Как управлять игрушкой самолетом
Обновлено: 02.05.2024
Вы давно мечтали о полетах на собственной авиамодели, с завистью смотрели на моделистов с пультом радиоуправления в руках и вот настал долгожданный момент покупки!
Вот ОН, желанный, ожидаемый, отвечающий всем вашим требованиям радиоуправляемый самолет! У многих новичков в таких ситуациях наступает следующий ступор: самолет есть, а решиться на выезд в поле для первого запуска смелости не хватает.
Мурашки бегают по спине, а ладони нервно потеют при одной мысли о взлете и, тем более, о посадке… Это нормально и это правильная реакция организма – спешить нужно медленно, особенно, если навыков пилотирования пока нет.
Управление самолетом требует специфических умений и не стоит думать, что если вам удавалось запросто управлять автомобилем на радиоуправлении или, например, квадрокоптером, то первый полет крылатой авиамодели пройдет без сучка и задоринки. Как правило, первый взлет/посадка новичка – это высокая вероятность краша, и хорошо если дело обойдется погнутым винтом или ножкой шасси.
Итак, предлагаем несколько простых советов, которые помогут сохранить вашу модель в целости, а нервы и кошелек – в сохранности.
Шаг 1: авиасимулятор в помощь
Управление самолетом на дистанционном управлении только кажется простым делом. В реальности здесь, как и в случае с полноразмерным летательным аппаратом, почти все решают доли секунд для принятия единственно правильного решения и доведенные до автоматизма движения.
Настоящих пилотов сразу не выпускают в небо. Первый шаг на пути к мастерству аса – авиасимулятор. Воспользуйтесь бесплатными программами или выберите лучший вариант – дело ваше.
Правило одно: выходить «в поле» с реальной авиамоделью можно только если 30-40 взлетов/посадок подряд на авиасимуляторе закончились благополучно.
Современные авиасимуляторы позволяют до мельчайших подробностей смоделировать реальные события. Можно выбрать нужную модель самолета или планера, «установить» нужную погоду (ветер, солнце), выбрать понравившуюся местность.
Чему должен научить авиасимулятор:
Быстрому реагированию на штатные и внештатные ситуации;
Управлению стиками радиопередатчика «на автомате»;
Пилотированию строго параллельно поверхности земли.
Научились управлять самолетом на компьютере? Можно переходить к занятиям на открытой местности.
Шаг 2: помощь друга или «инструкция вам в руки»
Идеальное продолжение процесса обучения – помощь бывалого пилота. Хорошо, если есть возможность «взять в пару» опытного напарника. Нет такого? Поехали дальше!
Первым делом проверьте модель: крыло, двигатель, пропеллер, аккумулятор и прочие компоненты должны быть прочно закреплены. Малейший люфт грозит катастрофой.
Далее проверьте работоспособность системы радиоуправления и дальность передачи радиосигнала. Для этого возьмите пульт ДУ, уберите антенну передатчика и не спеша удаляйтесь от самолета. Когда будет замечено, что рули модели начинают хаотично двигаться – зафиксируйте расстояние. Дистанция 25-30 метров считается нормой.
Следующий шаг, это проверка модели в воздухе. День для первого полета нужно выбирать солнечный, с небольшим ветерком. Станьте против ветра и попробуйте запустить самолет как планер, «с руки». Если модель летит ровно, параллельно горизонту, но с небольшим креном 5-10 градусов, тогда она сможет и плавно сесть, это хорошо.
Если самолет кренится или «клюет носом», значит нужно отрегулировать настройки передатчика. Когда авиамодель научится ровно держаться в воздухе – пора переходить к пилотированию с включенным мотором.
Шаг 3: учимся летать по-взрослому
Для полетов выбирайте ровную площадку, без построек, линий электропередач, деревьев и кустарников, желательно с низкой травой, а не асфальтным покрытием.
Первое, что нужно продумать – это план полета. Куда, сколько метров, где разворот, где посадка и т.д.
Не планируйте посадку «на себя», старайтесь удерживать положение, когда вы как бы находитесь в кабине самолета, то есть не выпускайте самолет из виду и будьте по ходу его движения.
Совет: если ваш самолет будет взлетать впервые, обязательно проведите обкатку его двигателя (для коллекторных и ДВС). Подробные рекомендации есть в каждой инструкции к модели.
Взлетаем и садимся строго против ветра. Убедитесь, что на взлетной полосе нет случайных прохожих.
Рекомендуемый план полета для начинающих:
Набор высоты, горизонтальный полет.
Разворот на 180 градусов, горизонтальный полет.
Разворот на 180 градусов, горизонтальный полет мимо себя.
