Файл: 2О19 4удк 53. 06Ббк 39. 5Аэроквантум тулкит. Александр Фоменко. 2е изд., перераб и доп. М. Фонд новых форм развития образования, 2019 154 с. Базовая серия Методический инструментарий наставника.pdf

46
Также в 2009 году в Судане произошла серия воздушных атак неидентифицированными летательными аппаратами на транс- порты и склады иранского оружия, адресованного на Синай и в сектор Газа. Предположения, что атаки были совершены израильскими ударными БПЛА дальнего радиуса действия, не были подтверждены израильскими официальными источника- ми — традиционно для таких событий.
В апреле 2015 года БПЛА X-47B произвёл первую в истории процедуру дозаправки в воздухе полностью в автоматическом режиме.
В наши дни все больший интерес представляет гражданское использование беспилотных летательных аппаратов. От ви- деосъемки до доставки грузов, от мониторинговых миссий до фотограмметрии. Везде находят своё применение беспилот- ники. И лидерами, безусловно, являются коптеры.
Старт
Любой БПЛА состоит из основных базовых элементов, изо- бразите их на чистом листе.
Каким образом БПЛА держится в воздухе?
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
Как БПЛА должен изменить своё положение, чтобы полететь вперед?
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________

47
Аэроквантум: тулкит
Изобразите на чистом листе, как БПЛА должен изменить своё положение в пространстве, чтобы полететь вперед?
В чем отличие БПЛА от радиоуправляемой машины или катера?
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
Этапы работы
Планируем БПЛА
На чистом листе нарисуйте модель БПЛА с идеальной, с вашей точки зрения, компоновкой элементов.
Составные части
• Полётный контроллер.
• Электромоторы.
• Пропеллеры.
• Приемник.
• Регуляторы хода.
• Плата распределения питания.
• Силовая рама.
• Пульт управления.
Сборка
• Соберите БПЛА, при необходимости пользуясь приложен- ной инструкцией.
• После сборки настройте БПЛА.

48
Доработка конструкций
Проанализируйте результаты. Сделайте выводы. При необхо- димости внесите изменения в модель. Возможны как конструк- тивные изменения, так и изменения в настройках.
Обсуждение
Что вы узнали на занятии?
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
Что вы еще можете изменить в своем устройстве, чтобы БПЛА было удобнее управлять?
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________

49
Аэроквантум: тулкит
Кейс 2. Визуальное пилотирование
Беспилотного летательного аппарата
(БПЛА)
Описание проблемной ситуации или феномена
У сотрудников МЧС стоит актуальная задача доставки медика- ментов и поиска людей. Они обратили внимание на автоном- ные дроны (БПЛА), предназначенные для полётов по задан- ным маршрутам без участия человека. Важное требование
МЧС к БПЛА — обеспечение безотказной работы автономных
БПЛА, включающее в себя перехват управления БПЛА в случае отказа или нежелательного поведения программ авто- номного полёта. Также навыки пилотирования необходимы в период развёртывания и полевых испытаний.
Управление БПЛА без приобретённых навыков может по- влечь за собой проблемы — от поломок собственной техники и порчи чужого имущества до получения травм, увечий и даже причинения смерти.
Категория кейса: вводный.
Место кейса в структуре модуля:
приобретение навыков пилотирования и научение лётной эксплуатации БПЛА.
Количество учебных часов/занятий: 15 часов.
Занятие 1. Техника безопасности
Цель: усвоить и закрепить правила ТБ.
Что делаем: изучаем технику безопасности. Каждый записыва- ет правила для лучшего усвоения материала.
Компетенции:_Hard:_понимание_допустимых_границ_при_пилотировании.Soft:_понятие_об_ответственности_за_свои_действия_и_их_по-_следствия.Кол-во_часов'>Компетенции:
Hard: понимание допустимых границ при пилотировании.
Soft: понятие об ответственности за свои действия и их по- следствия.
Кол-во часов: 2,5 часа.

50
Занятие 2. Управление БПЛА и полётные режимы
Цель: подготовиться к полёту.
Что делаем: изучаем аппаратуру радиоуправления БПЛА и её настройки. Изучаем полётные режимы.
Компетенции:
Hard: умение настроить аппаратуру и подготовить БПЛА к взлёту.
Soft: осознание возможностей при эксплуатации БПЛА.
Кол-во часов: 2,5 часа.
Занятие 3. Взлёт, висение и посадка
Цель: научиться выполнять висение на коптере.
Что делаем: на лётной площадке, соблюдая технику безопас- ности, выполняем упражнение номер 1 и 2.
Компетенции:
Hard: навыки управления БПЛА.
Soft: преодоление страха полёта, осознание своих возможно- стей.
Кол-во часов: 5 часов.
Занятие 4. Выполнение простых фигур пилотажа
Цель: научиться висеть боком и носом к себе, выполнять про- стые фигуры пилотажа.
Что делаем: на лётной площадке, соблюдая технику безопас- ности, выполняем упражнения 3 и последующие по мере ос- воения.
Компетенции:
Hard: навыки управления БПЛА.
Soft: приобретение уверенности и осознание своих способ- ностей и возможностей аппарата.
Кол-во часов: 5 часов.
Метод работы с кейсом: исследования и экспериментальная работа.
Минимально необходимый уровень входных компетенций:
знание теории беспилотных летательных аппаратов; владение такими качествами, как внимательность, ответственность, спо- койствие.

