垂起固定翼手动飞行介绍

  • 根据前面教程，准备好硬件、软件
  • 首次飞行介绍基于飞控的手动控制飞行

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  • 起飞前需要先熟悉遥控器对应通道的功能

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  • 检查VtolS3飞行状态，提示Ready To Fly则说明状态正常

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飞行必看注意事项

⚠️ 【新手飞行关键注意事项】⚠️

🔴 重要提醒： - ⚠️ 新手必须在定点模式下完成飞行，严禁在其他模式下飞行 - ⚠️ 固定翼模式中必须全程保持遥控器油门中位附近，避免高油门操作 - ⚠️ 旋翼模式切换至固定翼模式时，必须确保遥控器油门处于中位

⚠️ 【安全飞行警告】⚠️

这些操作不当可能导致： - ✖️ 飞机失控 - ✖️ 坠机损坏 - ✖️ 安全事故

请严格遵守以上操作规范！

紧急情况处理

常见故障及处理：

故障情况 可能原因 处理方法
飞机失去控制 遥控信号丢失 立即切换至故障保护模式，等待自动返航或降落
GPS定位异常 信号干扰或卫星数量不足 切换至自稳模式，手动控制飞行
飞机姿态异常 飞控传感器故障 尝试切换飞行模式，如无法控制则紧急降落
电池电量过低 飞行时间过长 立即返航，避免低电量降落

应急措施：

  • ⚠️ 发生紧急情况时，首先保持冷静，切勿猛推摇杆
  • ⚠️ 记录飞行数据，以便分析故障原因
  • ⚠️ 每次飞行后进行设备检查和维护

解锁起飞

垂直起飞理论教程

垂直起飞基本原理：

垂起固定翼(VTOL)无人机结合了多旋翼和固定翼的优点，可以在垂直方向起飞和降落，同时具备固定翼的高效巡航能力。垂直起飞时，飞机像多旋翼一样通过多个电机产生升力直接升空。

垂直起飞要点：

  1. 起飞位置：选择平坦、开阔的地面，确保周围无障碍物
  2. 飞机姿态：保持飞机水平放置，确保重心稳定
  3. 油门控制：缓慢增加油门，避免突然推满导致飞机失控
  4. 高度控制：起飞后保持悬停，确认飞机稳定后再进行其他操作
  5. 环境条件：避免在强风条件下垂直起飞，风力会影响悬停稳定性

垂直起飞步骤：

  1. 解锁无人机：在旋翼模式下解锁无人机，确保电机已解锁
  2. 检查环境：确认周围空域开阔，无障碍物，风力适中
  3. 缓慢起飞：缓慢推油门，飞机将垂直升空
  4. 稳定悬停：起飞至20米高度，保持悬停，确认飞机稳定
  5. 切换至固定翼模式：将飞机由旋翼模式切换至固定翼模式
  6. 切换模式：确认稳定后，可切换至固定翼模式进行巡航飞行

注意事项：

  • ⚠️ 垂直起飞时缓慢增加油门，避免突然推满
  • ⚠️ 起飞前确保所有螺旋桨已正确安装且紧固
  • ⚠️ 起飞时远离人群和障碍物，确保安全距离
  • ⚠️ 初学者建议在有经验人员指导下进行首次起飞
  • ⚠️ 如起飞过程中出现不稳定，立即降低油门降落

