LATANIE BEZZAŁOGOWYM STATKIEM POWIETRZNYM (BSP) KLASY MULTIROTOR W PRAKTYCE

LATANIE BEZZAŁOGOWYM STATKIEM POWIETRZNYM (BSP) KLASY MULTIROTOR W PRAKTYCE program szkoleniowy WERSJA 2.0

SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie... 3 1.1. Podstawy sterowania wielowirnikowcem... 3 2. Zajęcia praktyczne na symulatorze...5 2.1. Zawis...5 2.2. Kwadrat tyłem do operatora...6 2.3. Kwadrat przodem do kierunku lotu... 7 2.4. Okręgi...8 2.5. Lądowanie...9 3. Przygotowanie praktyczne do lotu BSP klasy Phantom (VLOS/BVLOS)... 10 3.1. Przygotowanie operatora do lotu... 10 3.1.1. Analiza warunków meteorologicznych...11 3.1.2. Zebranie informacji operacyjnych...11 3.1.3. Przygotowanie nawigacyjne...12 3.2. Przygotowanie systemu do lotu, kontrola podstawowa...12 3.2.1. Przygotowanie urządzeń sterujących...12 3.2.2. Przygotowanie statku powietrznego do lotu...12 Kontrola układu napędowego...12 Kontrola układu zasilania...13 3.2.3. Kontrola systemów i urządzeń nawigacyjnych...13 4. Podstawowe manewry w powietrzu w locie VLOS...16 4.1. Wykonanie startu oraz zawis...16 4.2. Lot po planie kwadratu z modyfikacją wysokości i prędkości lotu...17 4.3. Lot po okręgu wraz z modyfikacją parametrów lotu ósemki...18 4.4. Wprowadzanie w zakręt i wyprowadzanie z zakrętu...18 4.5. Postępowanie w przypadku zagrożenia zderzeniem...19 4.6. Wykonanie lądowania w wyznaczonym miejscu...19 4.7. Czynności po locie... 20 5. Zajęcia praktyczne BVLOS na BSP klasy Phantom...21 5.1. Omówienie aplikacji do planowania trasy lotu DJI VISION...21 5.2. Lot po zaplanowanej trasie... 22 5.3. Manewry w trybie sterowania ręcznego FPV...23 Slalom...23 Lot wokół tyczki z utrzymaniem jej w kadrze...24 Lot po okręgu wraz z modyfikacją parametrów lotu...24 Wykonanie lądowania w wyznaczonym miejscu...24 6. Postępowanie w przypadku awarii, niesprawności systemu lub sytuacji niebezpiecznej... 25 7. Zakończenie... 26 Program opracowany przez instruktora Centrum Szkolenia UAV Marka Mordeckiego. 2

1 WPROWADZENIE Prezentowany program szkoleniowy jest podstawą szkolenia praktycznego dla operatorów bezzałogowych statków powietrznych (BSP). Zawiera on kompleksowe informacje mające na celu w przystępny sposób przedstawić Kursantom zasady sterowania modelem w przestrzeni powietrznej. Szkolenie rozpoczyna się od przedstawienia funkcji aparatury sterującej. Dzięki temu Kursanci mogą rozpocząć pierwsze loty na symulatorze. Latanie wirtualne odbywa się z użyciem symulatora AeroSIM-RC. Został on wybrany z uwagi na bardzo udaną fizykę lotu. Po minimum 4 godzinach ćwiczeń na symulatorze Kursant wykazujący się opanowaniem BSP może wykonać pierwsze loty na fizycznym modelu w trybie GPS. Przed wykonaniem startu wymagane jest odpowiednie przygotowanie operatora do lotu oraz pełna kontrola statku powietrznego. Cały proces został opisany w programie szkoleniowym. Po opanowaniu lotu w trybie GPS, Kursant rozpoczyna sterowanie w trybie ATTI. Latając, operatorzy trenują podstawowe figury występujące na egzaminie państwowym oraz uczą się reakcji na sytuacje niebezpieczne. W przypadku lotów BVLOS, prezentowana jest obsługa aplikacji pozwalającej na lot autonomiczny oraz kilka ćwiczeń mających na celu podniesienie umiejętności pilota w locie opartym na kamerze. Podczas zajęć praktycznych na bieżąco monitorowana jest wiedza teoretyczna pozyskana przez Kursantów, dotycząca sprawdzania aktywności stref powietrznych, ich wyznaczania, aktywacji, analizy warunków meteorologicznych i przygotowania nawigacyjnego. 1.1. PODSTAWY STEROWANIA WIELOWIRNIKOWCEM Funkcjonują cztery różne ustawienia nadajnika zwane MODE 1, MODE 2, MODE 3 i MODE 4. Różnice pomiędzy każdym z trybów polegają na rozłożeniu sterowania na kontrolerze nadajniku. Zostały one przedstawione na rysunku na następnej stronie. ELEVATOR Obrót modelu w osi PITCH, zadawanie kierunku lotu do przodu lub do tyłu. RUDDER Obrót modelu w osi YAW, obrót wokół własnej osi w poziomie. THROTTLE Gaz, regulacja mocy przekazywanej na silniki wielowirnikowca. AILERON Obrót modelu w osi ROLL, zadawanie kierunku lotu w lewo lub w prawo. 3

Najpopularniejszym i zarazem praktykowanym w tym programie szkoleniowym jest MODE 2. W lewym drążku sterowania znajdują się: gaz odpowiedzialny za wznoszenie i opadanie modelu (góra/dół) obrót modelem w YAW odpowiedzialny za obrót w osi poziomej (lewo/prawo) 1 2 3 Osie obrotu 1. Yaw 2. Pitch 3. Roll W prawym drążku sterowania znajdują się: pochylenie modelu w PITCH odpowiedzialne za ruch przód i tył (góra/dół) pochylenie modelu w ROLL odpowiedzialne za ruch w lewo i prawo (lewo/prawo) elevator throttle rudder aileron MODE 1 throttle elevator rudder aileron MODE 2 elevator throttle aileron rudder MODE 3 throttle elevator aileron rudder MODE 4 4

