淺談穿越機的現(xiàn)狀與發(fā)展

穿越機是FPV（第一視角）飛行器的一個特殊分支，具有體積小巧、便于攜帶、飛行速度快、操縱靈活、觀賞性強、成本較低且對飛行場地要求靈活等特點。其多采用四軸結(jié)構(gòu)，特殊用途的競速級穿越機也有采用六軸結(jié)構(gòu)的（圖1）。

無論是結(jié)構(gòu)還是用途，穿越機都與無人機不同。無人機通常體積較大、飛行速度較慢，機上搭載有能自主控制飛行狀態(tài)的自駕儀器，操縱過程多由電腦完成，且對載荷有一定要求。而穿越機則體積較小，軸距通常在250-450mm之間，且飛行速度較快，通常采用手動方式操縱。

由于穿越機與某些消費級無人機外觀結(jié)構(gòu)相似，因此也有人稱其為競速用無人機，并將穿越機比賽稱為無人機競速賽。實際上，恰恰是超快的飛行速度、靈活多變的飛行動作，以及刺激的操縱體驗這些一般無人機所不具備的特點推動了穿越機的迅速崛起（圖2），并被越來越多的模型愛好者所喜愛。

國外現(xiàn)狀

FPV飛行器最初采用固定翼模型飛機搭載FPV設(shè)備飛行。之后，國外有人嘗試將FPV設(shè)備搭載在操縱靈活性更好的多軸飛行器上并進行飛行。隨著其日漸普及，通過第一視角操縱飛行器穿越障礙物的多軸飛行器逐漸自成一派，即現(xiàn)在常見的穿越機。

搭載FPV設(shè)備后，穿越機的操縱方式從傳統(tǒng)航模的“第三視角”變?yōu)椤暗谝灰暯恰?，操縱感受更像電子游戲，不僅能帶給使用者身臨其境的感官體驗，同時也讓穿越機具有了與傳統(tǒng)航模不一樣的玩法。

目前，參與穿越機比賽的人數(shù)正在飛速增長。美國、加拿大、英國、意大利、瑞士、日本等國紛紛成立了穿越機聯(lián)盟，制定了嚴格的賽事規(guī)范與各項標準，并定期組織大規(guī)模的專業(yè)賽事。其專業(yè)程度越來越高，而參賽者卻向低齡化發(fā)展，孩子越來越多地參與到這項比賽中。2016年3月11日，迪拜耗資上億美元舉辦了WDP（World Drone Prix）穿越機比賽。該賽事總獎金高達100萬美金，創(chuàng)相關(guān)商業(yè)賽事之最，而冠軍獲得者是年僅15歲的英國少年班尼斯特和他的“Tornado X-Blades Banni UK”戰(zhàn)隊（圖3）。這場設(shè)立了高額獎金的穿越機比賽吸引了全世界愛好者的目光。2016年3月30日，韓國無人機競技協(xié)會主席金惠東與中國的“D1天空競技場”負責人盧青及日本無人機競技協(xié)會主席Terra成立了亞洲無人機競速協(xié)會（ADRO），將致力于亞洲穿越機運動的開展與推廣（圖4）。

面對專業(yè)穿越機比賽的日漸興起，各國監(jiān)管部門的態(tài)度也有所改變。如美國聯(lián)邦航空管理局（簡稱FAA）盡管在2014年6月就曾發(fā)布聲明，要求私人擁有的航模或無人機必須在操縱人員視距內(nèi)才能進行手動飛行，且禁止使用VR眼鏡類第一視角飛行設(shè)備。但事實上，當操縱人員在特定區(qū)域（遠離人群的森林或空場）內(nèi)進行專業(yè)比賽時，F(xiàn)AA并不會進行限制。2015全美穿越機錦標賽上，F(xiàn)AA甚至派出兩名代表參賽。

國內(nèi)發(fā)展

穿越機進入國內(nèi)的時間雖然不長，但很多省市都成立了民間穿越機聯(lián)盟組織，并不時舉辦相關(guān)比賽，如四川的FPV RACE大獎賽、海南航模挑戰(zhàn)賽等。同時，因入門門檻相對較低、觀賞性及娛樂性較高，故穿越機項目也吸引了大批沒有航模操縱經(jīng)歷的業(yè)余玩家加入。

