Фактором, который способствовал быстрому внедрению технологий беспилотных летательных аппаратов на основном рынке, является тот факт, что они стали намного проще в использовании. Благодаря всем удобным функциям, которыми в настоящее время обладают беспилотные летательные аппараты, даже новичок может запустить квадрокоптер и летать всего за несколько минут.
Одной из наиболее распространенных функций является удержание высоты. Это автоматически поддерживает высоту вашего дрона, так что вы можете сосредоточиться на том, чтобы направить его в любом направлении. Как именно беспилотный летательный аппарат достигает этого подвига? Работает ли это идеально или есть какие-либо потенциальные проблемы, которые вы можете ожидать при полете с удержанием высоты?
Что такое удержание высоты и как это работает?
Пропеллеры дрона служат двум основным целям – удержанию дрона в воздухе, создавая подъемную силу и позволяя ему двигаться в любом направлении с помощью двигателя. Это должно выполняться непрерывно, чтобы беспилотник не упал на землю.
В то время как пилот дрона может управлять высотой дрона, уменьшая или увеличивая скорость вращения винтов, вручную поддерживать постоянную высоту практически невозможно. Это связано с тем, что изменение погодных условий, таких как давление и влажность воздуха, также влияет на величину подъемной силы, создаваемой пропеллерами. Поддержание постоянной высоты вручную также осложняется тем фактом, что пилот дрона также должен сосредоточиться на перемещении дрона в любом направлении и выполнении поворотов.
Как следует из названия, функция удержания высоты позволяет дрону автоматически поддерживать высоту. Это означает, что, за исключением ввода пилота, беспилотник будет парить на одной и той же высоте независимо от внешних факторов. Это освобождает пилота, чтобы сосредоточиться на более важных вопросах, таких как направление, в котором будет летать беспилотник, или создание фотографий или видео.
В основе функции удержания высоты лежит очень простая технология – барометр. Это устройство непрерывно измеряет и записывает значение давления воздуха на текущей высоте беспилотника. Поскольку давление воздуха уменьшается пропорционально высоте, барометр можно использовать в качестве косвенного высотомера для беспилотного летательного аппарата. Использование барометра для измерения высоты делается не ради простоты – это та же технология, которая используется в пилотируемых самолетах.
Чтобы соотношение высоты и давления воздуха работало, барометру необходимо базовое значение. Это значение получается путем калибровки барометра на уровне моря, таким образом регистрируя значение давления воздуха при нулевом МСЛ. Это не всегда постоянное значение из-за изменения погодных условий, что вызывает необходимость периодической калибровки барометра.
Какие дроны удерживают высоту?
Барометры обеспечивают простую и дешевую технологию, которая позволяет дронам измерять их текущую высоту и поддерживать стабильное парение. Самое лучшее в этой технологии то, что она настолько дешева, что ею обладают даже игрушечные дроны стоимостью менее 50 долларов.
Прямо сейчас уже не удивительно, что дешевые дроны, такие как квадрокоптер MJX и Syma X8HG, имеют функции удержания высоты. В некотором смысле функция удержания высоты является отличным местом продажи дронов, которые продаются детям и новичкам. Никто не хочет постоянно спорить с дроном, который дрейфует вверх или вниз – это неинтересно, и это может отпугнуть людей, которые просто пытаются научиться управлять дроном.
Если у вас есть беспилотный летательный аппарат среднего и высокого класса от любого из популярных брендов беспилотных летательных аппаратов, таких как DJI, Autel, Parrot или Yuneec, то можно с уверенностью предположить, что ваш беспилотный летательный аппарат удерживает высоту. Прямо сейчас удержание высоты является одной из немногих функций, которые считаются стандартными во всех моделях, кроме самых недорогих.
Потенциальные проблемы с функцией удержания высоты
Несмотря на отсутствие необходимости в каком-либо вмешательстве пилота для работы функции удержания высоты, это все еще не надежная технология. Зависимость удержания высоты от показаний давления воздуха является его самым большим недостатком. На давление воздуха может влиять множество факторов, связанных с погодой, все из которых трудно предсказать и находятся вне контроля пилота беспилотника.
Внезапное понижение температуры из-за надвигающегося дождя приведет к соответствующему падению давления, которое беспилотник может неправильно интерпретировать как внезапное увеличение высоты. Однако падение давления из-за изменения температуры обычно недостаточно значительно, чтобы заставить беспилотник с огромным запасом регулировать высоту.