2 ZAJĘCIA PRAKTYCZNE NA SYMULATORZE Zajęcia praktyczne na symulatorze odbywają się zarówno w trybie GPS jak i w trybie ATTI. Większość lotów na symulatorze wykonywanych jest jednak w trybie ATTI, ponieważ właśnie w tym trybie przeprowadzany jest Egzamin Państwowy. Lewy drążek aparatury nie posiada sprężyny centrującej, co wymusza stały kontakt fizyczny palca z drążkiem sterującym. Kursant uczy się, aby nie odrywać palców od sterów. Ruchy drążków muszą być płynne, a ich wychylenia delikatne. Aby panować nad BSP wychylenia nie mogą być zerojedynkowe. Nagłe ruchy do pozycji skrajnych destabilizują model i sprawiają, że utrzymanie w jednej pozycji jest niewykonalne. Zalecane są płynne, minimalne ruchy gdzie z każdorazowego wychylenia drążków sterujących następuje powolny i kontrolowany powrót do pozycji wyjściowej. 2.1. ZAWIS Symulator AeroSIM-RC pozwala na ćwiczenie zawisu w wyznaczonym polu z jednoczesną kontrolą wysokości. Oznacz to, że aplikacja sugeruje wysokość na jakiej ma być wykonany zawis. Ma to na celu opanowanie manewrowania drążkiem gazu (wysokości). Następnie Kursant przystępuje do wykonania zawisów na dowolnej wysokości w wyznaczonym przez symulator miejscu. Początkowo zawis wykonujemy utrzymując model tyłem do operatora. Wiatr symulowany przez aplikację jest wyłączony. Kursant w pierwszym etapie sam destabilizuje model poprzez nerwowe ruchy drążkami. 5

Gdy ruchy staną się płynne, model nie będzie zachowywał się nerwowo i utrzymanie w jednym punkcie będzie możliwe, Kursant przechodzi do kolejnego etapu ćwiczenia. Aplikacja włącza wiatr oraz nakazuje obrót BSP o 90 stopni. W ten sposób Kursant trenuje zawis przy zmiennej orientacji przodu względem operatora (bokiem i następnie przodem). Kursant stara się utrzymać model w jednym punkcie wykonując korekty uwzględniające znoszenie modelu przez wiatr. 2.2. KWADRAT TYŁEM DO OPERATORA Zadanie polega na utrzymaniu statku powietrznego na stałej wysokości, tyłem do operatora oraz lataniu po planie kwadratu. Kwadrat znaczy się w powietrzu przy użyciu jedynie prawego drążka, nie zmieniając orientacji przodu drona w przestrzeni powietrznej. Oznacza to, iż pierwszy bok kwadratu wykonuje się lecąc do przodu, drugi lecąc bokiem w prawo, kolejny przelatujemy tyłem, zbliżając się do operatora i ostatni bok lecąc w lewo tyłem do operatora. Ćwiczenie ma na celu opanowanie ruchu w prostej linii oraz wyhamowanie modelu w wyznaczonym miejscu. PRZÓD DRONA 2 3 1 START TYŁ DRONA 4 OPERATOR 6

Na symulatorze AeroSIM-RC ćwiczenie to ma formę pogoni za przemieszczającym się po ziemi okręgiem. Okrąg przemieszcza się po planie kwadratu. Gdy Kursant opanuje lot po kwadracie możliwe jest uruchomienie trudniejszego wariantu ćwiczenia. W tym wariancie okrąg przemieszcza się po ziemi nieregularnie, a Kursant powinien utrzymać się w jego obrębie. 2.3. KWADRAT PRZODEM DO KIERUNKU LOTU Ćwiczenie wykonywane jest podobnie jak kwadrat tyłem do operatora, z tą różnicą, że statek powietrzny w każdym z wierzchołków kwadratu obracany jest przodem do kierunku lotu. Pierwszy bok należy rozpocząć tyłem do operatora. Gdy Kursant doleci do jego końca, zatrzymuje model, stabilizuje, obraca o 90 stopni w prawo i zaznacza drugi bok. Po zakończeniu każdego z boków dron powinien zostać obrócony o 90 stopni w prawo, aby zawsze leciał przodem do kierunku lotu. Zawsze obrót następuje w prawo najkrótszy możliwy obrót dążący do ustawienia przodu w kierunku lotu. Ćwiczenie ma na celu opanowanie przez Kursanta lotu przy zmianie orientacji przodu BSP w przestrzeni powietrznej. 90 2 90 3 1 START 4 90 OPERATOR Na symulatorze AeroSIM-RC ćwiczenie to ma formę pogoni za przemieszczającym się po ziemi okręgiem. Okrąg przemieszcza się po planie kwadratu. Po wleceniu w okrąg, symulator wymusza obrót BSP przodem w kierunku kolejnego okręgu. 7

2.4. OKRĘGI 3 2 4 1 START Pierwsze okręgi Kursant wykonuje poprzez delikatne pochylenie BSP w przód (prawy drążek do góry) oraz pulsacyjne skręcanie (obrót w osi YAW) w wybranym kierunku (lewy drążek). Dron będzie podążał w wyznaczanym kierunku, jednak przy każdej próbie jego zmiany (pulsacyjne ruchy lewym drążkiem) będzie wpadał w dryf powodując wypadanie z zakrętu. Kółka będą kanciaste. 6 5 8 7 Zamiana pulsacyjnych ruchów lewym drążkiem w delikatne wychylenia oraz utrzymanie bardzo małej prędkości sprawią, że statek będzie zataczał nieforemne kółka, w większości lecąc bokiem i z tendencją do wypadania na zewnątrz. 8

