Учебно-методический комплекс по БПЛА: базовый курс оператора

Отлично! Собираю полный учебно-методический комплекс (УМК) в единый чистовой
документ для печати и использования в обучении.
Ниже — финальная версия, которая включает:
1. Все 6 лекций (теория).
2. Все 18 заданий (по 3 на каждую лекцию).
3. Эталонные ответы для преподавателя.
4. Итоговую карту успеваемости.
Документ готов для копирования в Word и экспорта в PDF.
ПОЛНЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО БПЛА
(Базовый курс подготовки оператора мультироторных беспилотных летательных
аппаратов)
ОГЛАВЛЕНИЕ
Часть 1. Лекционный курс
•
Лекция №1. Физика полета, конструкция и основы управления
•
Лекция №2. Навигационные системы, датчики и энергетика
•
Лекция №3. Радиосвязь, юридические аспекты и аварийные сценарии
•
Лекция №4. Метеоподготовка пилота БПЛА
•
Лекция №5. Техническое обслуживание, диагностика и настройка
•
Лекция №6. Тактика планирования полётных заданий
Часть 2. Практические задания
•
Задания к Лекции №1 (3 задания)
•
Задания к Лекции №2 (3 задания)
•
Задания к Лекции №3 (3 задания)
•
Задания к Лекции №4 (3 задания)
•
Задания к Лекции №5 (3 задания)
•
Задания к Лекции №6 (3 задания)
Часть 3. Эталонные ответы для преподавателя
Часть 4. Приложения
•
Приложение 1. Чек-лист предполетной проверки
•
Приложение 2. Глоссарий основных терминов
•
Приложение 3. Таблица перевода скоростей и поправок
•
Приложение 4. Итоговая карта успеваемости
ЧАСТЬ 1. ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС
ЛЕКЦИЯ №1. ФИЗИКА ПОЛЕТА, КОНСТРУКЦИЯ И ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ
Цель: Чтобы ученик перестал бояться пульта и понял, почему дрон слушается стиков.
1.1. Система координат БПЛА
Представьте дрон как точку в пространстве. У него есть три степени свободы вращения:
Ось
Вращение
Название
Результат
Ось X (нос-хвост)
Вокруг
продольной оси
КРЕН (Roll)
Наклоняем правое крыло
вниз — летим вправо
Ось Y (левоеправое крыло)
Вокруг
поперечной оси
ТАНГАЖ
(Pitch)
Опускаем нос — летим
вперед
Ось Z (вертикаль)
Вокруг
вертикальной оси
РЫСКАНЬЕ
(Yaw)
Поворачиваем голову дрона
по компасу
Важный нюанс для новичка:
Рысканье работает не как руль автомобиля. Если вы нажали рысканье вправо и отпустили —
дрон перестает вращаться. Он не возвращает нос в исходное положение сам (если только вы
не в режиме GPS с удержанием курса). В ручном режиме нос остается там, куда вы его
повернули.
1.2. Почему мультиротор не падает? (Теория момента сил)
У квадрокоптера моторы вращаются в разные стороны:
•
М1 и М3 (диагональ) — по часовой стрелке
•
М2 и М4 (диагональ) — против часовой стрелки
Это сделано для гашения реактивного момента. Если бы все четыре крутились в одну
сторону, корпус дрона бешено вращался бы в противоположную сторону (закон сохранения
момента импульса).
Как происходит поворот (рысканье):
•
Чтобы повернуть корпус влево, полетный контроллер ускоряет пару моторов,
вращающихся по часовой стрелке, и замедляет пару, вращающихся против часовой.
•
Суммарная вертикальная тяга не меняется (дрон не уходит вверх/вниз), но корпус
разворачивается за счет разницы моментов.
Почему при резком рысканье дрон часто проседает вниз?
Потому что контроллеру пришлось резко менять обороты. Инерция винтов не успела, и на
долю секунды суммарная тяга упала ниже веса дрона.
