Обновлено: август 2026.
Интерактивная лаборатория показывает, как скорость, угол атаки, крен, ветер и тяга меняют полёт FPV-самолёта. Подходит для первого знакомства с аэродинамикой и для быстрой инженерной проверки причинно-следственных связей.
FPV-самолёт: управление, силы и траектория
Команда пилота проходит через рули и угол атаки, а затем меняет силы и путь самолёта.
Быстрый эксперимент
Сначала сделайте прогноз, затем меняйте только один параметр.
- Выберите «Поворот с креном» и сравните перегрузку и Vсвал.
- Увеличьте крен и проверьте, уменьшается ли запас скорости.
- Включите боковой ветер и сравните Vвозд с Vземля.
- подъёмная сила
- тяга / Vвозд
- сопротивление / ветер
- вес
- путевая траектория
Разбор текущего состояния
- Нагрузка.
- Запас.
- Траектория.
Поток вокруг крыла — упрощённая CFD-картина
- пониженное давление
- повышенное давление
- отрыв потока
Это качественная визуализация для понимания причин и следствий. Она не рассчитывает сетку, число Рейнольдса, турбулентность и не заменяет CFD-решатель.
Полная энергия [7]
Восстановление сваливания [8]
- 1. Разгрузи
уменьши угол атаки - 2. Выровняй
убери крен - 3. Добавь тягу
восстанови скорость - 4. Верни набор
только после разгона
Управление самолётом
Изменения сразу видны на схемеСтрелки клавиатуры изменяют активный ползунок на один шаг. Кнопка «Сбросить модель» возвращает исходный прямой полёт.
Профиль параметров
пример, не заводские defaultsFBWA: в этой учебной схеме команда задаёт целевой крен, а фактический угол приближается к нему с ограничением режима.
Жёлтые поверхности показывают рули. Vвозд не меняется от бокового ветра; Vземля и курс меняются.
Учебное приближение: силы нормированы, динамика упрощена. Модель объясняет причинно-следственную связь, но не заменяет SITL, расчёт конкретного планера или FPV-тренажёр.
Математика, ограничения и источники
- Перегрузка n. В установившемся координированном развороте модель использует
n ≈ 1 / cos(крен). Чем больше крен, тем больше требуемая подъёмная сила. - Vвозд. Скорость относительно воздушной массы. Именно она определяет запас до сваливания; модель не разделяет IAS и TAS.
- Vсвал. Учебная оценка с учётом перегрузки:
Vсвал = Vсвал0 × √n. Для реального самолёта значение зависит от массы, конфигурации и аэродинамики. - Vземля и Vz. Vземля измеряется относительно поверхности, Vz показывает набор или снижение. Боковой ветер меняет путевую скорость и направление, но не Vвозд.
- Угол атаки. Угол между хордой крыла и набегающим потоком. Он не равен тангажу самолёта относительно горизонта.
- MANUAL, FBWA, CRUISE. Здесь показано упрощённое различие. Реальные ограничения и реакции ArduPilot зависят от параметров, датчиков и настройки планера.
- Полная удельная энергия. Шкала складывает высоту и кинетическую составляющую в эквивалентной высоте:
hE = h + V² / 2g. Это учебный снимок запаса энергии, а не оценка заряда батареи. - Восстановление. Сначала уменьши угол атаки и разгрузи крыло, затем выровняй крен, восстанови скорость тягой и только после этого возвращай набор. Реальная процедура зависит от самолёта и высоты.
- ArduPilot Plane 4.6/4.7. В переключателе использованы реальные имена параметров
AIRSPEED_STALL,AIRSPEED_MIN,AIRSPEED_CRUISE,ROLL_LIMIT_DEG,PTCH_LIM_MAX_DEG,STALL_PREVENTIONиTECS_SPDWEIGHT. Значения в панели — пример профиля, их нужно сверять с настройками конкретного планера.
Как работать с моделью
Начните с кнопки «Горизонтальный полёт», затем меняйте по одному параметру. Стрелки на схеме показывают подъёмную силу, вес, тягу и сопротивление. Числа нормированы и нужны для сравнения режимов, а не для расчёта конкретного планера.
Эксперимент 1. Крен и скорость сваливания
- Установите крен 0° и запомните расчётную скорость сваливания.
- Постепенно увеличьте крен до 45–60°.
- Сравните перегрузку и новую скорость сваливания.
В координированном развороте самолёту нужна большая суммарная подъёмная сила. В упрощённой модели перегрузка оценивается как n ≈ 1 / cos φ, а скорость сваливания растёт примерно как Vstall = Vstall0 × √n.
Эксперимент 2. Воздушная и путевая скорость
Задайте боковой или встречный ветер и сравните воздушную скорость с путевой. Сваливание определяется потоком относительно крыла, поэтому ориентироваться только на скорость над землёй опасно.
Эксперимент 3. Угол атаки и срыв потока
Увеличивайте угол атаки и следите за CFD-картиной. Перед сваливанием растут подъёмная сила и сопротивление; после критического угла поток отделяется, а подъёмная сила перестаёт расти. Для восстановления сначала уменьшите угол атаки, затем уберите крен и восстановите скорость.
Как читать аэродинамические силы
- Подъёмная сила направлена примерно перпендикулярно набегающему потоку.
- Вес всегда направлен к земле.
- Тяга создаётся винтом и зависит от силовой установки и режима газа.
- Сопротивление действует против движения относительно воздуха и быстро растёт при большом угле атаки.
Что означает CFD-визуализация
Цветовые зоны, линии тока и след за крылом — качественная учебная визуализация. Она помогает увидеть ускорение потока, разность давлений и отделение потока, но не является численным CFD-расчётом: здесь не задаются сетка, число Рейнольдса, модель турбулентности и геометрия конкретного профиля.
Ограничения и безопасная практика
Модель не заменяет расчёт конкретного самолёта, SITL и полётный тренажёр. Перед реальным вылетом проверьте центровку, направления рулей, диапазоны отклонений, калибровку датчиков и запас скорости. Настройку сервоприводов и силовой установки выполняйте со снятым винтом.
Что проверить в ArduPilot Plane
- корректность воздушной скорости и её источника;
- параметры минимальной, крейсерской и максимальной скорости;
- ограничения крена и тангажа;
- поведение в FBWA и других стабилизированных режимах;
- логи после безопасного тестового полёта.