Aby osiągnąć równe kółka bez tendencji do wypadania na zewnątrz, należy prawym drążkiem pochylić BSP do wewnątrz zakrętu. Dzięki temu dron będzie zataczał okręgi utrzymując się cały czas przodem do kierunku lotu. Zadając prawym drążkiem delikatnie kierunek do przodu, oraz pochylenie do wewnątrz zakrętu, lewym drążkiem należy obracać statek w osi YAW w tę samą stronę. Obroty nie mogą być dyktowane pulsacyjnymi, zerojedynkowymi wychyleniami. Ruch lewego drążka musi być delikatny, jedynie lekko zwiększający lub zmniejszający prędkość obrotu. Jeżeli obrót będzie z dużą intensywnością dron będzie zataczał mniejsze kółka, natomiast jeżeli będzie obracać się wolniej większe okręgi. Podczas wykonywania tej figury, oba drążki należy wychylić w tę samą stronę. Wiejący wiatr będzie zatrzymywał BSP, dlatego gdy ustawia się on już prawie przodem do linii wiatru należy na ułamek sekundy zaprzestać obrotu (odpuścić lewy drążek) jednocześnie utrzymując nadal pochył (prawy drążek). Dzięki temu dron się nie zatrzyma. Po chwili należy kontynuować obrót (lewy drążek). Pochylenie BSP podczas okręgu w lewo oraz przykładowe wychylenie drążków do okręgu w lewą stronę (podstawa modyfikowana w zależności od siły i kierunku wiatru). 2.5. LĄDOWANIE Na symulatorze AeroSIM-RC ćwiczenie to ma formę pogoni za przemieszczającym się po ziemi okręgiem. Gdy okrąg się zatrzyma, należy w nim stabilnie wylądować. Przewrócenie modelu kończy ćwiczenie wynikiem negatywnym. Po wylądowaniu, okrąg przemieszcza się w kolejne miejsce. Kursant powinien wykonać start, wlecieć w okrąg oraz w nim wylądować. 9

3 PRZYGOTOWANIE PRAKTYCZNE DO LOTU BSP KLASY PHANTOM (VLOS/BVLOS) Część praktyczna latania bezzałogowym statkiem powietrznym obejmuje również przygotowanie do lotu. Od momentu startu, aż do lądowania za statek powietrzny i wszystkie możliwe konsekwencje lotu odpowiada dowódca operator BSP. To właśnie on podejmuje decyzję o starcie. Wiedząc o olbrzymiej odpowiedzialności musi odpowiednio przygotować się do wykonania misji. Powinny zostać sprawdzone warunki atmosferyczne, strefy powietrzne, otoczenie w którym ma zostać wykonany lot oraz sam statek powietrzny. Pora omówić najważniejsze czynności przed przystąpieniem do lotu. 3.1. PRZYGOTOWANIE OPERATORA DO LOTU Sam operator przed przystąpieniem do wykonania lotu powinien zadbać o swoją pełną sprawność psychiczną i fizyczną. Powinien być wypoczęty i w pełni skupiony na zadaniu. Bezwzględnie nie dopuszcza się lotów pod wpływem alkoholu lub środków odurzających. Alkohol nie może być spożywany co najmniej na 24 godziny przed lotem BSP. W przypadku złego samopoczucia zaleca się zaniechanie lotu. Zwykłe środki przeciwbólowe również mogą wpłynąć na reakcje operatora, dlatego zaleca się szczególną ostrożność przy zażywaniu leków, nawet tych bez recepty. Chcąc pobudzić się kofeiną należy mieć świadomość, iż jej przedawkowanie może powodować nadmierne pocenie dłoni, poczucie niepokoju, nudności, a nawet zawroty głowy. Uwzględnić należy warunki meteorologiczne. W przypadku dużego nasłonecznienia i wysokich temperatur długotrwałe stanie w miejscu może doprowadzić do udaru słonecznego lub odwodnienia. Warto zaopatrzyć się w czapkę, okulary przeciwsłoneczne oraz wodę do picia. Z kolei przebywanie w chłodnym środowisku może spowodować wychłodzenie organizmu, dlatego latając w zimne dni należy pamiętać o odpowiednim ciepłym ubiorze. 10