Пункты 3-4 можно повторять несколько раз до автоматизма. Задача тренировки – полет параллельно поверхности земли с разворотом на 180 градусов и приземление.
Если есть желание сразу сделать «бочку» или «штопор», сдерживайте себя! Иначе окончите жизнь самолета «морковкой» и «падением камнем», что не очень приятно, согласитесь.
Пилотирование – очень волнительный и невероятно захватывающий процесс. Даже опытные моделисты не в силах совладать с эмоциями, которые переполняют сердце во время полета.
Для новичка этот приятный мандраж усиливается многократно: дрожь в руках, мурашки по телу, учащенное сердцебиение и слегка вспотевшие ладони. При этом нужно уметь сконцентрироваться на модели и безупречно выполнять фигуры, чтобы не навредить ни модели, ни себе, ни окружающим.
Задача кажется невыполнимой, но со временем волнение уходит, а остается только приятная эйфория от ощущения полета, чего мы вам и желаем.
С покупкой первой радиоуправляемой модели в полной комплектации, вопрос о выборе аппаратуры управления не стоит. Как правило, все модели для начинающих идут в комплекте с фирменными пультами.
Но с усовершенствованием навыков пилотирования, летчику естественно захочется получить больше от своего летающего друга и тогда может случиться, что заводская комплектация требует либо апгрейда либо полной замены.
Без канала нет сигнала…
Первое и главное отличие разных моделей пультов дистанционного управления для RC-техники – разное количество каналов для передачи радиосигнала. Каналы могут быть пропорциональными (по ним осуществляются основные функции аппы) и дискретными (для дополнительных, вспомогательных функций) и работают они на разных частотах.
Если для управления автомоделью достаточно двух каналов (газ/тормоз и повороты руля влево/вправо), то с авиамоделью все немного сложнее, поскольку подключается уже третье измерение – высота.
Самолеты (планеры, летающие крылья) требуют как минимум три канала:
Для регулирования высоты полета – руль высоты.
Для контроля скорости полета – газ.
Для выбора направления полета – элероны.
Хороший вертолет (если это не обычная детская игрушка) нуждается, как минимум, в четырехканальной, а лучше – пятиканальной аппаратуре:
Скорость полета – газ.
Управление высотой – полеты вверх/вниз.
Направление полета – вправо/влево.
Управление креном – наклоны модели вправо/влево.
Пятый и все последующие каналы используются для дополнительных функций, например при активации определенного полетного режима или для переключения различных опций радиоуправляемой модели.
Для квадрокоптера или любой другой мультироторной модели вопрос с выбором аппаратуры управления стоит так же, как и для вертолета. Для большинства квадриков подходит вертолетный пульт дистанционного управления.
В любом случае, помним, что чем больше каналов для связи используется – тем лучше.
.jpg)
Частота имеет значение, или Какие способы связи выбрать
Частотой называют стандарт передачи радиосигнала от передатчика к приемнику, установленному на борту RC-модели.
Распространенными в наше время можно считать частоты 27 МГц, 40 МГц и 2,4 ГГц.
Если ищете пульт не для игрушки, то отдайте предпочтение аппаратуре на 2,4 ГГц. Эта частота отличается помехоустойчивостью и хорошей дальностью передачи сигнала.
Некоторые модели используют также инфракрасный сигнал, но этот вариант не отличается надежностью и дистанцией.
В последнее время набирает популярности Wi-Fi соединение, как способ передачи сигнала для летающих моделей. Удобный вариант, если вы с мобильными гаджетами «на ты».
В этом случае не нужно привыкать к новому интерфейсу пульта, да и монитор смартфона или планшета отображает все необходимые параметры. Управлять квадрокоптером или вертолетом в таком случае можно прикосновением одного пальца к экрану.
Недостаток встроенного модуля Wi-Fi – небольшой радиус действия. Этот вариант управления вполне оправдан, если он используется в качестве дополнительного, а не основного.
«Любитель» или «Профессионал»: в чем разница?
Если вы энтузиаст RC-моделизма и просто получаете удовольствие от любимого хобби, то пожалуй на этом месте можно поставить точку и уже идти выбирать свой пульт (цена колеблется от 20 долларов и до бесконечности – выбор есть!).
Если же в ваших планах развитие летного мастерства до профессионального уровня или если планируете снимать качественные фото и видеоматериалы, используя дорогие мультироторные платформы для съемки или сбора данных, то позаботьтесь, чтобы пульт дистанционного управления имел функцию FailSafe или Hold.
Режим FailSafe сработает когда между передатчиком и приемником прервется связь. Сигнал утрачен – модель возвращается на точку старта.
