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起飞模式(固定翼飞机)

“起飞” 飞行模式可使飞行器起飞至指定高度,然后进入保持模式

默认情况下,飞行器采用手抛或弹射起飞方式,但在硬件支持的情况下,也可通过配置使用跑道起飞方式。

INFO

  • 该模式为自动模式,控制飞行器无需用户干预。
  • 该模式至少需要有效的本地位置估计(无需全局位置)。
    • 正在飞行的飞行器若没有有效的本地位置,则无法切换到此模式。
    • 正在飞行的飞行器若失去位置估计,将进入故障安全状态。
    • 未解锁的飞行器在没有有效位置估计的情况下可切换到此模式,但无法解锁。
  • 可使用遥控控制开关更改飞行模式。
  • 在弹射起飞过程中,遥控摇杆的移动将被忽略,但在跑道起飞时,摇杆可用于微调飞行器。
  • 故障检测器会在起飞出现问题时自动关闭发动机。

技术总结

起飞模式(以及固定翼任务起飞)有两种方式:弹射/手抛起飞跑道起飞(取决于硬件)。该模式默认采用弹射/手抛起飞方式,但可通过将RWTO_TKOFF设置为1来切换为跑道起飞。

要使用 “起飞模式”,首先切换到该模式,然后解锁飞行器。手抛或弹射起飞的加速度会触发电机启动。对于跑道起飞,飞行器解锁后电机将自动加速。

无论采用哪种方式,都会定义一条飞行路径(起点和起飞航向)以及安全高度:

  • 起点是飞行器首次进入起飞模式时的位置。
  • 航向设置为解锁时飞行器的朝向。
  • 安全高度设置为MIS_TAKEOFF_ALT

起飞时,飞机将沿着由起点和航向定义的直线飞行,以最大爬升率(FW_T_CLMB_MAX)爬升,直至达到安全高度。达到安全高度后,飞行器将进入保持模式并盘旋。

参数

影响弹射/手抛起飞和跑道起飞的参数:

参数描述
MIS_TAKEOFF_ALT起飞期间飞行器将爬升至高于起飞点的最低高度设定值。
FW_TKO_AIRSPD起飞空速(若操作员未定义,则设置为FW_AIRSPD_MIN
FW_TKO_PITCH_MIN爬升阶段的最小俯仰角设定值。
FW_T_CLMB_MAX最大爬升率。
FW_FLAPS_TO_SCL起飞期间的襟翼设定值。

INFO

起飞期间,飞行器始终遵循固定翼飞机正常的油门最大/最小值设置(FW_THR_MINFW_THR_MAX)。

弹射/手抛起飞

在 “弹射/手抛起飞模式” 下,飞行器等待检测到起飞动作(基于加速度触发)。起飞时,它会启动电机,并以最大爬升率FW_T_CLMB_MAX爬升,同时保持俯仰设定点高于FW_TKO_PITCH_MIN。一旦达到MIS_TAKEOFF_ALT,它将自动切换到保持模式并盘旋。

整个起飞过程中,遥控摇杆的所有移动都将被忽略。

要在此模式下起飞:

  1. 解锁飞行器。
  2. 将飞行器切换至 “起飞模式”。
  3. 直接迎着风(用力)发射/抛出飞行器。你也可以先晃动飞行器,等到电机启动后再抛出。

参数(起飞检测器)

“起飞检测器” 受以下参数影响:

参数描述
FW_LAUN_DETCN_ON启用自动起飞检测。若禁用,电机在解锁时就会启动。
FW_LAUN_AC_THLD加速度阈值(机体向前方向的加速度必须高于此值)。
FW_LAUN_AC_T触发时间(加速度必须高于阈值持续此秒数)。
FW_LAUN_MOT_DEL从检测到起飞到电机启动的延迟时间。

跑道起飞

跑道起飞仅适用于配备起落架和可转向机轮的飞行器。你首先需要使用参数FW_W_EN启用机轮控制器。

启动起飞时,飞行器应位于跑道中心并与跑道对齐。操作员可以在跑道上 “微调” 飞行器,以帮助其保持居中对齐(见RWTO_NUDGE)。

“跑道起飞模式” 包含以下阶段:

  1. 油门提升:油门在RWTO_RAMP_TIME内提升至RWTO_MAX_THR
  2. 紧贴跑道:在达到旋转空速(RWTO_ROT_AIRSPD)之前,俯仰固定,无横滚,控制起飞路径。操作员可通过偏航摇杆左右微调飞行器。
  3. 爬升:增加俯仰设定点并爬升至起飞高度。为防止机翼触地,控制器在接近地面时会将横滚设定点锁定为0,然后在爬升过程中逐渐允许更大的横滚。这基于在FW_WING_SPANFW_WING_HEIGHT中配置的飞行器几何形状。

INFO

为实现平稳起飞,可能需要对跑道机轮控制器进行调校。它由一个速率控制器(具有参数FW_WR_PFW_WR_IFW_WR_FF的P - I - FF控制器)和一个外环组成,外环根据航向误差计算航向设定点,并可通过RWTO_NPFG_PERIOD进行调校。

参数(跑道起飞)

跑道起飞受以下参数影响:

参数描述
RWTO_TKOFF启用跑道起飞。
FW_W_EN启用机轮控制器。
RWTO_MAX_THR跑道起飞期间的最大油门。
RWTO_RAMP_TIME油门提升时间。
RWTO_ROT_AIRSPD开始旋转(拉起机头)的空速阈值。若操作员未配置,则设置为0.9 * FW_TKO_AIRSPD。
RWTO_ROT_TIME起飞旋转期间,线性调整起飞俯仰限制所需的时间。
FW_TKO_AIRSPD起飞爬升阶段(旋转后)的空速设定值。若操作员未配置,则设置为FW_AIRSPD_MIN。
RWTO_NUDGE启用在跑道上对机轮控制器进行微调。
FW_WING_SPAN飞行器的翼展。用于防止机翼触地。
FW_WING_HEIGHT机翼离地面的高度(离地间隙)。用于防止机翼触地。
RWTO_NPFG_PERIOD在跑道上转向时的L1周期。增大此值可降低对航向误差的响应敏感度。

另请参阅