1.3. Силы, действующие на дрон в установившемся полете
В режиме зависания действуют 4 силы:
Сила
Направление
Источник
Сила тяжести (mg)
Всегда вниз, к центру Земли
Гравитация
Суммарная тяга винтов (T)
Вертикально вверх
Вращение пропе
Сила сопротивления воздуха (F_drag)
Против вектора скорости
Аэродинамика
Аэродинамическая сила (ветер/наклон)
Зависит от внешних условий
Турбулентность
Вывод: Дрон не «парит» — он постоянно принудительно давит вниз воздух. Если тяга стала
меньше веса — он падает. Если больше — растет.
1.4. Управление через разность тяг
У квадрокоптера 4 мотора. Повороты и движения делаются не рулями, а изменением
оборотов каждого мотора:
Действие
Какие моторы ускоряются
Что происходит
Тангаж вперед
Задние (+), передние (–)
Нос наклоняется вниз — дрон
вперед
Крен вправо
Левые (+), правые (–)
Дрон наклоняется вправо — л
вправо
Рысканье
(поворот)
Диагональные пары работают
разнонаправленно
Корпус вращается без смеще
Действие
Какие моторы ускоряются
Что происходит
Вверх/вниз
Все 4 одновременно (+) или (–)
Изменяется высота
Критическое знание: Крен и тангаж — это наклон, а не движение. Чем больше угол наклона
(до 30–40° у гражданских дронов), тем выше горизонтальная скорость. В режиме GPS дрон
автоматически ограничивает угол, чтобы не слететь с точки.
1.5. Режимы управления полетным контроллером
Режим «Position / GPS» (Спорт-режим с удержанием):
•
Дрон жестко привязан к координатам. Если отпустить стики — дрон затормозит и
встанет на место.
•
Угол крена/тангажа ограничен софтом (обычно 25–30°).
•
Идеально для съемки.
Режим «Attitude / Angle» (Стабилизация без GPS):
•
Дрон держит горизонт, но если дует ветер — его сносит.
•
Работает на акселерометре.
•
Отпустили стик — дрон выравнивается по горизонту, но продолжает дрейфовать по
инерции.
Режим «Acro / Rate» (Ручной / Гоночный):
•
Стик управляет скоростью вращения, а не углом наклона.
•
Отпустили — дрон замирает под тем углом, под которым был.
•
Не прощает ошибок.
Вывод: Начинающий всегда стартует в режиме GPS.
ЛЕКЦИЯ №2. НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ, ДАТЧИКИ И ЭНЕРГЕТИКА
Цель: Научить ученика «читать» цифры на экране пульта до взлета.
2.1. Анатомия полетного контроллера (FC)
Датчик
Что измеряет
Особенность
Акселерометр (3 оси)
Силу тяжести
Определяет, где у дрона «низ»
Датчик
Что измеряет
Особенность
Гироскоп (3 оси)
Угловые скорости
Работает всегда, даже без GPS
Барометр
Давление воздуха
Точнее GPS по вертикали в 5 раз
Магнитометр
Магнитное поле Земли
Легко «ослепить» магнитными полями
2.2. Иерархия источников данных (Фильтр Калмана)
Бортовой компьютер каждую миллисекунду сравнивает:
•
«GPS говорит, что я здесь (широта/долгота)».
•
«IMU говорит, что ускорение было такое, значит я должен быть там».
Если разница большая — компьютер усредняет их с поправкой на доверие. Это объясняет,
почему при потере GPS дрон может еще 3–5 секунд висеть примерно на месте, а потом
начинает «уходить» по ветру.
2.3. Ошибки, убивающие дроны
Ошибка №1 — «Домой» без GPS.
Если взлететь в помещении или под мостом (спутников нет), точка «Домой» запоминается в
момент включения моторов.
Правило: Перед взлетом проверять количество спутников (> 12) и статус «GPS Fix».
Ошибка №2 — Магнитные помехи.
Компас чувствует ферромагнитные предметы (арматура, динамики, провода).
Инструкция по калибровке: Вращать дрон в 3 плоскостях, пока индикатор на экране не
станет зеленым. Делать вдали от машин и бетонных плит.