Режим Hold действует несколько иначе: радиосигнал потерян – модель выполняет последнюю команду, полученную с передатчика, и так до тех пор, пока пилот не возьмет аппарат под свой контроль. Функция Hold была разработана для того, чтобы авиамодели на радиоуправлении могли благополучно перелетать «мертвые» зоны или зоны повышенной «зашумленности».
Дополнительные полезности или Зачем тратиться на пульт дистанционного управления
Хорошая аппаратура управления – это ваша инвестиция в будущее (конечно, если вы связываете свое будущее с RC-моделизмом).
Почти все дорогие передатчики имеют разъемы «тренер-ученик», благодаря которому можно связать два пульта и пилотировать в паре с более опытным пилотом.
Многоканальные передатчики, как правило, оснащены USB-разъемом для подключения к компьютеру и работы в режиме полетного симулятора. Функция важная не только для новичков, поскольку позволяет «почувствовать» стики, приноровиться и привыкнуть к аппаратуре, чтобы впоследствии уверенно управлять дорогостоящей моделью «в реале».
Как итог: на что обратить внимание
Хороший пульт для RC-модели имеет 4 и больше каналов передачи радиосигнала.
Частота 2,4ГГц – помехозащищенная.
Для профессионально использования выбираем аппаратуру с функциями FailSafe и Hold.
Дополнительные навороты типа разъемов «тренер-ученик» или для использования в качестве полетного симулятора не обязательны, но желательны в любом случае.
«А что тут сложного? Это же не самолет в небе? Мы же все-таки на земле!» – скажут одни.
«Ого-го! Это же учиться и учиться, чтобы не разбить в хлам дорогую модель в первом же заезде!» – резюмируют те, кто впервые взял в руки пульт радиоуправления и попробовал повернуть «там, где нужно», а не там, «где получается».
Скажем так, правы и те и другие. Действительно, научиться управлять автомоделью намного проще, чем например RC-вертолетом, планером или квадрокоптером с камерой. Ключевое слово тут – «научиться», поскольку современные радиоуправляемые модели – это «игрушки повышенной сложности», аппараты, завязанные на электронику и чутко реагирующие на команды пилота.
Руль: чтобы первый урок не стал последним
Проблема «номер 1», с которой сталкиваются начинающие гонщики – работа с рулевым управлением. Даже если вы водитель со стажем, не обольщайтесь мыслью, что раз уж с реальной машиной справились, то и масштабная модель вам по плечу. Тут опыт нужно приобретать заново. Во-первых, рулевое колесо на пульте управления расположено вертикально и с этим надо смириться. А во-вторых, когда вы смотрите на RC-машину не по ходу ее движения (то есть, когда модель движется на вас, или мимо вас), то сложно сразу сориентироваться, в какую сторону поворачивать руль, ведь тут как бы лево/право меняются местами.
Правило 1: для первого заезда выберите просторную площадку без препятствий. Двор для этого дела не всегда годится. Удостоверьтесь, что случайные прохожие или такие же малоопытные коллеги не станут на пути, а места достаточно, чтобы успеть затормозить и развернуться.
Правило 2: освойтесь с рулем. После нескольких тренировок придет ощущение «реального управления» моделью, как будто вы сидите в кабине водителя и чувствуете габариты. Но это со временем. Не форсируйте события, добейтесь полного контроля над машиной. Убедитесь, что уверенно поворачиваете вправо, когда нужно ехать вправо, а не хаотично крутите рулевое колесо «пока не найдете нужное направление».
Газ: как не свернуть шею в повороте
Когда повороты освоены, можно начинать экспериментировать с ускорением.
Правило 1: «спешите медленно». Не стоит сразу рвать с места. Учтите, что на большой скорости гораздо труднее затормозить и увернуться от преграды, а кувыркающаяся модель вообще становится неуправляемой. Конечно, можно ради удовольствия несколько раз «газонуть», встать на дыбы и выпустить клубы пыли из-под колес.
Даже опытные моделисты не могут отказать себе в таком удовольствии, но стоит помнить, что такие бесцельные покатушки (их еще называют «башинг») приводят к преждевременному стиранию резины и чреваты авариями даже более серьезными, чем на гоночной трассе во время профессиональных соревнований.
Правило 2: выходите на трасу, только если уверенны, что машина вам полностью подконтрольна. Лучше ездить умеренно, но качественно, то есть постоянно. Нарезая круги на трассе, следите за временем – разброс по времени прохождения круга не должен превышать 1 секунду.
Правило 3: тормозу – «нет». Научитесь не пользоваться тормозом, а применять только газ. При прохождении поворота мысленно разбейте дистанцию на три отрезка: перед поворотом сбавьте газ, плавно измените положение колес в нужном направлении, а пройдя точку апекса (вершину поворота) добавляйте газ.