此外，在部分整機廠商的大力推廣下，很多商業(yè)化比賽的成功舉辦讓更多廠商看到了國內(nèi)市場的商機，紛紛拿出更多精力投入到穿越機的研發(fā)與推廣中。如2016北京模型展上，無論是新晉廠商還是老牌航模廠商、配件供應(yīng)商等，紛紛推出穿越機相關(guān)產(chǎn)品（圖5）。而且，隨著配件價格進一步降低、整機搭配方案更加成熟，國內(nèi)愛好者對穿越機的關(guān)注度也將越來越高。

項目特點

穿越機主要有休閑（自由飛行）和競技兩種飛行方式。其中，自由飛行較適合單人進行，是一種將航模與電子游戲體驗相結(jié)合的飛行方式。無論是自家后院、風景優(yōu)美的公園森林還是光線較好的大樓內(nèi)，只要有足夠的空間就能飛行（圖6、圖7）。

自由飛行對穿越機的性能要求相對較低。由于眼睛距離參照物越近，感知移動速度越快，因此在通過第一視角進行觀察時，較低的飛行速度也能帶來刺激的感官體驗，即最普通的動力搭配就能滿足日常穿越飛行的需求。

競技飛行則由多人同場較量，一般在布置有不同障礙門的專業(yè)比賽場地進行。比賽內(nèi)容分為單圈競速或追逐競技等。

穿越機競技飛行比賽的專業(yè)程度比較高，其比賽方式也較傳統(tǒng)航模更加靈活。比賽時，選手需操縱其按照指定路徑飛行（圖8）。因穿越機飛行速度較快，飛行路徑上用于穿越的障礙門尺寸有限（圖9），無疑會加大選手的操縱難度。如何順利地飛過障礙門，是選手需要面對的挑戰(zhàn)之一。此外，設(shè)計復(fù)雜的賽道不僅具有漂亮的外觀，也會增加飛行難度（圖10）。

比賽中，成群結(jié)隊的穿越機在賽道內(nèi)互相追逐超越的場景，在給操縱手帶來刺激的體驗的同時，更讓現(xiàn)場的觀眾大為贊嘆。

機型選擇

1.DIY穿越機

市面上常見的穿越機主要分為兩類：DIY與成品。DIY穿越機通常需要以下裝備（圖11）：

1.機架。建議選用強度高、輕量化的碳纖維機架。軸距250mm為宜。

2.電調(diào)（ESC）。額定電流要大于所匹配電機的最大瞬時電流，以防過載。

3.電機。為保證安全，必須固定牢固。

4.電池。建議選用放電倍率較大的電池，以滿足飛行時所需的動力要求。

5.飛控。主要有CC3D、NAZE 32，SP Racing F3及Bee Rotor F3幾種。建議初學者選用CC3D飛控，易用又便宜。而且，目前已有針對該飛控配置的較為成熟的動力搭配方案。

7.攝像頭。分辨率至少在720P 以上，并能拍攝60幀/秒的視頻。

8.發(fā)射機和天線。選用功率大且傳輸距離遠的。

9.螺旋槳。尺寸不宜過大，以防燒毀電機。

10.遙控器。6通道及以上遙控器。

DIY組裝一架穿越機的過程既能滿足模友們的動手欲望，又是一種學習經(jīng)歷。由于穿越機體積較小，因此合理的走線布局與動力選擇的搭配就顯得極為重要。通過不斷重復(fù)理論研→組裝與改造→試飛的過程，模友的技術(shù)水平將得到快速提高。而且，一些高端玩家定制出的穿越機不僅性能優(yōu)秀，還具有精美的外觀（圖12）。

然而，DIY穿越機雖具有配置靈活、選擇種類繁多、可個性化定制等諸多優(yōu)點，但復(fù)雜的組裝過程與繁瑣的設(shè)備搭配往往會讓廣大入門愛好者望而卻步。成品穿越機的出現(xiàn)則很好地解決了這個問題。

2.成品穿越機

購買成品穿越機能夠節(jié)省大量的安裝時間。對不了解電子設(shè)備搭配的新手，選擇技術(shù)較成熟且經(jīng)過出廠質(zhì)量預(yù)檢的成品穿越機，飛行時也會更加安全。