2.4. Аккумуляторы LiPo
Напряжение и состояние батареи:
Напряжение на банку
Состояние
Действие
4.20 В
100% заряд
Можно взлетать
3.85 В
Режим хранения
Ставить при хранении > 3 дней
Напряжение на банку
Состояние
Действие
3.70 В
50%
«Золотая середина» полета
3.60 В
Предупредительный уровень
Снижаться, искать место посад
3.50 В
КРАСНАЯ ЗОНА
Немедленная посадка
3.00 В
Необратимая деградация
Утилизация
Парадокс тока: При резком рывке напряжение «проседает». Ориентируйтесь на среднее
напряжение за полет.
Влияние температуры: При ниже +5°C время полета сокращается на 30–40%.
ЛЕКЦИЯ №3. РАДИОСВЯЗЬ, ЮРИДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И АВАРИЙНЫЕ СЦЕНАРИИ
Цель: Превратить ученика из «оператора» в «командира экипажа».
3.1. Физика радиоканала
Частота
Назначение
Длина
волны
Особенности
2.4 ГГц
Команды
управления
~12 см
Плохо проходит через воду. За спиной —
потеря до 70%
5.8 ГГц
Видеосигнал
~5 см
Даже мокрые листья полностью гасят
сигнал
Правильная ориентация антенн: Излучение идет перпендикулярно стержню. Держите пульт
так, чтобы боковая поверхность антенны была обращена к небу.
3.2. Что происходит при потере связи (Failsafe)
Сценарий
Действие дрона
RTL (Return To Home)
Поднимается на заданную высоту и летит к точке старта
Сценарий
Действие дрона
Land (Посадка)
Выключает моторы и падает
Loiter (Зависание)
Ждет восстановления сигнала до 10 секунд
Золотое правило: Высота RTL должна быть выше любого препятствия в радиусе 200 метров.
3.3. Алгоритм действий при отказах
Пирамида приоритетов: Люди > Дрон > Задание
Потеря видеосигнала: Подняться на 5–10 метров, активировать RTL.
Потеря сигнала пульта: Автоматический RTL через 3 секунды.
Отказ одного мотора: Выключить газ, дать дрону упасть плашмя.
3.4. Юридический ликбез (РФ)
Весовые категории:
•
до 150 г — регистрация не нужна
•
от 150 г до 30 кг — обязательная регистрация в Росавиации
•
свыше 30 кг — сертификация
Запретные зоны:
1. Над местами массового скопления людей
2. В радиусе 5 км от аэропортов
3. Над режимными объектами
4. В пограничной полосе
Визуальный контакт: Обязаны всегда видеть дрон глазами (ФАП-581).
Страховка: Обязательна для всех дронов тяжелее 150 г.
ЛЕКЦИЯ №4. МЕТЕОПОДГОТОВКА ПИЛОТА БПЛА
Цель: Научить ученика принимать решение «Взлетать / Не взлетать» за 2 минуты.
4.1. Атмосфера и ее строение
Стандартная атмосфера (ISA):
•
Уровень моря: давление 1013.25 гПа, температура +15°C
•
С высотой давление падает на 1 гПа на каждые 8–10 метров
•
С высотой температура падает на 0.65°C на каждые 100 метров
Вывод: Перед полетом дайте дрону полежать на земле 2–3 минуты включенным для
адаптации барометра.
4.2. Ветер
Режимы ветра:
•
Средний ветер — скорость за 10 минут
•
Порыв (Gust) — кратковременное увеличение на 30–50%
•
Сдвиг ветра — резкое изменение с высотой
Предельный ветер: Если W > 50% от Vmax — рискованно. Если W > 60% — запрещено.
Пример: Vmax = 12 м/с, W = 6 м/с.
•
По ветру: наземная скорость = 18 м/с
•
Против ветра: наземная скорость = 6 м/с (расход батареи в 2 раза выше)
Золотое правило: Сажайте дрон носом в ветер.
