淺談中職無(wú)人機(jī)操控技術(shù)課程的教學(xué)方法

江志強(qiáng)

廣西工商技師學(xué)院 廣西 梧州543199

中職無(wú)人機(jī)的課程的開(kāi)設(shè)，需要有一定的電子基礎(chǔ)知識(shí)，電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試，電子CAD及單片機(jī)編程的能力。所以建議要在中職二年級(jí)的時(shí)候開(kāi)始這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，可以作為電子技術(shù)應(yīng)用這個(gè)專業(yè)的一個(gè)就業(yè)方向。中職一年級(jí)的學(xué)生可以通過(guò)學(xué)校開(kāi)設(shè)的無(wú)人機(jī)的專業(yè)的相關(guān)社團(tuán)，如“航模社團(tuán)”等進(jìn)行興趣學(xué)習(xí)。總的教學(xué)思路是由易到難，教學(xué)流程是先從模擬器練習(xí)開(kāi)始熟練后到室內(nèi)訓(xùn)練場(chǎng)練習(xí)，然后室外飛行場(chǎng)地由教師帶飛，到最后完全由自主完成飛行任務(wù)。

一、模擬器上的飛行練習(xí)

無(wú)人機(jī)的駕駛員初學(xué)者對(duì)于遙控的掌握不熟悉，極容易出現(xiàn)無(wú)人“炸機(jī)”的現(xiàn)象。更加讓人擔(dān)憂的是由于飛行過(guò)程中高速轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋槳葉，可能會(huì)造成危及他人人身安全的嚴(yán)重后果。因此，模擬器的練習(xí)必不可少。

我們可以找到多種飛行模擬器安裝在計(jì)算機(jī)上，簡(jiǎn)單安裝驅(qū)動(dòng)安連接上遙控器之后就可以進(jìn)行無(wú)人機(jī)的模擬飛行，比較常見(jiàn)有“鳳凰”、“Real Flight”等。在模擬器上的練習(xí)要循序漸進(jìn)，逐步加大難度，學(xué)生的練習(xí)可以加入考核機(jī)制，只有考核過(guò)關(guān)才能進(jìn)行下一步的練習(xí)。分成具體步驟如下：

1.單通道練習(xí)。選擇相應(yīng)的無(wú)人機(jī)模型和訓(xùn)練模式后，先只打開(kāi)升降舵控制通道，讓學(xué)生進(jìn)行控制通道四個(gè)方向的練習(xí)。能較好控制后，再單獨(dú)打開(kāi)副冀通道，讓學(xué)生進(jìn)行副冀通道四個(gè)方向的練習(xí)。然后兩個(gè)通道同時(shí)打開(kāi)，最終讓學(xué)生對(duì)它們的方向都能熟練控制。

2.對(duì)尾(或頭)懸停練習(xí)。同時(shí)打開(kāi)升降舵和副翼兩個(gè)控制通道，設(shè)置調(diào)整使模擬器的無(wú)人機(jī)的尾(或頭)部對(duì)著操控者。升空后要求在一定高度和范圍內(nèi)進(jìn)行懸停練習(xí)。先要進(jìn)行對(duì)尾懸停練習(xí)，這樣容易操控一些。等到對(duì)尾懸停練習(xí)熟練后再做對(duì)頭懸停練習(xí)。

3.對(duì)左(或右)側(cè)位懸停練習(xí)。同時(shí)選擇打開(kāi)升降舵和副翼兩個(gè)控制通道，設(shè)置調(diào)整使模擬器的無(wú)人機(jī)的左(或右)側(cè)部對(duì)著操控者。升空后要求在一定高度和范圍內(nèi)進(jìn)行懸停練習(xí)。

4.全方向懸停練習(xí)。選擇打開(kāi)升降舵和副翼兩個(gè)通道以及方向等所有控制通道，設(shè)置調(diào)整使模擬器的無(wú)人機(jī)對(duì)著操控者的方向不再固定。升空后要求在一定高度和范圍內(nèi)進(jìn)行懸停練習(xí)。前后左右四個(gè)方位熟練后再分別進(jìn)行對(duì)尾和對(duì)頭左右45°的方向進(jìn)行懸停練習(xí)。

5.3 60°自旋練習(xí)。全方向懸停練習(xí)熟練后，進(jìn)行360°自旋。選擇合適的場(chǎng)地，如“鳳凰”模擬器中可以選擇其中一個(gè)圓形或方框的場(chǎng)地就很適合做對(duì)所有方向進(jìn)行懸停和自旋的練習(xí)。升空后要求在一定高度和范圍內(nèi)，觀察無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)，操控者通過(guò)遙控器對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行調(diào)整。可以適當(dāng)加上隨機(jī)的陣風(fēng)，增加難度以提高學(xué)生的控制水平。

二、室內(nèi)飛行場(chǎng)地練習(xí)