與傳統(tǒng)DIY穿越機完全裸露的機架不同，成品穿越機帶有設(shè)計精美的機殼，飛行時更具觀賞性，并且降低了“炸機”時零件飛出傷人的概率。

筆者選購的MR25穿越機是中國臺灣著名模型廠商亞拓進入多軸飛行器領(lǐng)域后，推出的首款穿越機（圖13），共有兩個規(guī)格。其中，MR25為標準版，MR25P為重心更低、速度更快的運動版。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表1。

（1）結(jié)構(gòu)特點

亞拓MR25外觀小巧、線條硬朗，高度集成的設(shè)備固定在兩層高強度的碳纖板機架中，包括電池在內(nèi)的所有電子設(shè)備全部內(nèi)置。整機外表干凈清爽，伸展出的4個機臂可有效保護內(nèi)部元件。MR25整機做工精良，無裸露螺釘。機身外殼采用了流線形設(shè)計，有多種配色可供選擇。搭配與外殼同色的螺旋槳后，原本刻板的飛行器一下子就活潑了起來。

MR25采用MRS飛控系統(tǒng)（圖14），并集成了ESC控制、電源管理、OSD、藍牙及云臺控制等功能。此外，該系統(tǒng)可通過藍牙連接手機，安裝官方APP后還可查看或設(shè)定飛行參數(shù)。

作為一款穿越機，MR25內(nèi)置了多個LED燈組，可通過APP設(shè)定多達256種顏色方案（圖15），能滿足比賽與日常飛行需求。

該機自帶5.8GHz圖傳，抗干擾能力更強。位于機身前端的云臺帶有增穩(wěn)功能，可拍攝1080P高清視頻。

MR25的電機座可根據(jù)使用需求調(diào)節(jié)角度，調(diào)節(jié)范圍為-30°-+30°。電機座角度越大，其飛行速度越快（圖16）。

（2）實際體驗

在自穩(wěn)模式下，MR25飛行及懸停時的穩(wěn)定性較好，信號抗干擾能力強，可精準完成飛行動作，飛行靈活性也很出色。在不改變整機配置的前提下，僅通過改變電機座角度，就能調(diào)節(jié)飛行速度，簡單易操作，可滿足入門模友“暴力”飛行的需求。與一般四軸飛行器不同的是，其降落時地效影響并不明顯，即使離地僅20mm，仍能“果斷”地降落到指定地點。

MR25不僅易于操縱，而且組裝簡單，比較適合新手使用（圖17）。按照說明書只需幾步即可順利完成組裝。同時，整機配件齊全，攝像頭支持外插存儲卡，且無需額外購買運動相機，即可實現(xiàn)視頻拍攝功能。

（3）注意事項

使用成品穿越機時，要注意飛行模式的選擇。由于穿越機飛行高度普遍較低，而使用增穩(wěn)模式后，稍不注意飛行器就有可能掉高度，對操縱水平有較高要求，因此日常練習時，不建議新手使用增穩(wěn)模式。

雖然穿越機飛行高度較低，對空域要求不高，但對飛行環(huán)境要求較高，既要避開密集人群，又要防止周圍信號干擾，建議選擇空曠的場地練習。在熟悉飛行器特性并具有一定飛行基礎(chǔ)后，再選擇環(huán)境相對復(fù)雜的場地飛行。

“炸機”對于穿越機如“家常便飯”，因此須養(yǎng)成日常清潔的好習慣。每次在戶外飛行后，必須及時清理機身上的灰塵或泥土，以防內(nèi)部電路損壞。

由于穿越機與固定翼模型不同，一旦失去動力，無法通過人為方式補救，因此，飛行前必須仔細檢查螺旋槳是否有裂痕、電機轉(zhuǎn)子是否松動、信號接收是否正常等。此外，開機前校準陀螺儀時，必須將穿越機水平放置，以便數(shù)據(jù)校正準確。

隨著國際大型穿越機賽事的接連舉辦，關(guān)注該項目的愛好者會越來越多。與此同時，結(jié)合時下最為火熱的VR眼鏡使用，穿越機還將發(fā)揮更大的作用。期待更多優(yōu)秀的機型上市，為廣大愛好者帶來不一樣的穿越體驗。