В данном Справочнике нет полноты изложения и систематичности, которая присуща учебникам. Основное его содержание составляет не теоретическое изложение рассматриваемых вопросов, а только справочные сведения, определения, соответствующие формулы, таблицы и графики с пояснительным текстом. Картинки и основная справочная информация используемая для составления цикла указаны по ссылкам на WIKI.
GNSS-приёмник определяет позицию аппарата по 4–12 спутникам: стандартный режим даёт 3–10 м, системы коррекций (SBAS, RTK) — 1–3 м и 10–20 см. GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo — четыре системы, приём сигнала которых ведётся одновременно. Разбираем принцип определения координат, источники ошибок, уровни точности и применение GNSS на БПЛА.
Сигнал GNSS на входе приёмника — ≈ −130 дБм, на 19 дБ ниже уровня шума: его можно и подавить, и подделать. Джемминг подавляет сигнал, спуфинг подменяет его ложным. Разбираем, как это работает физически, чем это кончается для БПЛА (беспилотного летательного аппарата) и что делает приёмник для обнаружения аномалий.
Автоматический полёт держится на датчиках: IMU даёт угол и скорость 100–1000 Гц, барометр — высоту, магнитометр — курс, оптический поток и ToF-камера — скорость и дистанцию у земли. Разбираем физический принцип каждого, его точность и пределы, и как они объединяются фильтром Калмана.
Аварийный маяк 406 МГц — «спасите» на частоте, которую принимают спутники; Remote ID — «здесь летит дрон с таким серийным номером» на частоте, которую принимают все вокруг. Разбираем архитектуру ЭРА-ГЛОНАСС, частоту 406 МГц и COSPAS-SARSAT, принцип электронной маркировки БПЛА (беспилотного летательного аппарата) и отличия между системами.
Электронная аппаратура БПЛА — и источник помех, и их жертва: мотор и ESC создают поля, которые заслоняют GNSS-сигнал −130 дБм на расстоянии сантиметров. Разбираем три элемента ЭМС (источник, путь, жертва), методы подавления (фильтры, экранирование, проводка), и чек-лист радиобезопасного полёта.
Сила — вектор, измеряется в ньютонах; система сил равновесна, когда их сумма равна нулю. Три силы в равновесии образуют замкнутый треугольник сил. Разбираем векторные операции над силами, условия равновесия, базовые силы на БПЛА (беспилотном летательном аппарате) и методику расчёта на примере удержания, спуска на парашюте и посадки.
Момент силы определяет, насколько сила вращает тело вокруг оси: \(M = F\cdot d \), где d — плечо. Пара сил создаёт вращение без смещения; её момент \(M = F\cdot a_{не} \) зависит от выбора оси. Разбираем расчёт моментов, равновесие твёрдого тела \((\Sigma M = 0) \), пару сил на винтах мультиротора и типичные значения для БПЛА (беспилотного летательного аппарата).
Центр тяжести (ЦТ) — точка, через которую проходит равнодействующая сил тяжести всех частей аппарата. Положение ЦТ определяет устойчивость полёта, распределение нагрузок на опоры и работу контроллера полёта. Разбираем формулу ЦТ, методику нахождения на весу и расчёта смещения при замене компонентов, допуски по ЦТ для мультироторов и самолетов.
Трение — сила, препятствующая относительному движению поверхностей. Сухое трение: \(F = \mu\cdot N \) (статическое больше динамического); качения: \(F = C_{rr}\cdot N \) (в 10–30 раз меньше); в подшипниках — доля процента. Разбираем коэффициенты для типичных пар (резина/бетон, углепластик/углепластик, подшипники), расчёт торможения при посадке и потери на трение в приводной цепи БПЛА (беспилотного летательного аппарата).
Кинематика описывает движение без учёта причин: координаты, скорости, ускорения. Поступательное движение (дрон летит по прямой) и вращательное (винт вращается, рама рыскает) описываются аналогичными величинами: путь/угол, скорость/угловая скорость, ускорение/угловое ускорение. Разбираем формулы равномерного и равноускоренного движения, связь линейной и угловой скорости винта и расчёт для БПЛА (беспилотного летательного аппарата).