51
Аэроквантум: тулкит
Предполагаемые образовательные результаты обучающихся
Формируемые навыки
Универсальные:
• преодоление страха полёта;
• ответственность;
• осознание своих возможностей;
• поиск оптимального решения;
• внимательность, аккуратность.
Предметные:
• знание и соблюдение техники безопасности;
• умение подключать и настраивать оборудование БПЛА;
• навыки пилотирования БПЛА;
• умение настраивать аппаратуру и полётные режимы БПЛА.
Процедуры и формы выявления образовательного результата:
• Наблюдение за полётами учеников и фиксация их умений.
• Введение системы зачётов за выполнение упражнений.
• Дискуссия с обучающимися с целью выявления их теорети- ческих знаний и умения их применить.
Необходимые расходные материалы и оборудование:
• УМК «Клевер» с БПЛА в собранном виде и заряженными ак- кумуляторами.
• Размеченная зона для полётов с определёнными барьерами на границах и разметкой взлётно-посадочных площадок.
Руководство для педагогов
Обзор занятий
Ключевые понятия:
• Drone racing.
• Полётные режимы.
• Газ, рысканье, тангаж, крен.
Drone racing — гонки на квадрокоптерах, проводимые по всему миру. Цель — пройти трассу, ограниченную поворотными стол-

52
бами и курсовыми воротами.
Полётные режимы — модель поведения квадрокоптера. От вы- бранного полётного режима зависит простота управления.
Газ, рысканье, тангаж, крен — 4 канала управления БПЛА, каж- дый стик на пульте отвечает за один из каналов. Газ — скорость вращения электромоторов. Рысканье — поворот вокруг своей оси. Крен, тангаж — углы наклона БПЛА.
Ход занятий:
• Знакомство с техникой безопасности.
• Обучение визуальному пилотированию.
• Проектирование трассы для drone racing.
• Тренировки на трассе.
• Проведение гонки.
• Подведение итогов.
Время: 15 часов.
Демонстрации
Расскажите и покажите видео с drone racing, чтобы вызвать у обучающихся интерес к тому, как управлять дроном. Объясни- те правила техники безопасности и основы визуального пило- тирования. Продемонстрируйте, как нужно управлять БПЛА.
Цель проекта – понять основы визуального пилотирования.
Обсудите кейс.
Вопросы для обсуждения с обучающимися:
1. Что будет, если управлять БПЛА слишком резко?
2. В каком полётном режиме лучше всего управлять для фото- съемки?
3. В каком полётном режиме лучше всего делать трюки?
4. Что будет, если попытаться пройти трассу в неудачном по- лётном режиме?
5. Что будет, если не откалибровать или откалибровать непра- вильно БПЛА перед взлётом?
6. Что лучше — лететь быстро или аккуратно?
7. На какой высоте лучше проходить трассу?

53
Аэроквантум: тулкит
8. Что будет, если пройти трассу задом наперед?
9. Как изменится стиль пилотирования, если поставить на
БПЛА другие пропеллеры?
10. Что будет, если попытаться пройти трассу на БПЛА с непра- вильно откалиброванными гироскопами?
Для того чтобы ответить на эти вопросы, нужно много узнать, изучить и понять, на что и нацелен данный кейс.
В ходе работы над кейсом ученики должны освоить основы ви- зуального пилотирования, понять, как изменяется поведение
БПЛА в зависимости от полётного режима, на какой высоте лучше летать и насколько плавно перемещать стики пульта.
Материалы:
• Собранный учебный конструктор БПЛА.
• Вспомогательные видеоматериалы.
Руководство для обучающегося
Цель: освоить основы визуального пилотирования мультиро- торных летательных аппаратов.
Как это сделать
• Изучить полётные режимы.
• Научиться позиционировать БПЛА относительно себя.
• Пролетать простые трассы.
Подробнее
Базовые процедуры
Arm (англ. — «вооружить») — разблокировать моторы коптера, перевести коптер в «боевое» состояние, после чего коптер начинает реагировать на движения стика газа. На коптере
Clever арминг выполняется наклоном стика YAW вправо до края, при минимальном газе, в течение 3 секунд.
Disarm (англ. – «разоружить») — заблокировать моторы копте- ра, после чего коптер перестает реагировать на движения сти- ка газа. На коптере Clever выполняется наклоном стика YAW

54
влево до края, при минимальном газе, в течение 3 секунд.
Процедура включения — последовательность действий после установки коптера на взлетную площадку перед взлётом.
Включение коптера на взлётной площадке:
1. Пульт управления — включить.
2. Заряд батареек пульта — проверить.
3. Li-po аккумулятор — подключить.
4. Arm — выполнить.
5. Газ — включить на 10%.
Процедура выключения – последовательность действий по- сле посадки или крушения.
Выключение коптера:
1. Газ — перевести в минимум.
2. Disarm — выполнить.
3. Газ — включить на 10% для проверки, что disarm прошел успешно.
4. Li-po аккумулятор — выключить.
5. Пульт управления — выключить.