Самая большая проблема возникает, когда дует сильный ветер, когда беспилотник парит с удержанием высоты. Внезапный порыв ветра вызывает резкий скачок показаний давления на барометре. Затем беспилотник интерпретирует это как внезапное падение высоты. В некоторых случаях экстремальное повышение давления воздуха может даже привести к показаниям высоты, которые ниже высоты при запуске – так сказать, отрицательные показания.
Функция удержания высоты затем предложит беспилотному летательному аппарату настроить в качестве реакции на интерпретированное падение высоты. В большинстве случаев это приведет к тому, что беспилотник немедленно взлетит, что может быть особенно проблематично, если вы взлетаете под деревом или навесом.
Это довольно экстремальный пример, но вот лишь некоторые из проблем, с которыми вы можете столкнуться при полете в неблагоприятном сочетании удержания высоты и ветреных условий.
Дрейф высоты
Когда очень ветрено, барометр вашего дрона, скорее всего, измерит колебания давления воздуха. Это означает, что он будет изо всех сил пытаться сохранить свою первоначальную высоту, что приведет к сложному полету, когда беспилотник может оказаться в колебаниях между набором и снижением высоты.
Это плохая новость, если вы пытаетесь выполнить какую-то профессиональную работу, так как вы вряд ли соберете какие-либо полезные данные, фотографии или видео с постоянно движущегося дрона. Это также очень напряженно для двигателей и аккумулятора дрона.
Не реагирующие элементы управления
Когда вы обнаруживаете, что ваш беспилотник бесконтрольно движется вверх и вниз, естественная тенденция состоит в том, чтобы попытаться привести его в состояние стабильности. Однако это гораздо легче сказать, чем сделать. Это всего лишь следствие постоянно меняющихся значений высоты барометра дрона. Даже если вы пытаетесь сбросить автоматические функции квадрокоптера, чтобы приземлиться вручную, дрон может не реагировать, потому что он уже считает, что теряет высоту. В этих обстоятельствах у вас может не быть выбора, кроме как подождать, пока стихнет ветер, чтобы беспилотник мог получить стабильные показания высоты.
Не реагирующая автоматическая посадка
Поскольку посадка дрона вручную будет затруднена, у вас может возникнуть соблазн активировать его функцию автоматической посадки. Это еще менее вероятно, так как беспилотник сильно полагается на показания высоты, чтобы выполнить автоматическую посадку. Это особенно верно, если беспилотник испытывает порыв ветра такой силы, что он фиксирует отрицательную высоту – вы можете даже увидеть, как он взлетает при попытке приземлиться!
Опять же, лучше всего было бы дождаться, пока беспилотник наберет стабильную высоту, прежде чем пытаться посадить его. Лучше всего было бы сделать это вручную.
Зная об этих проблемах, некоторые бренды беспилотных летательных аппаратов улучшили функции удержания высоты своей модели за счет использования усовершенствованного GPS-позиционирования и ультразвуковых датчиков. Это дает некоторую избыточность методам, которые беспилотный летательный аппарат может использовать для поддержания стабильной высоты, хотя у них все еще есть ограничения. Прием GPS не гарантирован во всех областях, а ультразвуковые датчики работают только на ограниченной высоте вдали от земли.
В любом случае функция удержания высоты не является гарантией того, что ваши операции с дроном всегда будут проходить гладко. Полет в плохую погоду-это всегда плохая идея, которую не могут компенсировать даже самые сложные бортовые датчики и системы управления полетом. Если станет невероятно ветрено, вашим лучшим вариантом все равно будет посадить свой беспилотник до тех пор, пока погода не улучшится.
Последние мысли
Удержание высоты-одна из многих функций, которые сделали дроны такими удобными в использовании устройствами, какими они являются сейчас. Технология, лежащая в ее основе, очень проста – она используется авиационной промышленностью на протяжении десятилетий. Это считается недорого, что даже игрушечные дроны могут позволить себе удерживать высоту.
Что пилотам беспилотных летательных аппаратов нужно знать, так это то, что технология не идеальна. Это не спасет вас, если вы решите управлять своим дроном в очень негостеприимных условиях. Как всегда, даже самые сложные функции безопасности не заменят вашего здравого смысла.