  • ⚠️ 确保电池电量充足，建议起飞前电量在80%以上

  • 在旋翼模式下解锁无人机，进行垂直起飞

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手动控制飞行

飞机姿态变化理论教程

飞机姿态基本概念：

飞机姿态是指飞机在空间中的方向和角度状态，主要包括以下三个轴向的运动：

  1. 俯仰：机头向上或向下的运动
  2. 横滚：飞机向左或向右倾斜
  3. 偏航：飞机绕垂直轴旋转（转向）

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姿态控制原理：

  • VTOL模式（多旋翼模式）：通过改变各电机的转速差来控制姿态

  • 俯仰控制：前后电机转速差

  • 横滚控制：左右电机转速差
  • 偏航控制：对角电机转速差
  • 升降控制：所有电机同时增减转速

  • 固定翼模式：通过改变机翼的迎角和舵面来控制姿态

  • 俯仰控制：通过右手摇杆上下控制改变机翼的迎角

  • 横滚控制：通过右手摇杆左右控制左右机翼差动
  • 偏航控制：通过左手摇杆左右控制尾翼的方向偏转

姿态变化对飞行的影响：

  1. 俯仰变化：

  2. 机头向上（爬升）：增加迎角，升力增大，飞机上升

  3. 机头向下（俯冲）：减小迎角，升力减小，飞机下降

  4. 横滚变化：

  5. 向左倾斜：右翼升力增大，左翼升力减小，飞机向左倾斜

  6. 向右倾斜：左翼升力增大，右翼升力减小，飞机向右倾斜

  7. 偏航变化：

  8. 左转：垂直尾翼向左偏转，飞机向左转向

  9. 右转：垂直尾翼向右偏转，飞机向右转向

  10. 在任意模式下根据飞手习惯手动控制飞行

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飞行模式对比总结：

模式 SA键位置 高度控制 位置控制 飞手操作
自稳模式 上位 手动控制 无 需控制油门和俯仰来调节高度
定高模式 中位 自动控制 无 只需控制方向，飞控保持高度
定点模式 下位 自动控制 自动控制 只需控制方向，飞控保持高度和位置

固定翼自稳模式

  • 横滚和俯仰是角度控制的（不能上下滚动或循环）
  • 如果油门降至 0％（电机停止），飞机将滑行。 为了执行转弯，必须在整个操纵过程中保持命令，因为如果释放横滚摇杆，则飞机将停止转动并自行调平（对于俯仰和偏航命令也是如此）
  • 偏航杆可以用来增加/减少飞机在转弯时的偏航率。如果留在中心，控制器会自行进行转弯协调，这意味着它将应用当前滚转角的必要偏航率来执行平稳转弯。

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固定翼定高模式

  • 高空飞行模式是最安全、最简单的非gps手动模式。它使飞行员更容易控制车辆高度，特别是达到并保持固定高度。该模式不会试图保持无人机逆风航向。空速是主动控制，如果一个空速传感器安装。
  • 当所有遥控输入都居中时（无滚动、俯仰、偏航，油门约 50％），飞机将恢复直线水平飞行（受风影响）并保持其当前高度。
  • 偏航杆可以用来增加/减少飞机在转弯时的偏航率。如果留在中心，控制器会自行进行转弯协调，这意味着它将应用当前滚转角的必要偏航率来执行平稳转弯。

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固定翼定点模式

  • 定位模式是最简单、最安全的手动模式。它支持具有位置估计（例如GPS）的飞机。它使飞行员更容易控制飞机高度，特别是达到并保持固定高度。这种模式可以使飞机逆风行驶。空速是主动控制，如果一个空速传感器安装。
  • 当所有操纵杆释放/居中（无滚转、俯仰、偏航和~50%油门）时，飞机将返回直线、水平飞行，并保持当前高度和飞行路径，而不受风的影响。这使得在飞行时很容易从任何问题中恢复过来。侧倾和俯仰都是角度控制的（所以不可能翻车或绕车）。
  • 偏航杆可以用来增加/减少车辆在转弯时的偏航率。如果留在中心，控制器会自行进行转弯协调，这意味着它将应用当前滚转角的必要偏航率来执行平稳转弯。下图直观地显示了模式行为（对于模式2发射机）

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旋翼模式操作模式

1. 自稳模式（Stabilize）

  • 控制特点：横滚和俯仰角度控制，油门控制高度
  • 操作方式：需要手动控制油门来保持高度，摇杆回中时飞机会保持当前姿态
  • 适用场景：适合有经验的飞手，需要精确控制飞机姿态
  • 注意事项：需要持续调整油门来维持高度，不适合新手长时间飞行

2. 定高模式（Altitude Hold）

  • 控制特点：飞控自动保持当前高度，横滚和俯仰角度控制
  • 操作方式：油门控制垂直速度（上推增加高度，下拉降低高度），松开油门后保持当前高度
  • 适用场景：适合初学者，无需担心高度控制
  • 注意事项：高度保持依赖气压计，在强风和气压变化较大的环境下可能有误差

3. 定点模式（Position Hold）

  • 控制特点：飞控自动保持当前位置和高度
  • 操作方式：摇杆控制飞机移动方向和速度，松开摇杆后自动回到定点位置
  • 适用场景：适合需要精确悬停的场景，如拍照、巡检等
  • 注意事项：需要良好的GPS信号，在GPS信号弱的环境下可能无法正常工作

模式切换建议：

  • 初学者建议从定高模式开始，熟悉基本操作后再尝试自稳模式
  • 进行精确悬停操作时使用定点模式
  • 注意各模式的信号要求和环境限制

降落

垂直降落理论教程

垂直降落基本原理：

垂起固定翼无人机最大的优势之一就是可以像多旋翼一样垂直降落，无需跑道。垂直降落时，飞机在旋翼模式下缓慢下降，直至接触地面。

垂直降落要点：

  1. 切换至旋翼模式：在降落前将飞机由固定翼模式切换至旋翼模式
  2. 选择降落点：选择平坦、开阔的地面，确保周围无障碍物
  3. 缓慢下降：缓慢降低油门，控制飞机缓慢下降
  4. 保持水平：降落过程中保持飞机水平，避免倾斜
  5. 接地时机：当飞机接近地面时，进一步降低油门，使飞机平稳接地