При этом руль ни в коем случае нельзя выворачивать до упора. Такой стиль езды поможет начинающему гонщику максимально эффективно резать углы.
Вождение ДВС-моделей и автомоделей с электромоторами немного отличается. ДВС-машины несколько тяжелее своих электроприводных братьев, они более инерционны, а значит использование тормозов в случае с автомобилем с ДВС приемлемо.
Советы относительно использования рычага газа в поворотах актуальны для любого типа RC-автомобилей.
Трамплин: посадка на четыре колеса
Эффектные прыжки радиоуправляемых моделей – это, пожалуй, самое завораживающее зрелище, которое привлекает в RC-моделизме.
Главное в прыжке – удачное приземление. Идеально, если оно проходит на все четыре колеса, ведь тогда нагрузка на подвеску модели минимальная.
Что нужно знать и уметь для эффектного прыжка и удачного приземления:
Машина должна ехать строго перпендикулярно краю трамплина. В этом случае риск клюнуть носом и перевернуться минимальный.
Управлять моделью в полете можно при помощи газа и тормоза. Добавление газа клонит модель назад, а тормоз – вперед. То есть даже если вы вышли на трамплин не перпендикулярно, всегда есть шанс перевернуть машинку в нужное положение и безопасно приземлиться.
Чем выше трамплин и чем длиннее полет машинки над землей, тем больше у вас времени, чтобы адекватно среагировать на ситуацию. Но обращаем внимание, что такие пируэты не для начинающих.
Один из мастерских трюков – намеренный переворот модели в прыжке с трамплина и приземление ее на четыре колеса. Чтобы так управлять автомоделью, нужно потратить не один час времени на трассе.
Как выводы и пожелания…
Как говорят, «можно и зайца научить курить, а уж для человека с интеллектом…»
В общем, для правильного обучения нужно две вещи: голова на плечах и желание.
Все навыки управления приходят с практикой и со временем, так что до встречи на трасе!
Прочитав этот пост загорелся и я идеей склепать свой самолетик. Взял готовые чертежи, заказал у китайцев моторчики, аккумуляторы и пропеллеры. А вот радиоуправление решил сделать самостоятельно, во-первых — так интереснее, во-вторых — надо себя чем-то занять пока посылка с остальными запчастями будет ехать, ну и в третьих — появилась возможность соригинальничать и добавить всяких плюшек.
Осторожно, картинки!
Как и чем управлять
Но ведь у большинства микроконтроллеров есть 16-битный (и больше) таймер для генерации ШИМ. Здесь проблема с дискретностью сразу пропадет еще и частоту можно точно выставить. Долго расписывать не буду, сразу даю табличку:
Я не думаю, что для китайской сервомашинки есть существенная разница в 600 и 1200 значений, поэтому вопрос с точностью позиционирования можно считать закрытым.
Многоканальное управление
С одной сервомашинкой разобрались, но для самолета их нужно минимум три и еще регулятор скорости. Решение «в лоб» — взять микроконтроллер с четырьмя каналами 16-битного ШИМ, но такой контроллер будет стоять дорого и, скорее всего, займет много места на плате. Второй вариант — запилить программный ШИМ, но занимать процессорное время — это тоже не вариант. Если снова посмотреть на диаграммы сигнала, то 80% времени он не несет никакой информации, поэтому рациональнее было бы ШИМом задавать только сам импульс 1-2мс. Почему скважность изменяется в таких узких пределах, ведь проще было бы и формировать и считывать импульсы со скважностью хотя бы 10-90%? Зачем нужен тот неинформативный кусок сигнала занимающий 80% времени? Я заподозрил, что, возможно, эти 80% могут занимать импульсы для других исполнительных механизмов, а потом этот сигнал разделяется на несколько разных. То есть, в периоде длительностью 20мс могут уместится 10 импульсов длительностью 1-2мс, затем этот сигнал каким-то демультиплексором разделяется на 10 различных с длительностью периода как раз 20мс. Сказано — сделано, нарисовал в PROTEUS такую схемку:
В роли демультиплексора — 74HC238, на его вход E подаются импульсы с выхода микроконтроллера. Эти импульсы — ШИМ с периодом 2мс (500Гц) и скважностью 50-100%. У каждого импульса своя скважность, обозначающая состояние каждого канала. Вот так выглядит сигнал на входе Е:
Для того, чтобы 74HC238 знал на какой выход подать текущий сигнал используем PORTC микроконтроллера и входы A, B, C демультиплексора. В результате на выходах получаем такие сигналы:
Сигналы на выходе получаются правильной частоты (50Гц) и скважности (5-10%). Итак, нужно генерировать ШИМ частотой 500Гц и заполнением 50-100%, вот табличка для настройки предделителя и ТОР 16-битного счетчика:
Интересно, что возможное количество значений ШИМа ровно в 1000 раз меньше частоты таймера.