3.1.1. Analiza warunków meteorologicznych W przeddzień wykonywania lotów należy sprawdzić prognozę pogody na co najmniej dwóch niezależnych portalach meteorologicznych. Bezzałogowe statki powietrzne klasy multirotor źle znoszą opady deszczu. Pilot powinien sprawdzić prawdopodobieństwo występowania opadów, siłę wiatru oraz aktywność słoneczną. Wiatr będzie korygowany przez system GPS, co pozwoli na zawis w wyznaczonym miejscu, bez znoszenia i dryfu, jednak walczący z mocnym wiatrem dron będzie szybciej zużywał prąd z akumulatora. Latając w trybie ATTI, statek powietrzny będzie podatny na znoszenie wywołane podmuchami wiatru. Niezależnie od trybu lotu, mocny wiatr może uniemożliwić precyzyjne sterowanie. Występowanie burz magnetycznych powodowanych przez wyładowania na słońcu może zakłócać działanie zaawansowanej elektroniki stosowanej w BSP. W trakcie lotów w trybie GPS podczas wysokiej aktywności słonecznej często dochodzi do błędnych odczytów systemu, związanych z określeniem położenia w przestrzeni powietrznej. Objawami mogą być np. oddalanie się w losowym kierunku lub samoczynne zataczanie kręgów w powietrzu bez możliwości kontroli z nadajnika. Jeżeli dowódca podejmuje decyzję o locie podczas wysokiej aktywności słonecznej, powinien wówczas latać w trybie ATTI bez włączonego GPS. Gdy lot przebiega w trybie GPS i podczas lotu statek zacznie wykonywać manewry samoczynnie, niezależne od ruchów operatora, powinien on natychmiast przełączyć tryb lotu w ATTI. Aktywność słoneczną można sprawdzić w Internecie lub poprzez aplikację na smartfona. 3.1.2. Zebranie informacji operacyjnych Poprzez zebranie informacji operacyjnych rozumiemy wykorzystanie teoretycznej wiedzy z prawa lotniczego w praktyce. W tej części przygotowań do lotu operator powinien sprawdzić miejsce wykonywania operacji pod kątem zajętości przestrzeni powietrznej. To, czy lot wykonywany będzie w jakiejś strefie, można sprawdzić w internecie na AIP Polska, czyli w zbiorze informacji lotniczych. Jest to wydawany przez Służbę Informacji Lotniczej (AIS) Polskiej Agencji Żeglugi Powietrznej (PAŻP) zbiór informacji o charakterze trwałym, zawierający dane o lotniskach, drogach lotniczych i obowiązujących procedurach mających znaczenie dla żeglugi powietrznej. Strefy aktywowane okresowo można sprawdzić w planie użytkowania przestrzeni powietrznej AUP, jednak tylko na dwa dni (dziś i jutro). Jeżeli lot wykonywany będzie w strefie CTR (strefa kontrolowana lotniska) obowiązkowym jest wysłanie zgłoszenia do PAŻP na co najmniej 5 dni wcześniej. W odpowiedzi operator otrzyma określone warunki lotu w wyznaczonym miejscu (godziny, dopuszczalna wysokość). Należy również pamiętać o telefonicznym zgłoszeniu się przed startem na TWR wieżę lotniska. To właśnie TWR wyraża zgodę na start w strefie CTR. Lot w RMZ, czyli strefie obowiązkowej łączności, powinien zostać zgłoszony telefonicznie, przed startem, do FIS Warszawa. Zawsze w celu upewnienia się, czy nie zostanie naruszona aktywna strefa powietrzna, operator może skontaktować się telefonicznie z AMC POLSKA Zespół ASM3 gdzie wykwalifikowany pracownik PAŻP udzieli informacji o aktywnych strefach powietrznych w miejscu wykonywania operacji. Jeżeli planowany jest lot BVLOS uprzednio należy zamówić oraz aktywować strefę, w której lot poza zasięgiem wzroku może się odbyć. 11

3.1.3. Przygotowanie nawigacyjne Znajdując się w miejscu wykonywania misji należy sprawdzić otoczenie w celu identyfikacji potencjalnych zagrożeń. Trzeba zwrócić uwagę na wysokość przeszkód terenowych, takich jak budynki lub drzewa. Wiejący zza budynków wiatr będzie powodował wiatry turbulencyjne nawet do dziesięciokrotności wysokości przeszkody. Obowiązkowo trzeba pamiętać o ustawieniu opcji Go Home w BSP na wysokość pozwalającą przelecieć bezpiecznie ponad przeszkodami terenowymi. Nie latamy nad budynkami, drogami oraz skupiskami ludzi. Określenie kierunku wiatru pozwoli przewidzieć, w którą stronę statek będzie znoszony w powietrzu. 3.2. PRZYGOTOWANIE SYSTEMU DO LOTU, KONTROLA PODSTAWOWA Sprawność systemu do lotu powinna być sprawdzana przed każdym uruchomieniem. Do dobrych praktyk należy kontrola: sprawności nadajnika, obudowy statku powietrznego, kompletności śrubek, braku wystających kabli, luzów śmigieł oraz silników, stanu naładowania baterii. Włączając urządzenia bezwzględnie należy pamiętać o kolejności ich uruchamiania. Operator zawsze najpierw włącza nadajnik (aparaturę), dopiero później odbiornik (drona). Kolejność taka wynika z faktu, iż włączony najpierw dron będzie szukał sygnału nadajnika. Jeżeli zbindowany (przypisany) do niego nadajnik jest wyłączony, istnieje ryzyko połączenia z innym, przypadkowym sygnałem. BSP może wówczas zacząć reagować na ten sygnał bez możliwości kontroli nad nim. 3.2.1. Przygotowanie urządzeń sterujących Przed włączeniem nadajnika należy sprawdzić jego sprawność wychylając oba drążki aparatury we wszystkich kierunkach, do pozycji skrajnych. Tym sposobem operator sprawdza, czy nie występują żadne luzy oraz czy wszystko porusza się płynnie, bez zacięć. Tę samą czynność trzeba wykonać z przełącznikiem odpowiadającym za zmianę trybów pracy urządzenia (GPS, ATTI, RTH). Włączając aparaturę kontrolujemy stan naładowania baterii. Następnie można przejść do samego BSP. 3.2.2. Przygotowanie statku powietrznego do lotu Kontrolę statku powietrznego rozpoczyna się od sprawdzenia ogólnego stanu technicznego. Należy unieść BSP i obejrzeć go dokładnie z każdej strony, szukając pęknięć w obudowie, brakujących śrubek, zwisających luźno kabli. Należy też zbadać stan i sztywność podwozia. Kontrola układu napędowego: trzymając nieruchomo silnik, drugą ręką od góry należy chwycić za śmigło. Operator wykonuje delikatne szarpnięcia śmigłem, tak jak przy próbie ich odkręcenia i dokręcenia. 12

