北京小飛手教育科技有限公司/彭濤

四旋翼無人機操控練習進階篇

上期我們以四旋翼無人機為例，講解了無人機起飛和降落的基礎(chǔ)操縱方法和注意事項，本期繼續(xù)學習前后與偏航飛行的操縱方法。

一、前后飛行

四旋翼無人機在進行前進或后退時，機身會隨著運動方向發(fā)生抬頭或低頭現(xiàn)象，因此前進后退也可看做俯仰飛行。

1.前進練習

無人機運動方向示意圖

無人機在前進時，隨著速度增加，機頭的低頭趨勢會越來越明顯，機尾則相應抬起。此時，機頭左右兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速下降，機尾兩側(cè)的螺旋槳轉(zhuǎn)速提高。從側(cè)面看，螺旋槳轉(zhuǎn)動所提供的升力合力與水平面成一定夾角，且無人機會向著合力的水平分力方向前進，而合力的垂直分力抵消重力，使無人機保持在一定飛行高度。

需要注意的是，在保持油門大小不變的前提下，若單獨推動升降舵搖桿，無人機會呈現(xiàn)頭低尾高的姿態(tài)向前飛行。但同時無人機的高度會逐漸降低，飛行軌跡呈向下俯沖。此外，升降舵搖桿推動的幅度越大，無人機前傾的角度越大，前行速度越大，下降高度的速度也會越大。因此，無人機在前進時要注意兩點：一是升降舵搖桿的推動幅度不能過大，通常只要其開始前行即可保持搖桿位置不動；二是在無人機前進時應適當補償一些油門，使其始終保持在一定高度內(nèi)移動。

2.后退練習

無人機后退操縱方式與前進類似：懸停時，下拉升降舵搖桿，無人機會呈頭高尾低姿態(tài)。在拉桿過程中，無人機尾部兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速降低，機頭兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速增加，并向后退。注意，無人機后退飛行時同樣會面臨掉高度的問題，需要適當增加油門使其保持在一定高度內(nèi)移動。另外，無人機在實際飛行過程中往往不是單純地前進或后退，而是伴有左右轉(zhuǎn)彎或偏移。在后退過程中，無人機的轉(zhuǎn)向及偏移操縱方式與正向飛行時相反，需多加練習才能熟練掌握。

后退飛行示意圖

左側(cè)飛操縱示意圖

二、偏航與轉(zhuǎn)彎

偏航是無人機改變飛行方向的一種狀態(tài)，可分為左偏航和右偏航。偏航轉(zhuǎn)動時，無人機繞著機身垂直軸線方向向左或右轉(zhuǎn)動，此時機身處于水平姿態(tài)。飛行過程中，若在轉(zhuǎn)向的同時增加適量升降舵，則可使無人機實現(xiàn)向左或向右的快速轉(zhuǎn)彎。

1.左偏航練習

左偏航是無人機前進時，使它向左偏轉(zhuǎn)的操作。左偏航時，應向左輕推方向舵搖桿，無人機的機頭開始轉(zhuǎn)向，同時適當推油門搖桿，使其不掉高度。

左轉(zhuǎn)彎：先推動升降舵搖桿使無人機前行，然后向左輕打方向舵并保持搖桿位置不變約2-4 秒，當無人機方向轉(zhuǎn)動到位后，方向舵迅速回中。

2.右偏航練習

右偏航練習同左偏航練習類似，操縱時需將方向舵向右側(cè)推，同時適當補償油門。在實際練習中，可以左偏航和右偏航來回交替進行，以便盡快掌握操縱方法。

右轉(zhuǎn)彎：先推動升降舵搖桿使無人機前行，然后向右輕打方向舵并保持搖桿位置不變約2-4 秒，當無人機方向轉(zhuǎn)動到位后，方向舵迅速回中。

右側(cè)飛操縱示意圖

偏航與轉(zhuǎn)彎飛行最大的區(qū)別是前者的運動軌跡變化更小，適合緩慢飛行時精確調(diào)整無人機的航向。而后者則動作幅度較大，操縱難度更高，適合在高速飛行時快速變換飛行軌跡。

三、側(cè)飛

側(cè)飛時無人機會整體向左側(cè)或右側(cè)平移，在保證飛行方向不變的同時改變飛行軌跡。

1.左側(cè)飛

進行左側(cè)飛時需要將副翼搖桿向左撥動，此時無人機左側(cè)的兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速降低，右側(cè)兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速增加，無人機呈左低右高姿態(tài)。

