \( R = V / \omega = 15 / 0{,}38 = 40\ \text{м} \).
4. Потеря высоты за виток: \( 3 \cdot 16{,}6 = 50\ \text{м} \).
5. Время до земли: \( 100 / 3 = 33\ \text{с} \) — два витка спирали; за это же время аппарат сместится по кругу радиусом 40 м, оставаясь вблизи точки входа.

Ответ: виток — 16,6 с при радиусе 40 м; потеря высоты за виток — 50 м; с высоты 100 м до земли — 33 с, два витка.

Вывод. Спираль развивается быстрее, чем пилот склонен оценивать: с высоты 100 м запас времени — полминуты. Поэтому распознавание спиральной тенденции отрабатывается на норматив 5 с (элемент 2), а не «когда станет заметно»: заметной спираль становится тогда, когда высота уже потеряна.

Задача. Пилот не выявил малый крен 15°; аппарат выполняет координированный разворот на скорости 15 м/с. Пилот считает, что летит прямо к цели на удалении 300 м. Требуется определить период циркуляции, её радиус и время, через которое аппарат вернётся в точку начала циркуляции, а также сформулировать признак распознавания.

Заданные параметры:

Искомые параметры: угловая скорость (рад/с); период циркуляции (с); радиус (м); признак распознавания.

Решение.

1. Угловая скорость: \( \omega = 9{,}81 \cdot \operatorname{tg} 15° / 15 = 9{,}81 \cdot 0{,}268 / 15 = 0{,}175\ \text{рад/с} \).
2. Период циркуляции: \( T = 6{,}28 / 0{,}175 = 36\ \text{с} \).
3. Радиус: \( R = 15 / 0{,}175 = 86\ \text{м} \).
4. Через 36 с аппарат вернётся в точку начала циркуляции, пройдя 540 м пути; «цель на 300 м» не достигается никогда — пилот без приборов видит лишь отсутствие приближения.
5. Признак распознавания: курс на индикаторе непрерывно изменяется при отсутствии команды пилота; траектория на карте закручивается; цель не приближается.

Ответ: циркуляция с периодом 36 с и радиусом 86 м; цель недостижима; признак — изменение курса без команды и закручивание траектории на карте.

Вывод. Малый невыявленный крен не приводит к быстрой потере высоты, но делает полёт бесцельным: аппарат циркулирует, расходуя энергию (статья 2.5). Контроль курса — обязательный элемент приборного сканирования: именно курс выявляет циркуляцию раньше, чем она становится очевидной по траектории.

Задача. При потере ориентиров пилот выполняет правило «сначала остановиться»: аппарат тормозит со скорости 15 м/с с замедлением 2 м/с² и переходит в режим удержания. Требуется определить время и путь торможения, сравнить путь с потерей высоты за то же время в спирали (задача 1) и обосновать преимущество остановки.

Заданные параметры:

Искомые параметры: время торможения (с); тормозной путь (м); потеря высоты за то же время в спирали (м); обоснование преимущества.

Решение.

1. Время торможения: \( t = V / a = 15 / 2 = 7{,}5\ \text{с} \).
2. Тормозной путь: \( V^{2} / (2a) = 225 / 4 = 56\ \text{м} \) — горизонтальное смещение, после которого аппарат удерживается на месте.
3. Потеря высоты за 7,5 с в спирали: \( 3 \cdot 7{,}5 = 22{,}5\ \text{м} \) — необратимая потеря, которая продолжается и после этих секунд.
4. Сравнение: остановка стоит 56 м горизонтального смещения (обратимо — аппарат удерживается); спираль стоит 22,5 м высоты за то же время и 50 м за виток (необратимо и нарастает).

Ответ: торможение — 7,5 с и 56 м; потеря высоты в спирали за то же время — 22,5 м и далее по 50 м за виток. Остановка переводит ситуацию из нарастающей в статическую.

Вывод. Правило «сначала остановиться» оправдано арифметикой: горизонтальное смещение при торможении конечно и безопасно, потеря высоты в спирали — непрерывна и необратима. Остановленный аппарат удерживается в точке, и у пилота появляется главный ресурс — время на чтение приборов и принятие решения.