Jeżeli śmigło nie obraca się na gwincie mocującym można uznać je za dokręcone. Czynność należy powtórzyć z każdym śmigłem koptera; jedną ręką należy złapać silnik od góry, tak aby jednocześnie trzymać w dłoni śmigło w miejscu mocowania do silnika, a palcami obejmować wirujący cylinder silnika. Poprzez wykonywanie delikatnych ruchów, operator próbuje poruszyć silnikiem w płaszczyźnie poziomej i pionowej. Sprawdza tym samym luzy w silniku, oraz czy jest on prawidłowo osadzony w obudowie. Kontrola układu zasilania: Przed włożeniem baterii do statku, trzeba obejrzeć ją dokładnie szukając uszkodzeń mechanicznych. Jeżeli bateria nie nosi śladów zniszczenia, można krótko wcisnąć przycisk odpowiedzialny za jej włączanie. Krótkie wciśnięcie spowoduje zapalenie się diód informujących o stanie naładowania pakietu. Jeżeli pakiet jest naładowany, można zainstalować go w BSP i wykonać jedno krótkie i jedno długie wciśnięcie przycisku na baterii. Spowoduje to uruchomienie drona, co zostanie potwierdzone sygnałem dźwiękowym oraz miganiem diód na ramionach statku powietrznego. Jeżeli pakiet jest spuchnięty nie można go dalej eksploatować. Jest to oznaka jego zużycia. Taką baterię należy oddać do utylizacji. 3.2.3. Kontrola systemów i urządzeń nawigacyjnych Przełącznik odpowiedzialny za tryb lotu zostaje w pozycji GPS. Aby poprawnie uruchomić BSP należy włączyć go dopiero, gdy stoi nieruchomo na ziemi. Podczas pierwszych sekund po uruchomieniu platforma dokonuje wstępnej autokalibracji, dlatego ważne jest aby stała stabilnie. Po szybkiej kalibracji żyroskopów i akcelerometrów system rozpoczyna wyszukiwanie sygnału GPS. Podczas tego procesu statek będzie sygnalizował swój status poprzez powolne, naprzemienne migotanie diód na tylnych ramionach kolorami czerwonym i zielonym. Gdy diody na tylnych ramionach zamigotają szybkim pulsacyjnym zielonym światłem, platforma komunikuje, że znalazła wystarczającą liczbę satelit, aby móc latać w trybie GPS. 13

Powtórne, szybie i pulsacyjne migotanie zielonym światłem oznacza, że zapisany został HOME POINT miejsce, do którego statek będzie wracał podczas korzystania z funkcji RETURN TO HOME. Teraz można przystąpić do kalibracji kompasu. Aby wejść w tryb kalibracji, należy pięciokrotnie przełączyć pomiędzy skrajnymi wychyleniami przełącznika odpowiadającego za tryb lotu. P 1 4 A 5x 5 szybkich przełączeń 2 3 F Statek powietrzny potwierdzi wejście w tryb kalibracji poprzez zapalanie jednolitego żółtego światła na tylnych ramionach. Należy stanąć za platformą i chwytając za podwozie unieść ją pionowo do góry. Trzymając drona na wyciągniętych rękach, na wysokości oczu, operator obraca się w lewą stronę o ok. 360 stopni. Moment zatrzymania wyznaczy zapalenie tylnych diód na kolor zielony. OPERATOR obrót w lewo o 360 stopni 14

Następnie należy obrócić drona śmigłami od siebie i kamerą w dół, a nastepnie wykonać kolejny obrót całego ciała w lewą stronę o ok. 360 stopni. Koniec obrotu wyznaczy powolne migotanie zielonych świateł na tylnych ramionach. OPERATOR obrót w lewo o 360 stopni To kończy proces kalibracji kompasu. Podczas kalibracji kompasu, BSP musi obrócić się w przestrzeni powietrznej horyzontalnie oraz wertykalnie o pełne 360 stopni! 15

4 PODSTAWOWE MANEWRY W POWIETRZU W LOCIE VLOS Przed pierwszym startem należy wyjaśnić różnicę w zachowaniu BSP lecącego w trybie GPS oraz lecącego w trybie ATTI. GPS statek powietrzny, po odpuszczeniu kierunku na prawym drążku, będzie sam dążył do zatrzymania; statek powietrzny zawieszony w punkcie pozostanie w nim, przeciwstawiając się podmuchom wiatru; dzieje się tak dzięki namierzaniu BSP z kilku satelit; możliwy jest lot po punktach dzięki aplikacji; ATTI statek powietrzny, po odpuszczeniu kierunku na prawym drążku, będzie leciał dalej dryfem, do momentu zatrzymania go przez operatora; statek powietrzny zawieszony w punkcie będzie podatny na znoszenie przez podmuchy wiatru; wymagana jest ciągła kontrola i korekty położenia; Tryb GPS jest sygnalizowany poprzez miganie diód na tylnych ramionach na kolor zielony. Tryb ATTI jest sygnalizowany poprzez miganie diód na tylnych ramionach na kolor zółty. Kursant początkowo wykonuje wszystkie manewry w trybie GPS. Gdy opanuje BSP w tym trybie, rozpoczyna praktykę w trybie ATTI. Egzamin państwowy na świadectwo kwalifikacji przeprowadzany jest jedynie w trybie ATTI. 4.1. WYKONANIE STARTU ORAZ ZAWIS Po prawidłowym włączeniu i kalibracji BSP, Kursant wykonuje start i zawis nad miejscem startu. Należy utrzymać statek, tyłem do operatora, w jednej pozycji przez ok. 15 sekund. Po tym czasie dron zostaje przekręcony o 90 stopni w lewo. Przy zmienionej orientacji przodu maszyny operator ma za zadanie utrzymać zadany pierwotnie punkt. Po upływie kolejnych 15 sekund 16