4.3. Облачность и осадки
Признак
Что означает
Действие
Перистые облака
Приближение теплого фронта
Можно лететь, быть нач
Кучевые растут вертикально
Сильная неустойчивость, грозы
ЗАПРЕТ
Низкие тучи
Уже идет дождь
Немедленная посадка
Марево над асфальтом
Турбулентности
Увеличить высоту до 50
Дождь: Немедленный возврат (RTL). Мелкий дождь создает статическое электричество,
мешающее радиосигналу.
4.4. Температура
Жара (+35°C): тяга падает на 10–15%. Уменьшить время полета на 20%.
Холод (-10°C):
•
Пластик хрупкий
•
Смазка густеет
•
Аккумуляторы теряют емкость
Зимний чек-лист: Хранить батареи в тепле. Перед взлетом покрутить пропеллеры рукой.
4.5. Практическая метеосводка
Приложения: Windy.com (слои Wind и Gusts), UAV Forecast (Kp-индекс).
Алгоритм оценки за 3 минуты:
1. Средний ветер < 50% Vmax?
2. Разница порыв-среднее < 3 м/с?
3. Видимость > 5 км?
4. Нет осадков в радиусе 50 км?
Аварийный сценарий «Гроза»:
•
Не обгонять фронт
•
Снизиться до 10–15 м
•
Не включать RTL (подъем на высоту опасен)
•
Сажать вручную
ЛЕКЦИЯ №5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ, ДИАГНОСТИКА И НАСТРОЙКА
Цель: Научить определять 90% неисправностей по звуку и запаху.
5.1. Механика. Двигатели и подшипники
Бесколлекторный мотор: статор (катушки) + ротор (магниты). Зазор 0.3–0.5 мм.
Температурный режим:
•
Норма: до 60–70°C
•
Тревога: 80°C+ (кипяток)
Диагностика подшипников:
•
Идеал: вращается легко, 2–3 оборота по инерции
•
Тревога: хруст, ступенчатость, люфт > 1 мм
Регламент: Масло в подшипники каждые 20 полетов.
5.2. Винты (пропеллеры)
Балансировка: Винт должен застывать горизонтально. Сошлифовывать с тяжёлой лопасти.
Золотое правило: Скол > 1 мм — винт выбрасывается.
Установка: Стрелки на винте должны совпадать с направлением вращения мотора.
5.3. PID-регуляторы
Коэффициент
Что делает
Слишком высокий
Слишком
низкий
P
Жёсткость реакции
Дрожит (осцилляция)
«Ватный»,
медленный
I
Компенсирует
отклонение
Перелетает при
торможении
Не держит точку
D
Тормозит в конце
Моторы греются
Раскачивается
Настройка: В штиль. Резкий стик вперед и отпустить. Если дрожит — снижать P.
5.4. Пайка и электрика
Правила:
•
Паяльник от 60 Вт
•
Лудить провод и площадку
•
Использовать флюс
•
Припой должен блестеть
Конденсаторы: Соблюдать полярность. Перепутать = взрыв.
Калибровка ESC:
1. Газ на 100%
2. Подать питание
3. Дождаться бип-бип
4. Газ на 0%
5. Дождаться длинного бип
5.5. Антенны и разъемы
•
VTX: Никогда не включать без антенны
•
XT60: Должен быть щелчок. Менять каждые 100 циклов
5.6. Регламент ТО
Ресурс
Действие
Перед каждым полетом
Осмотр винтов, затяжка гаек
После 5 полетов
Протереть от пыли
После 20 полетов
Масло в подшипники
После 50 полетов
Замена пропеллеров
После 100 полетов
Замена разъемов XT60
ЛЕКЦИЯ №6. ТАКТИКА ПЛАНИРОВАНИЯ ПОЛЁТНЫХ ЗАДАНИЙ
Цель: Научить визуализировать полёт до взлёта и действовать по плану.
6.1. Предполетное планирование
Анализ местности:
1. Препятствия (ЛЭП, деревья, антенны)
2. Зоны турбулентности (за зданиями)
3. Точки экстренной посадки
Построение маршрута:
•
Перекрытие снимков: 70% (3D), 50% (ортофото)
•
Начинать миссию против ветра (на полной батарее)
•
Возвращаться по ветру
6.2. Ручное пилотирование
Техника «Трёх пальцев»:
•
Большие пальцы — на стиках
•
Указательные — для тонкой корректировки
•
Средние — на тумблерах
Съёмка движения: Вести дрон впереди объекта (упреждение на 2 секунды).