2.右側(cè)飛

右側(cè)飛練習和左側(cè)飛練習類似，操縱時需將副翼搖桿向右撥動。此時無人機右側(cè)兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速降低，左側(cè)兩個螺旋槳轉(zhuǎn)速增加，無人機呈現(xiàn)左高右低姿態(tài)。

在進行側(cè)飛時要注意，無人機同前進后退運動一樣會掉高度，因此需要適當補償油門，使其保持在一定高度范圍內(nèi)移動。

郴州市高壁小學無人機教育發(fā)展側(cè)記

郴州市高壁小學 黃莎娓

2019 年，湖南省首個人工智能產(chǎn)業(yè)園落戶。學校書記參觀學習后大受震撼，決定把其中適合普及的無人機內(nèi)容作為學校的特色辦學。然而，在開展教育之初，學校便遇到難題——設(shè)備到位了，可是沒有學生報名。

我們學校的情況特殊，雖然隸屬城區(qū)小學，但地理位置比較偏遠，生源大多來自農(nóng)村，且留守兒童比例較高，大部分家長的觀念是學好主科就可以了，沒必要浪費時間、金錢到其他事情上面。為此，胡書記主動去各班聽課，在課堂上觀察學生舉動，并多次組織試課活動。一發(fā)現(xiàn)有天賦的孩子，她就跟班主任一起做家長的工作，最終獲得了部分家長和學生的支持，課程終于開起來了！

很快，學校開始實施創(chuàng)客教育并開展無人機社團活動。依托人工智能教育平臺，培養(yǎng)孩子們的科技意識和創(chuàng)新意識?？吹胶⒆觽兊淖兓?，家長也越來越認同學校的工作和無人機在學生素質(zhì)教育中的作用。為了更好地培養(yǎng)專業(yè)人才，學校建立了專門的家長微信群，教師會定期在群里發(fā)布學生的成長收獲；每年一次的校園科技節(jié)，學校還會邀請家長來校參觀。后來，只要是無人機相關(guān)的比賽項目，家長們都非常支持孩子們參加。

漸漸地，越來越多的優(yōu)秀教師加入學校的無人機教育團隊，師資配備逐步完善。為提升教師的教學水平，學校還聘請北京小飛手郴州服務站的負責人、郴州艾銳科技有限公司的教師開展培訓，讓每位教師可以接觸到先進的教育教學理念。此外，學校還制定了完善的管理制度和未來規(guī)劃，根據(jù)教師在各級各類比賽中取得的成績，給予加分獎勵。有了激勵，教師在接到比賽任務后會更全力以赴地輔導學生，形成良性發(fā)展。

在政策的扶持下，在教師的盡心教導下，在學生的積極努力下，學校的無人機教育培訓逐漸闖出名堂，吸引了省內(nèi)外兄弟學校前來觀摩。目前，學校已接待了來自湖南省國培團隊、郴州市區(qū)縣等地學校近 500 人次考察學習。

2021 年，學校接到《2020-2021 全國青少年人工智能教育成果展示大賽》參賽通知，經(jīng)多方籌備，組成了三支參賽隊伍。這是學校開設(shè)無人機課程以來第一次參加全國賽事。為做好本次參賽的相關(guān)工作，學校精心準備，購置了無人機賽道等設(shè)備和教材，并邀請專家開展專業(yè)的賽事訓練。經(jīng)過兩個多月的集中培訓，在教師和同學的不懈努力下，最終在比賽中獲得了兩個全國一等獎，一個全國二等獎的優(yōu)秀成績。這次在全國賽上的“開門紅”，不僅讓學校開啟了無人機教育的新篇章，也讓學校篤定要做好無人機教育的決心。

如今，在“科技育人”辦學思路的指導下，學校以人工智能無人機教育為特色，展現(xiàn)出獨特的教育魅力。讓鄉(xiāng)村的孩子享受豐厚的教育資源，開拓自己的視野，挖掘自身的潛能，樹立自信，找到自己的人生目標。未來，學校將繼續(xù)加快推進無人機教育發(fā)展，以科技育人，促進學生全面發(fā)展，力爭到2024 年打造出極具區(qū)域特色的無人機教育創(chuàng)客空間，構(gòu)建無人機創(chuàng)客教育課程體系，培育一批有影響力的無人機教育導師。