następuje kolejny obrót drona o 90 stopni, tak aby był przodem do operatora. Zadanie jest powtarzane, aż dron powróci do pozycji wyjściowej. 4.2. LOT PO PLANIE KWADRATU Z MODYFIKACJĄ WYSOKOŚCI I PRĘDKOŚCI LOTU Tę egzaminacyjną figurę wykonuje się lecąc zawsze przodem do kierunku lotu. Lot po planie kwadratu z modyfikacją wysokości rozpoczyna się od zawisu nisko nad chorągiewką numer 1, ustawiając BSP tyłem do operatora. Następnie operator leci dronem prosto w stronę chorągiewki numer 2, jednocześnie wznosząc się pod kątem ok. 45 stopni. Statek zostaje zatrzymany nad chorągiewką numer 2. W tym miejscu należy przekręcić model o 90 stopni w prawo, tak aby ustawił się przodem do chorągiewki numer 3. Operator wykonuje lot w stronę chorągiewki numer 3 jednocześnie opadając pod kątem ok. 45 stopni. Nisko nad chorągiewką numer 3 następuje zatrzymanie maszyny, obrót przodem do chorągiewki numer 4 i lot w jej kierunku z ponownym wznoszeniem. Znajdując się wysoko nad chorągiewką numer 4, należy wykonać lot opadający, przodem w kierunku chorągiewki numer 1. 2 45 4 3 45 1 START OPERATOR 17

4.3. LOT PO OKRĘGU WRAZ Z MODYFIKACJĄ PARAMETRÓW LOTU ÓSEMKI Aby prawidłowo wykonać figurę zwaną ósemką niezbędne jest opanowanie do perfekcji podstawowego okręgu. Ósemka składa się z dwóch okręgów, robionych po sobie bez zatrzymania, każdy z nich w inną stronę. Figury tej nie można zrobić na pamięć, ustawiając jedynie drążki naprzemiennie do lewego i prawego okręgu. Należy kontrolować model, reagując na jego zachowania w powietrzu. Wiejący wiatr będzie inaczej działał na BSP podczas okręgu w prawą stronę, a inaczej przy okręgu w lewą. Należy uwzględnić moment przełamania linii wiatru przodem drona. Wiatr w tym momencie spowolni model, co w skrajnym przypadku może spowodować jego zatrzymanie. Należy wtedy odpowiednio modyfikować pochylenie statku (chwilowo zwiększyć prędkość). W zależności od kierunku okręgu, moment przełamania linii wiatru będzie w innym jego miejscu. Figurę powinno się wykonać w równolegle do operatora. Po wykonaniu pełnej figury, należy zatrzymać model w miejscu startu. moment przełamania linii wiatru 5 2 WIATR 3 START 1 8 KONIEC PO DRUGIM OKRĘGU 6 4 7 moment przełamania linii wiatru WIATR OPERATOR 4.4. WPROWADZANIE W ZAKRĘT I WYPROWADZANIE Z ZAKRĘTU Manewr polega na locie w przód, tyłem do operatora i wykonaniu płynnego nawrotu po planie półokręgu. Następnie należy wracać w stronę operatora przodem do kierunku lotu, jednocześnie zmniejszając wysokość. Nie należy podlatywać w bezpośrednią okolicę operatora, gdy statek powietrzny ustawiony jest do niego przodem. Jeżeli powiew wiatru zacznie znosić BSP w stronę operatora, może on odruchowo wychylić prawy drążek do przodu, chcąc odlecieć od siebie. Z uwagi na ustawienie statku przodem do operatora istnieje prawdopodobieństwo wlecenia w stanowisko pilota, a więc stworzenia sytuacji niebezpiecznej. W związku z tym należy zatrzymać model ok. 10 metrów przed stanowiskiem. 18

Aby prawidłowo wykonać tę figurę należy wykonać nawrót z pochyłem jak do okręgu. Statek powietrzny musi lecieć przodem do kierunku lotu. 3 2 Pochył przy nawrocie w lewo. 4 1 OPERATOR 4.5. POSTĘPOWANIE W PRZYPADKU ZAGROŻENIA ZDERZENIEM W przypadku zagrożenia zderzeniem operator musi wykonać unik. Unik jest wykonywany poprzez jednoczesny ruch BSP w prawo i w dół. BSP ma obowiązek ustąpienia pierwszeństwa lotu wszystkim pozostałym użytkownikom przestrzeni powietrznej. Jeżeli dwa BSP znajdują się na kursie kolizyjnym, każdy z nich powinien wykonać unik. Przed jego rozpoczęciem należy wzbić się na wysokość ok. 35 metrów i wykonać zawis tyłem do operatora. Figurę należy wykonać na komendę unik. 4.6. WYKONANIE LĄDOWANIA W WYZNACZONYM MIEJSCU Wykonanie lądowania w wyznaczonym miejscu jest jednym z elementów egzaminu VLOS. Lądowanie odbywa się w tym samym miejscu co start w wyznaczonej do tego strefie. Model musi osiąść miękko i nie przewrócić się. Z uwagi na bezpośrednią bliskość lądowiska i stanowiska operatora, lądowanie wykonuje się tyłem do operatora. Najważniejszym jest, aby statek schodził na lądowisko pionowo w dół. Ruch w płaszczyźnie poziomej w momencie 19

dotknięcia podwoziem do lądowiska, zazwyczaj kończy się przewróceniem modelu. Gdy model dotknie podłoża należy wyłączyć silniki poprzez przytrzymanie lewego drążka wychylonego maksymalnie do dołu. Po ok. 4 sekundach BSP wyłączy silniki. Istnieje możliwość wyłączenia silników poprzez skrzyżowanie drążków do wewnątrz i do dołu. Jednak taki sposób, w przypadku odbicia się drona od podłoża na skutek gwałtownego lądowania, może spowodować jego wywrócenie. 4.7. CZYNNOŚCI PO LOCIE Po udanym lądowaniu i wyłączeniu silników. Ważna jest kolejność wyłączania urządzeń. Z przyczyn wspomnianych w dziale "3.2. Przygotowanie systemu do lotu, kontrola podstawowa" (patrz str. 12), zawsze w pierwszej kolejności należy wyłączyć statek powietrzny, a dopiero później nadajnik. Po wyłączeniu urządzeń, należy obejrzeć BSP w celu sprawdzenia jego stanu technicznego. Należy skontrolować: kompletność śrub, luzy na silnikach, mocowanie śmigieł, stan obudowy. 20