Программная реализация
Для ATmega8 с тактовой частотой 16МГц в AtmelStudio6 все реализуется следующим образом: вначале задефайним значения счетчика для крайних положений сервомашинок:
затем инициализируем генератор ШИМа на таймере/счетчике1:
Остается реализовать прерывания:
Глобально разрешаем прерывания и готово, забивая в channels значения от LOW до HIGH изменяем значения на каналах.
Реализация в железе
Ну с теорией разобрались, пришло время все это реализовать. Мозгом системы выбран микроконтроллер ATmega8A, тактируется от кварца на 16МГц (не потому, что я захотел 16000 позиций сервомашинки, а потому, что у меня такие валялись). Управляющий сигнал для МК будет поступать через UART. В результате получилась вот такая схемка:
Спустя некоторое время появилась вот такая платка:
Два трехштыревых разъема я не припаял потому, что они мне не нужны, а не подряд они впаяны поскольку у меня нету металлизации отверстий, а в нижнем разъеме дорожки с двух сторон, можно было бы заменить проволочкой, но программно нету проблемы выводить сигнал на любой разъем. Также отсутствует 78L05 ибо в моем регуляторе двигателя есть встроенный стабилизатор (ВЕС).
Для получения данных к плате подключается радиомодуль HM-R868:
Изначально думал втыкать его прямо в плату, но эта конструкция не помещалась в самолетик, пришлось сделать через шлейф. Если изменить прошивку, то контакты разъема для программирования можно использовать для включения/отключения каких-нибудь системам (бортовые огни и т.п.)
Плата обошлась примерно в 20грн = $2.50, приемник — 30грн = $3,75.
Передающая часть
Самолетная часть есть, осталось разобраться с наземной аппаратурой. Как уже писалось ранее, данные передаются по UART, на каждый канал по одному байту. Вначале подключал свою систему проводом через переходник к компьютеру и команды слал через терминал. Чтобы дешифратор определял начало посылки, а в будущем выделял посылки адресуемые именно ему, вначале шлется байт-идентификатор, затем 8 байт определяющих состояние каналов. Позже стал использовать радиомодули, при отключении передатчика все моторчики начинали дико дергаться. Дабы отфильтровать сигнал от шумов, десятым байтом шлю XOR всех 9 предыдущих байт. Помогло, но слабо, добавил еще проверку на таймаут между байтами, если он превышается — вся посылка игнорится и прием начинается заново, с ожидания байта-идентификатора. С добавлением контрольной суммы в виде XOR слать команды с терминала стало напряжным, поэтому я побыстрому наклепал вот такую программку с ползунками:
Число в нижнем левом углу — контрольная сумма. Передвигая ползунки на компе двигались рули на самолете! Вообщем отладил я все это и стал думать о пульте ДУ, купил для него вот такие джойстики:
Но потом меня посетила одна мысль. В свое время я тащился от всяких авиасимуляторов: «Ил-2 Штурмовик», «Lock On», «MSFSX», «Ка-50 Черная Акула» и др. Соответственно был у меня джойстик Genius F-23 и решил я прикрутить его к вышеописанной проге с ползунками. Погуглил как это реализовать, нашел этот пост и получилось! Управлять самолетиком с помощью полноценного джойстика, мне кажется, гораздо круче, чем маленькой палочкой на пульте. Вообщем все вместе изображено на первой фотке — это нетбук, джойстик, преобразователь на FT232, и подключенный к нему передатчик HM-T868. Преобразователь подключается 2м кабелем от принтера, что позволяет закрепить его на каком нибудь дереве или чем-то подобном.
Итак, есть самолетик, есть радиоуправление — Поехали!(с) Первый полет производился над асфальтом, результат — сломанный пополам фюзеляж и полувырванный двигатель. Второй полет производился над более мягкой поверхностью:
Последующие полетов 10 были тоже не особо удачными. Основной причиной я считаю сильную дискретность джойстика — по крену он выдавал только 16 значений (вместо возможных 256), с осью тангажа — не лучше. Но так как в результате испытаний самолет был значительно поврежден и не подлежит ремонту:
— проверить правдивость этой версии пока не представляется возможным. В пользу этой версии говорит и зафиксированная на видео попытка выровнять самолет — он летит накрененным, а потом резко заваливается в противоположную сторону (а должен плавно). Вот более наглядное видео:
Дальность действия аппаратуры — примерно 80м, дальше тоже ловит, но через раз.
