多旋翼无人机的设计与制作
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1.4 无人机的使用安全

现在市面上的无人机玩具非常多,打开购物网站搜索一下,小的只有手掌大小,价格从几十元到几千元不等,大的上万元甚至几十万元。当然在功能和性能上也是有所不同的,对于管理来说,它们在本质上没什么不同。但是大家千万不要放松警惕,如果在不允许飞行的地方使用,可能会违反相关法律或规定,严重者还可能被相关部门处罚甚至拘留。玩无人机就被拘留显得很不合理,但出于各方面的安全考虑,严格管理是合情合理的。

1.无人机飞行要求

根据《无人机惯例暂行规定》,无人机只能在三种特殊且没有审批的情况下飞行。

(1)室内运行的无人机。

(2)在视距范围内,也就是高度120m 以下、视线范围内500m 以内运行的微型无人机,且裸机质量不得大于7kg。

(3)在人烟稀少,空旷的非人口稠密区进行试验的无人机。

无人机飞行是要求有驾照的,不过根据《轻小型无人机运行(试行)规定》显示,规定“7kg 以下、高度120m 以下、500m 范围内的可视飞行”等标准下的无人机驾驶员无须取得驾照。消费级航拍无人机的影响并不明显,比如大疆的精灵3、相对专业级的大疆悟系列、亿航的ghost 系列等,质量均在1.2kg 和3kg 之间。

那么,什么样的无人机需要驾照呢?很显然就是裸机质量(未悬挂摄像头等配件)超过7kg 的无人机。目前市场上一共有两种证,一种是AOPA 颁发的,另一种是ASFC 颁发的。AOPA 和ASFC 两者都是协会,本质上没有区别。前者属于民航局,后者属于体育总局。

不过需要注意的是它们的管辖范围不同,超视距飞行且空机质量大于等于7kg 的无人机受AOPA 管制,其余的无人机和航模在需要参赛的情况下受ASFC 管理。一般来说,AOPA的利用率要多一些。培训的价格从几千元到数万元不等,主要看考取的项目和个人基础情况。其实,和考机动车驾照的区别不太大,并不神秘。

无论是操作航拍无人机,还是操作专业无人机,对于无人机操作者而言,除了要会飞,还要学会安全飞,知道一些飞行的安全知识。

下面介绍一些无人机安全飞行的注意事项。

飞行安全是指航空器在运行过程中,不出现由于运行失当或外来原因而造成航空器上的人员或者航空器损坏的事件。事实上,由于航空器的设计、制造与维护难免有缺陷,其运行环境包括起降场地、运行空域、助航系统、气象状况等且复杂多变,因此机组人员操纵也难免出现失误。

2.飞行前注意事项

(1)飞行前,注意了解气象状况。影响无人机飞行的气象状况主要包括风速、雨雪、大雾、空气密度、大气温度等。

风速:建议飞行风速在4 级(5.5~7.9m/s)以下,遇到高层楼之间或者峡谷等注意突风现象。通常起飞质量越大,抗风性越好。

雨雪:市面上多数无人机设备无防水功能,所以雨雪形成的水滴会造成无人机电子电路部分短路或漏电。其次机械结构的部分零件为金属合金材料,进水后会被腐蚀或生锈,影响机械结构的正常运行。

大雾:主要会影响操纵人员的视线和镜头画面,难以判断实际的安全距离。

空气密度:大气层的空气密度随着海拔高度的增加,空气密度减小。在空气密度较低的环境中飞行,无人机的转速增加,电流增大,进而减少续航时间。

大气温度:飞行中的大气温度非常重要,温度高时主要不利于电机、电池、电调等散热,大多数无人机采用风冷自然散热。大气温度与无人机运行温度的温差越小,散热越慢。

(2)飞行前,注意观察飞行区域周边电磁干扰源的情况。

现在主流的无人机无线电遥控设备采用2.4GHz 频段(指2.400GHz~2.4835GHz 的频段,业界简称之为2.4G),家用的无线路由均采用2.4GHz 频段,发射功率虽然不高,但由于城市区的数量大,难免会干扰遥控器的无线操控,导致失控。其次,为了保证手机信号的覆盖率,国内三大电信运营商(中国电信,中国移动,中国联通)在城中或乡镇地区密集性建设地面基站网络。虽然此类无线发射信号的频率和无人机遥控设备的频率相差较大,但由于地面基站的发射功率较大,无人机靠近时,有可能会影响飞控的正常工作。最后,部分较大型的无线电设备也可能影响飞行,例如雷达、广播电视信号塔、高压线(电弧区)等。另外,尽量避免在人群稠密区或闹市区飞行,例如公园、树多、空间狭小的地方。注意地面相对环境的变化,在起飞和降落时,注意小孩和宠物的位置。

(3)飞行前进行全面的设备检查。

对无人机的检查:部件的连接是否牢靠(检查螺旋桨和电机是否安装正确和稳固,并确认正旋螺旋桨和反旋螺旋桨的安装位置是否正确。检测时切勿贴近或接触旋转中的电机或螺旋桨,避免被螺旋桨割伤),布线是否安全,机载设备是否工作正常(遥控器、电池以及所有部件供电量充足)。

对遥控器的检查:检查遥控器的操控模式(如美国手、日本手、中国手等)、信号连接情况、电量是否充足、各键位是否正常复位、天线位置等。

3.飞行时注意事项

(1)确保设备电量充足。

(2)提前对飞行区的地形、地势进行一个初步的了解(可使用“谷歌地图”等程序),选择一个开阔无遮挡的场地进行飞行。请勿超过安全的飞行高度(相对高度为120m)。

(3)无人机要在视线范围内飞行,时刻保持对无人机的控制。

(4)在GPS 信号良好的情况下飞行。

(5)遵守当地的法律、法规(不要在禁飞区飞行,如机场附近、军事基地周边等),无人机做好飞行前检查。