5 ZAJĘCIA PRAKTYCZNE BVLOS NA BSP KLASY PHANTOM Dzień przed rozpoczęciem lotu, do godziny 10:00 czasu lokalnego, należy zamówić uprzednio zgłoszoną i przyznaną do tego typu lotów strefę. Zgłoszenie odbywa się mailowo na adres amc.poland@pansa.pl. W dniu lotu, na godzinę przed startem, ależy wykonać telefon do PAŻP AMC 3 (22 574 57 33) z informacją o aktywacji strefy i potwierdzeniem godzin aktywacji. Po zakończeniu operacji w przestrzeni powietrznej, strefę należy telefonicznie dezaktywować. Brak dokonania dezaktywacji strefy przed ustaloną godziną może skutkować wysłaniem śmigłowca ratunkowego na koszt zarządzającego strefą. Warto sprawdzić naładowanie tabletu używanego do podglądu z kamery, oraz repeatera urządzenia budującego sieć WI-FI, która jest niezbędna do transmisji obrazu. Repeater występuje w modelu DJI PHANTOM 2 VISION PLUS. W nowszych urządzeniach zastępuje go połączenie przewodowe nadajnika z tabletem. 5.1. OMÓWIENIE APLIKACJI DO PLANOWANIA TRASY LOTU DJI VISION Aplikacja DJI VISION pozwala na planowanie misji z użyciem latania po punktach. Daje również możliwość podglądu obrazu bezpośrednio z kamery zamontowanej w BSP. Za pośrednictwem aplikacji operator może zmieniać ustawienia statku powietrznego, np. wysokość podczas korzystania z funkcji GO HOME, wywołać kalibrację kompasu, zmienić jednostki miary lub zmienić jakość przesyłanego obrazu. Główne menu aplikacji DJI VISION 1. Kamera 2. Album 3. Nowości DJI 4. Ustawienia 1 3 2 4 21

Poniżej zostały opisane najważniejsze wskazania aplikacji w trybie podglądu z kamery. Aby przejść z widoku kamery do widoku mapy, należy przesunąć po ekranie palcem w lewą stronę. 5.2. LOT PO ZAPLANOWANEJ TRASIE Aby zaplanować trasę przelotu należy przejść do ekranu mapy. Pierwszy punkt jest zawsze punktem kontrolnym. Wyznaczany jest ok. 5-7 metrów przed miejscem startu BSP. Nakreślenie punktu, który ma zostać osiągnięty w locie przez BSP, następuje poprzez dotknięcie ekranu palcem w docelowym miejscu. Każdy wyznaczony punkt może zostać przesunięty. Należy przytrzymać punkt palcem i przesunąć na dowolny obszar. Po wyznaczeniu punktu kontrolnego, można dalej projektować trasę lotu koptera. Gdy wszystkie punkty zostaną wyznaczone, 22

należy poprzez krótkie kliknięcie palcem wejść w każdy z nich i ustawić odpowiednią wysokość w danym punkcie. Po ustaleniu wysokości oraz prędkości lotu, klikając przycisk DONE można zatwierdzić trasę. Aplikacja wyświetli listę wszystkich punktów oraz ich zaprogramowanej wysokości, celem ostatecznego potwierdzenia. W miejscu gdzie widniał przycisk DONE pojawia się GO. Jego wciśnięcie spowoduje włączenie silników, oraz rozpoczęcie misji. Podczas lotu można dowolnie przełączać pomiędzy widokiem z kamery w kopterze, a podglądem mapy. W każdej chwili istnieje możliwość zatrzymania misji, a może się to odbyć na dwa sposoby: 1. Wciśnięcie przycisku pauzy na ekranie mapy: po wciśnięciu pauzy statek zatrzyma się w miejscu; nie ma możliwości modyfikacji misji; wciśnięcie przycisku PLAY spowoduje wznowienie misji od miejsca zatrzymania. 2. Przerwanie manualne poprzez przełączenie pomiędzy trybami GPS-ATTI-GPS: po przełączeniu GPS-ATTI-GPS statek zatrzyma się w miejscu; istnieje możliwość modyfikacji misji, np. zmiana wysokości w punktach, zmiana prędkości, usuwanie i dodawanie punktów; aby wznowić misję z miejsca zatrzymania, należy usunąć odwiedzone już punkty, w przeciwnym wypadku BSP wróci do punktu początkowego i rozpocznie misję od nowa. 5.3. MANEWRY W TRYBIE STEROWANIA RĘCZNEGO FPV Poza lataniem po punktach, kluczową umiejętnością jest operowanie BSP posługując się jedynie podglądem z kamery oraz telemetrią. Latanie przy pomocy obrazu z kamery jest pozornie prostsze niż latanie w zasięgu wzroku. Widząc obraz z perspektywy pilota kierunki nigdy się nie zmieniają. Lewo zawsze będzie w lewo, a prawo w prawo. Należy jednak pamiętać, iż pole widzenia jest mocno ograniczone i operator może zostać zaskoczony przez jakiś obiekt, którego akurat nie widział w kadrze. Poniżej przedstawiono kilka ćwiczeń, mających na celu wyuczenie sprawnego latania przy pomocy kamery zamontowanej w BSP oraz telemetrii. Slalom Jest to klasyczny slalom pomiędzy tyczkami rozstawionymi w linii prostej w odstępach ok. 10 metrów. Lot powinien zostać wykonany maksymalnie 2 metry nad ziemią. Po przeleceniu slalomu należy wykonać nawrót i powtórzyć manewr w przeciwnym kierunku. 23