Ну вот и все, благодарю за внимание. Надеюсь, приведенная информация окажется для кого-то полезной. Буду рад ответить на все вопросы.
В архиве схема и разводка платы для Протеуса.
Всем привет! В связи с выходом нового Microsoft Flight Simulator я и мои друзья решили написать для вас гайд по полетам в симуляторе.
Учиться мы будем на Cessna 152 – одном из самых востребованных самолетов. Он прост в управлении, прощает многие ошибки и весьма популярен в летных школах – сам автор учился летать именно на нем. Что немаловажно, встроенное в Microsoft Flight Simulator обучение также использует этот самолет.
Мы не будем грузиться теорией (поначалу), а перейдем сразу к практике. Статьи будут дополнять встроенные в MFS уроки.
Дисклеймер: данная статья предназначена исключительно для полетов в симуляторе и не покрывает многие аспекты реальных полетов, намеренно упрощая некоторые определения и процедуры. Автор хоть и является частным пилотом, но не имеет квалификации летного инструктора. Если вы учитесь летать или уже летаете на реальном самолете, используйте только сертифицированную литературу, одобренную вашим клубом, школой или инструктором.
А теперь вперед, за штурвал! Загружайте первый урок.
Основы управления самолетом
В полете самолет управляется по трем осям.
Изменение наклона вверх/вниз называется управлением по тангажу (pitch). Основной способ изменить тангаж самолета – дать штурвал от себя (нос вниз) или на себя (нос вверх). На тангаж также влияет множество других параметров, некоторые из которых мы разберем ниже.
Наклон самолета на крыло называется управлением по крену (bank/roll). Основной способ создания крена – поворот штурвала влево или вправо. Крен будет расти до тех пор, пока штурвал не будет возвращен в нейтральное положение, после чего большая часть самолетов будет стремиться удержать заданный крен. Для нейтрализации крена обычно выполняют обратное движение штурвалом. Как и в случае с тангажом, крен также зависит от множества других параметров.
Рыскание (yaw) – это движение носа вправо/влево. Как и крен, рыскание зависит от многих внешних факторов. Основной способ управления рысканием в самолете это педали.
Обратите внимание, что педали в самолете имеют двойную функцию. Их можно нажимать (это работает как тормоз), а можно толкать вперед (как руль, на земле и в воздухе).
Помимо штурвала и педалей, самолет имеет несколько других важных органов управления:
Ручка управления дроссельной заслонкой (throttle), далее «газ» – эквивалентна педали газа и управляет количеством поступающей в двигатель топливно-воздушной смеси. На большей части самолетов она имеет закругленную форму и окрашена в черный цвет.
Ручка управления закрылками (flaps) управляет, как несложно догадаться, закрылками –специальными поверхностями на внутренней стороне крыла. Они позволяют самолету получать необходимую подъемную силу на более низких скоростях, что активно используется во время взлета и посадки. В полете закрылки убираются, так как они создают дополнительное аэродинамическое сопротивление.
Колесо управления триммером руля высоты (trim wheel), далее «триммер». Как мы выясним чуть позже, изменение параметров полета требует от пилота приложения разного давления на штурвал. Поворот этого колеса изменяет положение «нейтральной точки» штурвала – то есть вы сможете сделать так, чтобы штурвал сам поддерживал это давление без вашего участия.
Контролируем тангаж
Пройдите начальное обучение и «попросите» инструктора дать вам немного полетать в свободном режиме. В центре приборной панели расположен авиагоризонт (artificial horizon, attitude indicator, AI). Его легко узнать по характерному синему и коричневому цвету, которые обозначают соответственно небо и землю. По центру прибора расположена точка, которая показывает нос вашего самолета, а по бокам – риски, символизирующие крыло.
Слева от него расположен указатель воздушной скорости (airspeed indicator, ASI). Читается примерно так же, как спидометр в наземном транспорте, но скорость измеряет в узлах – морских милях (1.852 км) в час.
Мы учимся летать по правилам визуальных полетов, поэтому сам авиагоризонт нам использовать необязательно. Тем не менее, наш полет это хорошая возможность ознакомиться с принципами его работы.
За изменение тангажа отвечает руль высоты (elevator), расположенный, как правило, на хвосте самолета. Настало время им воспользоваться.
Убедитесь, что стрелка скорости расположена выше белой зоны на указателе скорости. Запомните значение скорости, а затем слегка (слегка!) возьмите штурвал на себя.
Обратите внимание на то, как изменяется картина за окном. Мы стали меньше видеть землю и больше неба. Взгляните на авиагоризонт и сопоставьте картину на нем с картиной за окном.
