3.7. Комплексный полёт по маршруту: зачётное упражнение Задачи 3 #

Полигон — трасса статьи 3.1 (прямоугольник 800 × 400 метров) с рельефом статьи 3.5 (холм 60–80 метров на втором участке, уклон 8–10° на третьем). Модель — мультиротор статьи 3.0 (воздушная скорость 12 м/с, батарея 4000 мА·ч, базовый расход 356 мА·ч на километр); по решению инструктора — крыло либо QuadPlane статьи 3.4 с соответствующим изменением трассы и скоростей. Базовый сценарий: участки 1 и 3 — автоматические (режим AUTO), участки 2 и 4 — ручные (ALTHOLD). Вводные: усиление ветра 5 до 8 м/с в середине участка 1; SIM_GPS1_NUMSATS 6 на участке 2; отказ радиоканала SIM_RC_FAIL либо препятствие на участке 4 — по выбору инструктора. Геозона, отказная логика и высота возврата настраиваются курсантом на этапе подготовки и проверяются инструктором.

Этап подготовки: планирование миссии автоматических участков, профиль высот, полигональная геозона, сохранение миссии в файл формата way, построчная сверка после загрузки, контроль MIS_TOTAL, RTL_ALT_M, FS_GCS_ENABLE, FS_THR_ENABLE, порогов батареи. Этап полёта: экран с картой, вектором путевой скорости, полями расхода (мА·ч), остатка, напряжения, числа спутников. Этап разбора: чтение журнала, восстановление траектории, времён точек и расхода; сверка измеренного курсантом ветра с эталоном SIM_WIND_SPD и SIM_WIND_DIR.

Цель: полный комплект подготовки к маршрутному полёту.

1. Получите задание: трасса, модель, «метеосводка» (статья 3.6, элемент 1).
2. Рассчитайте бюджет: энергии, времена участков, точку возврата, предельную дальность (задача 1).
3. Заполните карточку маршрута: участки, высоты, ориентиры, запасные площадки, метео минимум, пороги решений.
4. Составьте и загрузите миссию автоматических участков; выполните построчную сверку.
5. Настройте и проверьте геозону, отказную логику, высоту возврата против рельефа.
6. Защитите карточку перед инструктором: ключевые числа — наизусть.

Критерий: защита принята; расчёты сходятся; миссия сверена; пороги объявлены вслух.

Цель: исполнение маршрута, парирование вводных, ведение карточки.

1. Выполните взлёт и набор высоты маршрута; измерьте ветер двумя проходами (статья 3.3).
2. При расхождении с планом более 2 м/с пересчитайте карточку до входа на первый участок.
3. Участок 1 (AUTO): сопровождение вслух; вводная — усиление ветра; обнаружение не более 60 секунд; пересчёт точки возврата (задача 2).
4. Участок 2 (ALTHOLD, вручную): вводная — деградация спутников; действия по статьям 2.3 и 3.3.
5. Участки 3–4: отметки времени и расхода в карточке на каждой точке; вводная по выбору инструктора.

Критерий: вводные обнаружены и отработаны в интервалах раздела 4; отклонения траектории в допусках; карточка ведётся в полёте.

Цель: завершение полёта по энергетическому решению.

1. Достигнув точки возврата (плановой либо пересчитанной), выполните разворот и доложите.
2. Контролируйте остаток энергии и запас на возврат: не менее полуторного (статья 2.5).
3. При недостатке запаса — выберите ближайшую запасную площадку карточки и выполните посадку на неё.
4. При достатке — возврат в точку взлёта, заход и посадка (статья 1.1.04).
5. После посадки зафиксируйте остаток ёмкости и сравните с расчётным резервом.

Критерий: разворот — не позднее точки возврата; остаток на посадке — не менее 30 % доступной ёмкости; решение доложено и обосновано числом.

Цель: сверка факта с планом, самооценка.

1. Прочитайте журнал полёта; восстановите траекторию, времена точек, расход.
2. Заполните протокол: по каждой вводной — время события, время реакции, действие, результат.
3. Сверьте фактические времена и расход с карточкой; объясните расхождения более 10 %.
4. Сверьте измеренный ветер с эталоном SITL; оцените ошибку измерения.
5. Выполните самооценку по критериям раздела 3.4; заслушайте оценку инструктора; расхождение разберите отдельно.
6. Внесите запись в журнал налёта; приложите карточку, файл миссии и протокол разбора.

Критерий: протокол полный; все расхождения объяснены; самооценка совпала с оценкой инструктора либо расхождение разобрано.