Орбита: Крен + рысканье в ту же сторону. Компенсировать просадку газом.
6.3. Расчёт батареи («Правило третей»)
Разбить батарею:
•
1/3 — на путь ТУДА
•
1/3 — на выполнение задачи
•
1/3 — на путь ОБРАТНО
Жёсткое правило: Израсходовали 2/3 — начинайте возврат.
Поправка на ветер: При встречном ветре время полета увеличивается.
6.4. Фотограмметрия
Выдержка: Не длиннее 1/400 сек. При недостатке света — поднимать ISO.
Перекрытие: 70–80% продольное, 60–70% поперечное.
Скорость: Не быстрее 5 м/с при интервале 2 сек.
Схема для 3D-объекта: 3 круга (высокий, средний, низкий) + пролёты «восьмёркой».
6.5. Экстренные сценарии
Не хватает батареи: Не включать RTL (сожжёт 10%). Снизиться до 5–10 м, лететь к
ближайшей точке.
Потерял дрон из виду: Дать газ вверх на 2–3 секунды. Включить зуммер.
Атака птиц: Резко вверх (у птиц нет вертикальных рулей). Если клюнули — выключить газ.
ЧАСТЬ 2. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ
ЗАДАНИЯ К ЛЕКЦИИ №1. ФИЗИКА ПОЛЕТА
Задание №1.1 (★). Определение режима полета по поведению дрона
Описание: Перед вами 3 описания поведения дрона. Определите, в каком режиме (GPS,
Angle, Acro) он находится в каждом случае.
Ситуация
Пилот отпустил правый стик. Дрон резко остановился и завис строго на месте.
Пилот полностью отклонил стик вправо, дрон начал вращаться. Когда стик вернули в центр —
дрон замер под углом 45° и продолжает лететь.
Пилот отпустил стик, дрон выровнялся по горизонту, но его продолжает сносить ветром.
Задание №1.2 (★★). Практика плавного торможения
Описание: Запустите симулятор. Выберите свободный режим.
Задача:
1. Взлетите на высоту 5 метров.
2. Отклоните стик тангажа (вперед) на 50% на 3 секунды.
3. Плавно верните стик в центр за 1.5 секунды так, чтобы дрон остановился без
раскачивания.
4. Повторите 10 раз.
Критерий: 8 из 10 попыток без видимых колебаний (амплитуда < 0.5 м).
Задание №1.3 (★★★). Расчет тяговооруженности
Дано:
•
Вес дрона = 1500 г
•
Каждый мотор выдает 500 г тяги
•
g = 9.8 м/с²
Вопросы:
1. Суммарная максимальная тяга (г)?
2. Тяговооруженность?
3. Сможет ли взлететь? Запас по тяге?
В
о
4. Если один мотор отказал — сможет ли висеть на 3 моторах?
ЗАДАНИЯ К ЛЕКЦИИ №2. НАВИГАЦИЯ И ЭНЕРГЕТИКА
Задание №2.1 (★). Определение ошибки по показаниям пульта
Ситуация: На экране пульта: спутников GPS — 6, статус "GPS Fix: No", магнитометр "Calibration
Required".
Вопросы:
1. Можно ли взлетать?
2. Что будет при активации RTL?
3. Пошаговые действия для подготовки.
Задание №2.2 (★★). Практика контроля напряжения
Задача:
1. Взлететь на 10 м, записать напряжение в зависании.
2. Сделать 3 резких подъема на полном газу по 2 сек, записать минимальное
напряжение.
3. Зависнуть на 30 сек, записать восстановление.
Контрольный лист:
•
Напряжение в зависании: ___ В
•
Минимальное при рывке: ___ В
•
Восстановление: ___ В
Вывод: Если просадка ниже 3.5 В — опасно или норма?
