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无人机飞行,从航模开始2016/06/12

引言:2016年5月28日傍晚,民航西南空管局塔台,雷达发现距成都双流国际机场东跑道十几公里外的龙泉柏阖寺上空,有无人机在活动。因为事发在航班起降空域,东跑道被迫停航关闭达1小时20分钟,这直接导致55个进出港航班延误,严重扰乱了机场飞行秩序。这已经不是无人机第一次因为安全问题上头条了,国内外这样的事情屡见不鲜。2015年9月4日,在纽约举行的美国网球公开赛上,一架黑色的无人机在看台上空突然坠落,导致比赛暂停,而26岁的驾驶员也因非法使用无人机被捕。无人机安全问题再次被推上风口浪尖。今天我们就从无人机飞手的知识素养来看无人机飞行安全。

最近几年,无人机变得很火。很多创新技术被应用在了无人机系统上,无人机也因此走进了千家万户,走进了地垄田间。由于飞控技术的蓬勃发展,就算是完全没接触过飞机的人,也可以在很短的时间内掌握航拍无人机、农用无人机的基础飞行。飞控通过传感器、微处理器、数据链路和计算机系统能够自动稳定无人机在空中的姿态,将无人机定位在一个点上或者按照地面计算机规划的飞行方式自动控制无人机飞行,减少了飞行中人的参与程度,大大简化了无人机飞行操作,将飞行的门槛降得更低。

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大众理解意义上的无人机,大部分是从航空模型(下简称航模)转变过来的,无人机飞控系统的开发测试,也同样是在航模上进行的。所以航模是无人机的基础之一。要想深入掌握无人机的飞行,就一定要先掌握航模飞行。而掌握基础的航模的飞行,则需要投入相当的时间、金钱和精力。只有真正爱好航模飞行,才能深入掌握航模飞行技术,才能飞好无人机。

无人机飞行,从航模开始

无人机按照飞行器载机的类型可以大致分为固定翼无人机、多旋翼无人机、单旋翼/共轴双桨直升机无人机以及特种无人机。对应的航模类型则分为固定翼航模、多旋翼航模、单旋翼/共轴双桨直升机航模及特种航模。对于航模爱好者,不管您飞行的是哪一种类型的航模,您的航模一定要有遥控器发射机、遥控器接收机、电池(油动飞机也需要燃油)、舵机(部分多旋翼除外)、动力电机(或发动机)及螺旋桨(滑翔机除外),另外还有机体;根据不同机型的不同结构和操纵方式,航模飞行器上可能还会有陀螺仪、平衡仪或者定速仪等。

无人机飞行,从航模开始

更广泛的航模概念也包括了一部分可以被定义为无人机的航模飞行器,比如第一视角(First Person View FPV)航模飞行器,这类航模包括最近非常火的穿越机、第一视角飞行的固定翼(可以超视距飞行几公里甚至几十公里,飞行高度可以达到几百米甚至几千米上万米)等。注意!!航模是否可以在当地超视距飞行要参考当地法律法规。FPV航模因为不执行无人飞行任务,飞行的目的纯粹是为了娱乐,因此这里也将其定义为航模。FPV航模的机载设备则更加复杂。以固定翼FPV航模为例:其机载设备除了上述航模必须的之外,还会部分或者全部需要有飞控、GPS、云台、摄像头、OSD(On Screen Display)屏幕叠加模块、图传、数传等;地面设备因为超视距飞行,则至少需要图传接收机和显示屏,更复杂的则需要地面站、遥控增程以及跟踪天线等设备。这些设备基本与无人机飞控系统需要的设备一致。

无人机飞行,从航模开始

无人机飞行,从航模开始

无人机飞行,从航模开始

航模爱好者会根据自己的喜好、精力与财力选择不同类型的航模进行航模飞行运动,但是不管您选择的是何种航模,对设备的深刻了解是安全飞行的必要条件之一。深刻了解飞行设备就需要学习,抱着学习知识而不是玩的态度去了解。举一个简单的例子:舵机,作为一种航模上普遍应用的元件,它有比较多的类型和参数。按照运动方式可以分为直线舵机和普通舵机;普通舵机按照可旋转的角度又可以分为常规舵机、180°舵机、260°舵机、360°舵机以及多圈舵机;按照舵机的扭力又可以分为很多的扭力档次;按照舵机的内部的电机结构可以分为有刷舵机、无刷舵机、空心杯舵机等;按照舵机响应速度可以分为高速舵机、常规舵机等;按照舵机所能识别接受的信号又可分为宽频舵机和窄频舵机;按照舵机齿轮的材质又可分为塑料齿轮舵机、塑料金属齿轮混搭舵机、金属齿轮舵机(金属齿轮舵机根据金属材料的不同又可分为黄铜齿轮舵机、铝合金齿轮舵机和钛合金齿轮舵机等);按照舵机位置传感器的原理又可以分为电位器传感器舵机和霍尔传感器舵机等;按照舵机内部信号的处理方式又可以分为模拟舵机、数字舵机(数字舵机又包含普通数字舵机和总线数字舵机);按照舵机的驱动电压范围又分为低压舵机、普通舵机和高压舵机。我们可以通过舵机这么一个比较简单的例子看到,其实航模所包含的的知识范围是相当广泛的。有一些无人机飞手对无人机设备器材的了解比较浅,这是不应该的。

无人机飞行,从航模开始

航模,是要去飞行的,只有飞行才能体现航模的价值。飞行航模就需要有飞行场地、需要合适的气象条件。不同的航模对飞行场地和气象条件有不同的要求。因此飞行航模也需要掌握一些气象知识,需要选择合适的飞行场地,才能进行安全、愉快的飞行。高级航模爱好者在自己拼装飞机的基础上,也会去尝试自己设计制作原创的航模飞行器。设计航模至少需要机械结构设计能力。要想设计出气动合理的航模则需要了解各种翼型的气动性能,然后通过不断的反复实验与修改得出自己满意的航模。如果您具备了这样的能力,您已经是具有相当水平的工程师或者科研人员了。所以航模爱好者群体普遍具备一定的素质素养,航模运动是一项水平高层次高的运动。在无人机市场火热的当下,真心希望广大飞手脚踏实地认真学习航模基础知识,做一名全面了解航模进而真正掌握无人机飞行技术的合格飞手。避免因为飞行知识的欠缺而造成的无人机飞行风险。

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