Условие. Замкнутая трасса: участок 1 — 800 метров против ветра 5 м/с; участок 2 — 400 метров, ветер боковой; участок 3 — 800 метров по ветру; участок 4 — 400 метров, ветер боковой. Определить путевые скорости, времена участков, полное время и расход маршрута.

Решение.

1. Против ветра: \( W_1 = 12 - 5 = 7\ \text{м/с} \); \( t_1 = 800/7 = 114\ \text{с} \); расход \( 0{,}8 \cdot 611 = 489\ \text{мА·ч} \).
2. Боковой ветер: \( W_2 = W_4 = \sqrt{144 - 25} = 10{,}9\ \text{м/с} \); расход на километр \( 356 \cdot 12 / 10{,}9 = 392\ \text{мА·ч} \); \( t_2 = t_4 = 400/10{,}9 = 37\ \text{с} \); расход \( 0{,}4 \cdot 392 = 157\ \text{мА·ч} \) на участок.
3. По ветру: \( W_3 = 12 + 5 = 17\ \text{м/с} \); \( t_3 = 800/17 = 47\ \text{с} \); расход \( 0{,}8 \cdot 250 = 200\ \text{мА·ч} \).
4. Полное время: \( 114 + 37 + 47 + 37 = 235\ \text{с} \) — около 4 минут; взлёт и посадка добавят ещё около минуты.
5. Полный расход: \( 489 + 157 + 200 + 157 = 1003\ \text{мА·ч} = 25\ \text{ \%} \) ёмкости — маршрут в пределах бюджета (доступно до резерва: 70 % от 4000 = 2800 мА·ч).

Ответ: времена участков 114, 37, 47 и 37 секунд; полное время 235 секунд; расход 1003 мА·ч (25 % ёмкости) — запас обеспечен.

Условие. Линейный маршрут протяжённостью 2,5 км; первый участок — против ветра. По плану ветер 5 м/с. Фактически с момента взлёта дует встречный ветер 8 м/с. Аппарат находится в 2,0 км от точки взлёта. Определить новую точку возврата, принять решение и проверить энергию на возврат.

Решение.

1. Расход против ветра 8 м/с: \( 356 \cdot 12 / 4 = 1068\ \text{мА·ч/км} \); точка возврата: \( 2000 / 1068 = 1{,}87\ \text{км} \).
2. Аппарат в 2,0 км — точка возврата пройдена: немедленный разворот; продолжение к цели в 2,5 км запрещено.
3. Израсходовано: \( 2{,}0 \cdot 1068 = 2136\ \text{мА·ч} \); остаток: \( 4000 - 2136 = 1864\ \text{мА·ч} \).
4. Возврат по ветру: расход \( 356 \cdot 12 / 20 = 214\ \text{мА·ч/км} \); на 2 км — 428 мА·ч; запас: \( 1864 / 428 = 4{,}4 \) — полуторный соблюдён.
5. Остаток на посадке: \( 1864 - 428 = 1436\ \text{мА·ч} = 36\ \text{ \%} \) — резерв 30 % обеспечен.

Ответ: новая точка возврата 1,87 км; решение — немедленный разворот; возврат обеспечен с запасом 4,4 и остатком 36 % на посадке.

Условие. К маршруту задачи 1 добавлена съёмка: ожидание в точке над объектом 3 минуты (расход ожидания принять 40 мА·ч в минуту). Температура воздуха минус 10 °C — доступно 85 % номинальной ёмкости. Определить минимальную номинальную ёмкость батареи, при которой маршрут выполняется с резервом 30 % на посадке.

Решение.

1. Расход ожидания: \( 3 \cdot 40 = 120\ \text{мА·ч} \); полный расход маршрута: \( 1003 + 120 = 1123\ \text{мА·ч} \).
2. Расход составляет 70 % доступной ёмкости (30 % — резерв): доступная ёмкость \( 1123 / 0{,}7 = 1604\ \text{мА·ч} \).
3. С учётом температуры: номинальная ёмкость \( 1604 / 0{,}85 = 1887\ \text{мА·ч} \).
4. Округление до стандарта: батарея 2200 мА·ч обеспечивает маршрут с запасом; батарея 1500 мА·ч — нет (доступно \( 1500 \cdot 0{,}85 \cdot 0{,}7 = 893\ \text{мА·ч} \) против требуемых 1123).

Ответ: минимальная номинальная ёмкость — 1887 мА·ч; практически выбирается батарея 2200 мА·ч.