Задание №2.3 (★★★). Расчет времени полета
Дано:
•
Емкость: 5200 mAh (5.2 А·ч)
•
Ток: 26 А
•
Жара (+35°C) — коэффициент 1.2
•
Встречный ветер — коэффициент 1.3
Задание:
1. Теоретическое время (мин)
2. Реальное время (с учетом коэффициентов)
3. Сокращение времени (мин)
4. Вывод: корректировать маршрут?
ЗАДАНИЯ К ЛЕКЦИИ №3. РАДИО, ПРАВО И АВАРИИ
Задание №3.1 (★). Правовая задача
Ситуация
Дрон 120 г, съемка окон соседнего дома во дворе
Дрон 500 г, зарегистрирован, 10 км от аэропорта, ветер 6 м/с, видимость 3 км
FPV-пилот один (без наблюдателя) в лесу, 5 км от города
Задание №3.2 (★★). Настройка Failsafe
1. Найти раздел Failsafe/RTL в настройках.
2. Установить высоту RTL = 30 м, задержку = 3 сек.
3. Сымитировать потерю сигнала на высоте 10 м.
4. Отчет: скрин/описание, что произошло. Что было бы под мостом 25 м?
Задание №3.3 (★★★). Памятка "Ваши действия при отказе"
Составить алгоритмы для:
1. Потеря видеосигнала в FPV
2. Критическая батарея, 100 м высота, 600 м до дома, ветер встречный
3. Оторвало лопасть, штопор
Формат: "НЕ ПАНИКОВАТЬ. 1)... 2)... 3)..."
ЗАДАНИЯ К ЛЕКЦИИ №4. МЕТЕОПОДГОТОВКА
Законно?
Нар
Задание №4.1 (★). Чтение неба
Тип
облачности
Описание
Прогноз на
3ч
Можно
лететь?
Высокие, тонкие, перистые, "конский
хвост"
Кучевые растут вертикально, "цветная
капуста"
Сплошная серая пелена, морось,
видимость 1.5 км
Задание №4.2 (★★). Разбор погоды в Windy
1. Скриншот слоя Wind и Gusts.
2. Записать для высоты 10 м и 100 м:
o
средняя скорость
o
порыв
o
направление
3. Есть ли сдвиг ветра?
4. Можно ли запустить дрон (Vmax = 12 м/с)?
Задание №4.3 (★★★). Расчет плотности воздуха в горах
Дано: Высота 2500 м, температура +20°C. На уровне моря тяга 4 кг. С подъемом на 1000 м
плотность падает на 10%.
1. Падение плотности (%) и тяги (%)
2. Тяга в горах (кг)
3. Вес дрона 3.2 кг — взлетит? Запас по тяге?
4. Как это влияет на полетное задание?
ЗАДАНИЯ К ЛЕКЦИИ №5. ТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ
Задание №5.1 (★). Диагностика по звуку
Звук
Металлический хруст ("песок") при вращении
Высокий писк, "иголки" вибраций на пульте
Один мотор медленнее, дрон кренится
Запах горелого, один мотор горячее
Задание №5.2 (★★). Балансировка винта
1. Снять пропеллер.
2. Соорудить балансировочный стенд (спица + 2 бутылки).
3. Определить тяжёлую лопасть.
4. Отбалансировать (сошлифовать или скотч).
5. Проверить: застывает в случайном положении.
6. Отчет: фото/зарисовка, описание "до/после".
Задание №5.3 (★★★). Настройка PID
1. Записать текущие P, I, D для Roll.
2. Поднять на 1 м, резкий крен вправо и отпустить.
3. Если дрожит — снижать P на 10% до исчезновения.
4. Записать новое P.
5. Отчет: было/стало, описание реакции, вывод о влиянии P.
ЗАДАНИЯ К ЛЕКЦИИ №6. ТАКТИКА
Задание №6.1 (★). Найти ошибки в плане
План: Старт на западе. Летим по ветру на восток (800 м). Ветер западный 6 м/с. Съемка от
дальней точки к старту. Высота 30 м, ЛЭП 25 м. Время 12 мин, батарея 14 мин.
Найти 3 ошибки и предложить исправления.