室內(nèi)飛行場(chǎng)地，是為學(xué)生在室內(nèi)搭建的測(cè)試、訓(xùn)練場(chǎng)地，四周都有防護(hù)網(wǎng)，學(xué)生在防護(hù)網(wǎng)外操控?zé)o人機(jī)，在能夠最大限度的保證學(xué)生的安全，并且不受天氣因素影響，能讓學(xué)生有足夠的時(shí)間實(shí)際操控飛行。要去到室內(nèi)飛行場(chǎng)地訓(xùn)練的學(xué)生一定要模擬器練習(xí)過(guò)關(guān)，這既可以激勵(lì)做模擬器飛行練習(xí)的學(xué)生，也可以保證讓第一次接觸真機(jī)飛行的學(xué)生即使出現(xiàn)失誤也不會(huì)造成太嚴(yán)重的后果。由于室內(nèi)GPS信號(hào)比較弱，所以一般無(wú)人機(jī)調(diào)整為姿態(tài)模式，學(xué)生已經(jīng)在模擬器上訓(xùn)練達(dá)到要求，場(chǎng)地有防護(hù)網(wǎng)可以保護(hù)無(wú)人機(jī)和操控者，因此可以讓學(xué)生獨(dú)立練習(xí)。但要求教師在學(xué)生練習(xí)之前做示范，包括起飛，飛行的軌跡，降落這些過(guò)程的動(dòng)作要領(lǐng)及注意的事項(xiàng)。訓(xùn)練的步驟可以和模擬器一樣，先從對(duì)尾懸停練習(xí)開(kāi)始，直到能完成360°自旋的要求。

三、室外飛行場(chǎng)地練習(xí)

我們可以根據(jù)實(shí)際需要把無(wú)人機(jī)的遙控器設(shè)置為兩個(gè)：教練控和副控。兩個(gè)控實(shí)際上只能單獨(dú)工作，副控要工作的話必須需要教練控給予權(quán)限。一旦發(fā)生緊急情況，教練控可以立即接管無(wú)人機(jī)的控制，最大的保證人機(jī)安全。對(duì)于沒(méi)有室內(nèi)飛行場(chǎng)地條件的學(xué)校，在室外飛行一定要有教師或者熟練無(wú)人機(jī)的駕駛員帶飛。在給學(xué)生控制權(quán)限之前應(yīng)要求學(xué)生要把副控的升降舵調(diào)整到合適的位置，副翼保持中立位置，倒數(shù)3秒后把控制權(quán)限切給學(xué)生，教練控應(yīng)保持GPS模式，做好應(yīng)急準(zhǔn)備，隨時(shí)做好接管無(wú)人機(jī)控制權(quán)的準(zhǔn)備。帶飛教師一定要密切關(guān)注無(wú)人機(jī)從起飛到降落的整個(gè)過(guò)程。觀察在無(wú)人機(jī)起飛時(shí)是不是垂直起飛；起飛時(shí)是否過(guò)快或者過(guò)慢，升到一定高度后所做的動(dòng)作是否超出學(xué)生的可控范圍；以及無(wú)人機(jī)下降過(guò)程是不是垂直，速度均勻且緩慢。作為有經(jīng)驗(yàn)的帶飛教師，可以從無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)上預(yù)判學(xué)生的動(dòng)作正確與否，因此帶飛教師的注意力需高度集中，特別是對(duì)第一次在室外操控?zé)o人機(jī)的學(xué)生。等到帶飛教師考核通過(guò)以后可以讓學(xué)生獨(dú)立飛行。

四、結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)操控技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，我們飛行練習(xí)過(guò)程中也要傳授相關(guān)的理論知識(shí)，不能只做飛行技能訓(xùn)練而忽略理論教學(xué)。如無(wú)人機(jī)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，還有無(wú)人機(jī)的法律法規(guī)的學(xué)習(xí)都可以穿插在平時(shí)的飛行訓(xùn)練中，甚至可以單獨(dú)分解出來(lái)作為一門(mén)課程來(lái)學(xué)習(xí)。為了使學(xué)生的學(xué)成之后能更好的適應(yīng)企業(yè)的要求，要形成一個(gè)完整的教學(xué)體系，無(wú)人機(jī)飛行后續(xù)需要搭載拍攝云臺(tái)，相機(jī)或熱成像等負(fù)載，在配套相應(yīng)如Photoshop、Adobe Premiere等后期處理的課程。有條件的學(xué)?？梢耘涮椎孛嬲镜娘w行練習(xí)。另一方面，要堅(jiān)持“引進(jìn)來(lái)”和“走出去”兩個(gè)思想，現(xiàn)如今很多學(xué)校教師缺乏無(wú)人機(jī)專業(yè)的操控員，可以通過(guò)開(kāi)展校企合作，聘請(qǐng)企業(yè)里有資歷的無(wú)人機(jī)駕駛員來(lái)學(xué)校授課以滿足課程需要。同時(shí)，對(duì)培訓(xùn)達(dá)到一定要求的學(xué)生甚至是教師可以安排到企業(yè)中進(jìn)行專業(yè)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)更多真正適合企業(yè)的無(wú)人機(jī)操控員。