Lot wokół tyczki z utrzymaniem jej w kadrze BSP należy ustawić maksymalnie 2 metry nad ziemią, tak aby w kadrze kamery znajdowała się tyczka. Wychylając prawy drążek w prawo, należy lewym drążkiem obracać statek w lewo, lub odwrotnie. W ten sposób statek będzie leciał cały czas bokiem, po planie okręgu, utrzymując tyczkę w obiektywie kamery. Lot po okręgu wraz z modyfikacją parametrów lotu Ćwiczenie polega na wykonywaniu małych okręgów, korzystając jedynie z podglądu kamery. Podczas wykonywania okręgów, ciągle, bez zatrzymywania, statek powietrzny powinien wznosić się lub opadać. W ten sposób BSP będzie tworzył w powietrzu tak zwany korkociąg. Wykonanie lądowania w wyznaczonym miejscu Poprawne lądowanie w locie BVLOS odbywa się na podglądzie z kamery oraz z użyciem danych z telemetrii. Należy nadlecieć nad miejsce oznaczone jako lądowisko i skierować kamerę pionowo w dół. Następnie, używając podglądu z kamery oraz obserwując dane odnośnie wysokości, należy zniżać się aż do momentu dotknięcia podłoża. Tuż nad lądowiskiem trzeba zachować szczególną ostrożność. BSP musi schodzić idealnie pionowo, aby po dotknięciu podłoża nie wywrócił się. 24

6 POSTĘPOWANIE W PRZYPADKU AWARII, NIESPRAWNOŚCI SYSTEMU LUB SYTUACJI NIEBEZPIECZNEJ W przypadku wystąpienia awarii najważniejsze jest zachowanie zimnej krwi. To operator jako dowódca bezzałogowego statku powietrznego jest odpowiedzialny za BSP od momentu startu, aż do lądowania - również awaryjnego. Duże znaczenie ma przygotowanie koptera jeszcze przed startem. Poprawne ustawienie opcji GO HOME / FAIL SAFE pozwoli na samoczynny powrót do miejsca startu. Sytuacja taka będzie miała miejsce np. podczas utraty sygnału z nadajnika. W przypadku utraty jedynie wizji z kamery podczas lotu BVLOS, operator może wywołać funkcję GO HOME jednym przyciskiem. Jeżeli lot odbywa się w trybie GPS i bezzałogowiec zaczyna żyć własnym życiem, najprawdopodobniej nastąpiła awaria modułu GPS lub wystąpiły zakłócenia spowodowane aktywnością słoneczną. Należy wówczas przełączyć tryb lotu w ATTI i wrócić do operatora. Jeżeli powrót nie jest możliwy lub potencjalnie niebezpieczny, należy wylądować w miejscu gdzie statek się obecnie znajduje i udać się po niego pieszo. Może się tak zdarzyć np. podczas nagłej i niespodziewanej zmiany warunków atmosferycznych. Jeżeli operator stwierdzi niesprawność systemu, nie powininien podejmować decyzji o locie. Jeżeli fakt ten zostanie wykryty już podczas lotu należy natychmiast wylądować. W momencie zagrożenia zderzeniem z innym obiektem latającym należy pamiętać o uniku wykonywanym w kierunku prawo i dół. Ostatecznością jest awaryjne wyłączenie silników w locie poprzez skrzyżowanie drążków do środka i do dołu. Jest to jednak niemal na pewno bardzo kosztowne awaryjne lądowanie. 25

7 ZAKOŃCZENIE Powyższy program autorski ma za zadanie w przystępny sposób przedstawić latanie bezzałogowym statkiem powietrznym klasy multirotor. Zapoznanie się z zawartymi w nim informacjami powinno pomóc w doskonaleniu techniki lotu. To właśnie ćwiczenia i cierpliwość w opanowaniu BSP wpływają na to, jak dobrym operatorem można zostać. Przedstawiona garść dobrych praktyk odnośnie bezpieczeństwa oraz kontroli przedstartowej na pewno zaoszczędzi wielu rozczarowań w przyszłości. Należy jednak pamiętać, że technika lotu to dopiero ułamek wiedzy jaką powinien posiąść operator. Świadomość bycia uczestnikiem ruchu w przestrzeni powietrznej jest najważniejsza. Za złamanie przepisów ruchu lotniczego grożą wysokie kary finansowe oraz pozbawienie wolności do lat pięciu. Prawo lotnicze ciągle się zmienia i adoptuje do stosunkowo nowych uczestników ruchu jakimi są drony. Aby korzystać w pełni z ich możliwości przydatne okazuje się uzyskanie świadectwa kwalifikacji UAVO. Pozwala ono na komercyjne użytkowanie BSP. Aby otrzymać taki dokument należy zdać Egzamin Państwowy, składający się z części teoretycznej i praktycznej. Obecnie do egzaminu VLOS można podejść po samokształceniu, jednak nieocenione w przygotowaniach są kilkudniowe szkolenia, na których przekazywana jest kompleksowa wiedza z zakresu budowy wielowirnikowa, prawa lotniczego, pierwszej pomocy czy meteorologii. Na szkoleniu każdy przyszły dowódca BSP uczy się, jak bezpiecznie latać, nie stwarzając zagrożenia dla siebie, otoczenia i innych uczestników ruchu powietrznego. Niebawem takie szkolenia będą obowiązkowe i aby można było przystąpić do egzaminu na świadectwo kwalifikacji VLOS, trzeba będzie okazać certyfikat z ośrodka szkoleniowego. W przypadku BVLOS wymóg ukończenia szkolenia już obowiązuje. Polecam uczestnictwo w szkoleniu oraz ćwiczenia w oparciu o niniejszy program autorski. Bezpiecznych lotów! 26