Диагноз
Задание №6.2 (★★). Практика "Орбиты"
1. Выбрать объект (дерево/столб).
2. Зависнуть на высоте середины, расстояние 15 м.
3. Выполнить круг 360°, удерживая нос на объект.
4. Отчет: сколько раз просел > 2 м? Сохранил ли расстояние?
Задание №6.3 (★★★). Разработка плана миссии
Задача: Снять водонапорную башню (25 м) для 3D-модели. Башня в 600 м от машины. Ветер
западный 4 м/с. Дрон летает 25 мин. Вокруг кукуруза (2 м) и дерево (15 м) в 50 м.
Разработать:
1. Стартовая точка, запасная площадка, высота RTL
2. Расчет времени (туда, съемка 2 круга × 2 мин, обратно)
3. Сценарий при нехватке батареи на обратном пути
4. Вывод: взлетаю / не взлетаю
ЧАСТЬ 3. ЭТАЛОННЫЕ ОТВЕТЫ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №1.1
Ситуация
Ответ
Отпустил стик — завис на месте
GPS
Отклонил — вращается, вернул — замер под углом
Acro
Отпустил — выровнялся, но сносит ветром
Angle
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №1.3
1. Суммарная тяга = 500 × 4 = 2000 г
2. Тяговооруженность = 2000 / 1500 = 1.33
3. Взлетит. Запас = 500 г (33% от веса)
4. На 3 моторах: тяга = 1500 г, ровно равна весу. Висеть сможет, но без запаса (любое
возмущение — падение).
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №2.1
1. Нельзя взлетать. Нет достаточного количества спутников и калибровки.
2. RTL не сработает корректно — дрон не запомнит точку "Домой".
3. Действия: уйти от металлических объектов → выполнить калибровку компаса →
дождаться ≥ 12 спутников и статуса "GPS Fix" → взлетать.
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №2.2
Мгновенная просадка до 3.3–3.5 В при резком рывке — допустима (это норма для LiPo).
Опасно, если напряжение стабильно держится ниже 3.5 В в горизонтальном полете.
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №2.3
1. Теоретическое время = 5.2 / 26 = 0.2 ч = 12 минут
2. Реальное = 12 / (1.2 × 1.3) = 12 / 1.56 = 7.7 минут
3. Сокращение = 12 − 7.7 = 4.3 минуты
4. Маршрут нужно укорачивать минимум на 30–40%.
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №3.1
Ситуация
Законно?
Нарушение
Дрон 120 г, съемка окон
Нет
Нарушение неприкосновенности частной жиз
над чужим участком
Дрон 500 г, зарегистрирован, 10 км
от аэропорта
Нет
Видимость менее 5 км (нарушение ФАП-581)
FPV-пилот один в лесу
Нет
Нет наблюдателя (нарушение ФАП-581)
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №3.2
Под мостом 25 м при RTL = 30 м дрон врежется в мост, пытаясь набрать высоту. Вывод: всегда
устанавливать RTL ниже, чем ближайшее препятствие (или летать только в ручном режиме на
малой высоте).
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №3.3 (Пример алгоритма для ситуации 2)
Критическая батарея:
1. НЕ паниковать.
2. НЕ включать RTL (подъем сожжет 10%).
3. Снизиться до 5–10 м (у земли ветер слабее, меньше сопротивление).
4. Лететь по прямой к ближайшей доступной площадке (не обязательно к старту).
5. Сажать дрон даже в поле — лучше потерять время на поиски, чем дрон.
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №4.1
Описание
Тип
Прогноз
Можно лететь?
Перистые, "конский
хвост"
Перистые
Через 12–24 ч
дождь
Да, но быть начеку
Кучевые, "цветная
капуста"
Кучеводождевые
Гроза через 2–4 ч
НЕТ (запрет)
Серая пелена,
морось
Нимбостратус
Уже дождь,
ухудшение
НЕТ (немедленная
посадка)
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №4.3
1. Падение плотности = 2500 / 1000 × 10% = 25%
2. Падение тяги = 25%. Тяга в горах = 4 × 0.75 = 3 кг
3. Вес 3.2 кг. Тяга 3 кг < 3.2 кг → НЕ ВЗЛЕТИТ
4. Вывод: нужно либо уменьшать вес (снять камеру), либо менять винты на больший шаг,
либо лететь на меньшей высоте.
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №5.1
Звук
Диагноз
Металлический хруст
Разрушен подшипник (песок/износ)
Звук
Диагноз
Высокий писк, вибрации
Дисбаланс винтов или слишком высокий P
Один мотор медленнее
Сбой ESC или плохая калибровка
Запах горелого, перегрев
Подгорает обмотка мотора (замена)
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №6.1
Ошибки:
1. Летим по ветру на дальнюю точку — неправильно. Надо лететь против ветра на
дальнюю, чтобы возвращаться по ветру.
2. Высота 30 м над ЛЭП 25 м — слишком мало. Нужно минимум +10 м (высота 35–40 м).
3. Время 12 мин при батарее 14 мин — слишком мало запаса (нужно минимум 20% или
2.8 мин запаса, т.е. > 15 мин).
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЮ №6.3 (Примерный расчет)
Расчет времени:
•
Расстояние: 600 м. Vmax = 10 м/с. Ветер 4 м/с.
•
Туда (против ветра): 600 / (10−4) = 100 сек = 1.7 мин
•
Обратно (по ветру): 600 / (10+4) = 43 сек = 0.7 мин
•
Съемка: 2 круга × 2 мин = 4 мин
•
Итого: 1.7 + 4 + 0.7 = 6.4 мин
•
Запас: 25 − 6.4 = 18.6 мин (огромный запас). Взлетать можно.
Точка экстренной посадки: ближайшая поляна в направлении от объекта (вниз по ветру).
Высота RTL = 25 м (дерево 15 м + запас 10 м).
ЧАСТЬ 4. ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ЧЕК-ЛИСТ ПРЕДПОЛЕТНОЙ ПРОВЕРКИ
№
Шаг
Стату
1
Напряжение батареи > 3.8 В на банку, не вздута
☐
2
Пропеллеры: легко вращаются, без сколов > 1 мм
☐
3
Калибровка магнитометра на месте старта
☐
4
Спутников ≥ 12, статус "GPS Fix"
☐
5
Высота RTL > препятствий + 10 м
☐
6
Тестовое зависание 1–2 м, 10 сек — нет вибраций
☐
7
Ветер < 60% от Vmax дрона
☐
8
В радиусе 10 м нет людей и животных
☐
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ГЛОССАРИЙ
Термин
Определение
БПЛА
Беспилотное летательное аппарат
FC
Полетный контроллер
ESC
Регулятор оборотов мотора
IMU
Блок инерциальных датчиков
PID
Регулятор (пропорционально-интегрально-дифференциальный)
RTL
Return To Home — возврат на точку старта
LiPo
Литий-полимерный аккумулятор
Термин
Определение
FPV
Первый лицо — пилотирование по видео
VTX
Видеопередатчик
Waypoint
Путевая точка
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА СКОРОСТЕЙ
м/с
км/ч
Балл
Характеристика
Опасность
0–0.5
0–2
0
Штиль
Безопасно
1–3
4–11
1–2
Легкий
Идеально
4–6
14–22
3
Слабый
Следить за батареей
7–10
25–36
4–5
Умеренный
Предел для любителей
11–14
40–50
6
Сильный
Запрет (кроме FPV-гонок)
> 15
> 54
7+
Крепкий
КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕН
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ИТОГОВАЯ КАРТА УСПЕВАЕМОСТИ
Лекция
№1. Физика
№2. Навигация
№3. Радио и Право
№4. Метео
Задание 1
Задание 2
Задание 3
Итог
Лекция
Задание 1
Задание 2
Задание 3
№5. Техобслуживание
№6. Тактика
Критерии:
•
Базовый уровень: сданы все задания уровня ★ и ★★
•
Продвинутый оператор: сданы все 18 заданий (включая ★★★)
КОНЕЦ ДОКУМЕНТА
Итог