Проверьте скорость. Вы увидите, что она упала.
Нос направлен вверх
Отпустите штурвал. Самолет начнет сам выводить нос в горизонт. Снова проверьте скорость – она должна вернуться к исходному значению.
Повторите ту же процедуру, но наклонив нос вниз. Теперь землю видно больше, чем небо, а скорость растет. При отпускании штурвала нос возвращается в прежнее положение.
Нос направлен вниз
Вот вам простая аналогия – представьте, что вы катитесь на машине с горки. Что будет происходить с вашей скоростью, если газ и передача останутся неизменными?
Подытожим. Первичный эффект руля высоты это изменение тангажа самолета. Вторичный же это изменение скорости.
Создаем крен
За управление креном обычно отвечают элероны (ailerons) – специальные рулевые поверхности, расположенные ближе к законцовкам крыла. Они контролируются поворотом штурвала.
Выведите нос самолета в горизонт и убедитесь, что скорость находится за пределами белой шкалы. Поверните штурвал вправо, дайте самолету слегка наклониться (10 градусов хватит), а затем – отпустите.
Мы можем увидеть, что картинка за окном снова поменялась – теперь мы видим все под углом. Взгляните на авиагоризонт – вы обнаружите, что риски находится горизонтально, а сама линия горизонта наклонилась. Авиагоризонт отражает ту же картину, что мы видим за окном.
Самолет в крене
Заметьте, что самолет сохраняет данный вами крен и без всякого давления на штурвал.
Снизу от авиагоризонта вы увидите указатель курса (direction indicator) – прибор, показывающий направление, в сторону которого смотрит нос самолета. Обратите внимание на то, что наш курс меняется – то есть самолет поворачивает (совершает рыскание).
Поверните штурвал влево и удерживайте до тех пор, пока линия горизонта снова не станет ровной. Крен исчезнет, и самолет будет лететь прямо.
Первичным эффектом элеронов является создание крена, а вторичным – рыскание.
Управляем рысканием
За рыскание отвечает руль направления (rudder), расположенный на хвосте самолета. Самое время познакомиться с ним.
Выровняйте самолет и проверьте скорость. Снизу от указателя скорости расположен другой прибор, координатор разворотов (turn coordinator). Нас интересует черный шарик, плавающей в специальной дужке снизу. Как правило, в обычном полете он находится в центральной области.
Слегка толкните правую педаль и удерживайте ее. Вы увидите, что нос самолета уходит вправо. Помимо этого, будет развиваться правый крен.
А вот так выглядит рыскание
Первичным эффектом руля направления является рыскание, а вторичным – крен.
Даем газку
Взгляните на приборную панель справа от себя. Там вы найдете тахометр, показывающий обороты двигателя. Запомните текущее значение (оно должно быть в районе 2300).
Не касаясь штурвала и педалей, полностью дайте газ.
Вы увидите, что обороты двигателя (и, следовательно, создаваемая им тяга) выросли. Вслед на ними начнет расти скорость, а затем нос самолета сам собой поднимется наверх.
Полностью уберите газ, и вы увидите противоположную картину – обороты и скорость упадут, а нос самолета опустится вниз. Будьте внимательны и не давайте стрелке указателя скорости войти в белую или желтую зону. Верните режим в прежнее положение.
Обратите внимание также на то, что в момент изменения режима самолет слегка рыскает вправо/влево, в зависимости от того, увеличили или уменьшили вы режим.
Первичным эффектом от изменения газа является изменение оборотов и скорости. Вторичным же эффектом является изменение тангажа и рыскания.
Выпускаем закрылки
В зависимости от конструкции самолета, выпуск закрылок может создавать тенденцию как и к поднятию носа, так и к опусканию его. Тем не менее, практически всегда выпуск закрылок приводит к небольшому «взмыванию» самолета из-за увеличения подъемной силы крыла, а также к уменьшению скорости из-за увеличения аэродинамического сопротивления.
При работе с закрылками важно удерживать нос в желаемом положении и следить за изменениями скорости. Закрылками можно пользоваться лишь тогда, когда скорость находится в пределах белой шкалы.
Давайте распробуем их. В полете слегка приберите режим и удерживайте нос самолета горизонтально. Подберите режим таком образом, чтобы скорость держалась в районе 70.
Выпустите закрылки (первая позиция). Самолет немного взмоет. Обратите внимание, как изменится скорость самолета и положение его носа.
Теперь уберите их. Произойдет противоположное, самолет немного «провалится», а скорость начнет расти. Верните самолет в нормальный полет.