垂直降落步骤：

  1. 返航至降落点：将飞机飞回起飞点或选定的降落区域
  2. 切换至旋翼模式：将飞机切换至旋翼模式
  3. 稳定悬停：在降落点上空3-5米高度稳定悬停
  4. 缓慢下降：缓慢降低油门，控制飞机缓慢下降
  5. 平稳接地：当飞机接近地面时，进一步降低油门，使飞机平稳接地
  6. 锁定电机：飞机接地后，将油门拉至最低，等待电机锁定

注意事项：

  • ⚠️ 降落前确保降落点平整、开阔，无障碍物
  • ⚠️ 降落过程中保持飞机水平，避免倾斜导致侧翻
  • ⚠️ 避免在强风条件下垂直降落，风力会影响悬停稳定性
  • ⚠️ 如降落过程中出现不稳定，立即增加油门重新悬停
  • ⚠️ 确保电池电量充足，建议降落前电量不低于20%
  • ⚠️ 接地后立即拉低油门，等待电机锁定
  • ⚠️ 飞行结束后及时断开电池电源

降落阶段划分：

  1. 进场阶段：从巡航高度下降至着陆高度
  2. 下滑阶段：保持稳定的下滑角度和速度
  3. 拉平阶段：接地前减小下降率，使飞机平稳接地
  4. 滑跑阶段：接地后保持方向，减速至停止

降落关键参数：

  • 进场高度：推荐16米左右，确保有足够的空间进行调整
  • 进场速度：推荐10米/秒，保持稳定的飞行状态
  • 下滑角度：约3-5度，确保平稳下降
  • 空域要求：200米无障碍空域，确保有足够的机动空间

降落操作原理：

  1. 高度控制：

  2. 通过右手摇杆（俯仰）控制飞机的升降

  3. 下拉摇杆：机头向上，增加升力，减缓下降
  4. 上推摇杆：机头向下，减小升力，加快下降

  5. 速度控制：

  6. 通过左手油门控制飞机的推力

  7. 增加油门：增加推力，提高速度
  8. 减小油门：减小推力，降低速度
  9. 着陆前收油门：使飞机进入滑翔状态

  10. 方向控制：

  11. 通过右手摇杆（横滚）控制飞机的左右倾斜

  12. 配合尾翼控制飞机的转向

降落技巧：

  • 逆风着陆：逆风方向着陆可以减小接地速度，提高安全性
  • 保持稳定：保持飞机姿态稳定，避免剧烈操作
  • 预判调整：提前预判飞机状态，提前进行调整
  • 视线引导：保持视线看向着陆点，引导飞机准确着陆

常见降落问题：

  • ⚠️ 失速：空速过低导致升力不足，飞机失控
  • ⚠️ 偏离跑道：方向控制不当，飞机偏离着陆点
  • ✅ 正确降落：平稳接地，滑跑距离适中

安全注意事项：

  • 确保着陆场地平整、开阔，无障碍物
  • 避免在强风、雨天等恶劣天气条件下降落
  • 保持足够的安全距离，远离人群和建筑物
  • 切换至VTOL模式垂直降落

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  • 等无人机接触地面后，持续拉低油门，等待电机上锁即可完成本次飞行，完成飞行后应及时断开电源

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模式切换

旋翼与固定翼模式切换

切换原理：

垂起固定翼无人机可以在旋翼模式（多旋翼模式）和固定翼模式之间切换，以适应不同的飞行需求。

切换时机：

  • 旋翼转固定翼：起飞后，飞机达到一定高度和速度，确认稳定后进行切换
  • 固定翼转旋翼：降落前，将飞机飞回降落区域上空，准备垂直降落

切换步骤：

  1. 旋翼转固定翼：

  2. 确保飞机在VTOL模式下稳定悬停

  3. 向前推俯仰杆，使飞机产生向前的速度
  4. 当飞机达到一定速度后，切换至固定翼模式
  5. 飞控将自动完成模式转换，前拉电机启动

  6. 固定翼转旋翼：

  7. 确保飞机在固定翼模式下稳定飞行

  8. 将飞机飞回降落区域上空
  9. 降低油门，减小飞行速度
  10. 当飞机速度降低到一定程度后，切换至旋翼模式
  11. 飞控将自动完成模式转换，前拉电机关闭

注意事项：

  • ⚠️ 模式切换时确保飞机姿态稳定
  • ⚠️ 固定翼转旋翼时需要降低飞行速度
  • ⚠️ 切换过程中如出现异常，立即切回原模式