Солнечные батареи в южной Англии
Учимся триммировать
К этому моменту мы уже узнали, что изменения конфигурации полета (режима двигателя, закрылков) требуют удержания носа в какой-то одной позиции – и это позиция далеко не всегда соответствует нейтральному положению штурвала. Можно лететь, постоянно оказывая давление на штурвал – но это не очень удобно и безопасно. Постоянная «борьба» с штурвалом приведет к усталости рук и невозможности точно контролировать параметры полета.
К счастью, мы можем перенести положение «нейтральной точки» нашего штурвала так, чтобы он создавал нужное давление сам. Этот процесс называется триммированием (trimming).
Восстановите обычный режим полета (обороты, тангаж, крен, рыскание, закрылки). Отпустите штурвал и посмотрите, что произойдет с самолетом.
Если он опускает нос вниз, выведите самолет в горизонт и попробуйте снять усилия со штурвала путем поворота колеса сверху вниз. Если же задирает нос вверх, крутите в противоположную сторону. Для проверки точности триммирования приотпустите штурвал. Повторяйте процедуру до тех пор, пока самолет не будет удерживать нос горизонтально в нейтральном положении штурвала.
Мы только что выполнили триммирование самолета. Давайте обобщим эффект от триммера: поворот колеса триммера руля высоты меняет усилия на штурвале по оси тангажа.
Общие советы по пилотированию
Несколько советов по правильному пилотированию самолета и самым частым ошибкам.
В первую очередь – не держите штурвал двумя руками! В авиалайнерах в некоторых ситуациях от пилота требуется использовать обе руки, но к нам это не применимо – для управления вам хватит и одной. Вторая пригодится для всего остального, начиная от контроля газа и заканчивая ведением вашего штурманского журнала.
Второе. Не надо вцепляться в штурвал. Держите его спокойно, уверенно и нежно. Вам хватит всего трех пальцев на руке, чтобы надежно управлять им.
Окрестности Рима
Плавные движения штурвалом это ключ к точному выдерживанию параметров полета, минимизации ошибок и довольным пассажирам. Избегайте резких изменений тангажа, крена и рыскания. Выполняйте движения аккуратно, плавно, но уверенно.
Не стесняйтесь триммировать самолет, но не стремитесь контролировать тангаж триммером. Правильная последовательность действий: изменение конфигурации, удержание носа штурвалом, снятие усилий со штурвала триммером. Не надо использовать триммер вместо штурвала.
На правильно стриммированном самолете вы можете поворачивать и контролировать крен педалями. Это позволит держать обе руки свободными и, например, параллельно строить маршрут на карте. При этом нажимайте педали очень плавно, сильное скольжение может быть опасным в некоторых обстоятельствах (низкая скорость, выпущенные закрылки, сильный крен и прочее). В реальных полетах не делайте этого без прохождения соответствующего инструктажа (это применимо ко всей статье).
Не задерживайте свой взгляд на авиагоризонте и приборной панели. Вы учитесь летать по правилам визуальных полетов. По ним вы обязаны большую часть времени смотреть наружу – для избежания других самолетов и ориентировки на местности. Запомните, на каком обычно расстоянии находится капот от линии горизонта, и используйте это как референс для горизонтального полета.
Не превышайте крен в 15 градусов, особенно на низкой скорости. На первых порах не превышайте его вообще.
Эффективность рулевых поверхностей зависит от их обдувания воздухом. Чем сильнее воздушный поток, тем меньшее отклонение рулевой поверхности потребуется для достижения нужного результата. Обдув хвостовых рулевых поверхностей (рулей высоты и направления) производится встречным потоком и струей от винта. Обдув элеронов производится только встречным потоком. На меньших скоростях потребуется большее отклонение рулевых поверхностей.
Итоги
Сегодня мы научились контролировать самолет во всех осях, триммировать его, пользоваться закрылками и менять режим работы двигателя. В нашем следующем занятии мы разберем, как менять скорость полета, выполнять набор высоты и снижение, а также правильно совершать развороты.
Я буду очень рад, если кого-то из вас статья вдохновит попробовать полетать в симуляторе, и буду ещё больше рад, если после этого вы придете на настоящий аэродром. Главное — не используйте эту статью для реального обучения, всегда слушайте инструктора и читайте сертифицированную литературу. Если вам интересна тема полетов в целом и вы хотите получать больше вдохновения, то можете:
- подписаться на мой Telegam-канал, в котором я подробнее разбираю теорию и рассказываю о своих полетах в Англии
- на YouTube-каналы «Записки пилота» и kudri_fm.
Хоть эту статью и ревьюили два коммерческих пилота, она может не покрывать некоторых интересных для вас аспектов. Если так, обязательно дайте мне знать об этом в комментариях. Увидимся в небе!
Читайте также: