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无人机坠机原因及应对

2021-11-27

无人机 2021年1期
关键词:电芯桨叶猛禽

无人机越来越多地受到大众特别是摄影人的青睐,但有很多的飞友由于没有掌握无人机的基本知识导致出现事故,轻者坠机造成财产损失,重者造成人员伤害。为此,了解无人机坠机原因,掌握特情处置方法,对于减少无人机飞行事故有着重大意义。

碰撞

飞行过程中碰撞障碍物很容易造成无人机坠毁。在所有的坠机案例中,碰撞占有最大的比例。发生碰撞的无人机驾驶员大多是新手。碰撞分撞固定障碍物和移动障碍物两种。

(1)碰撞固定障碍物

(a)原因。主要原因有:低空飞行操作失误或注意力不集中、逆光看不清无人机位置以及倒飞侧飞碰撞电线、电杆、树木、墙体和山。

(b)应对。应对方法有:熟练掌握无人机操作要领,集中精力谨慎飞行,彻底杜绝操作失误。飞行前勘察起降场地和飞行空域,选择合适的起降场和飞行路线,选择合适的观察角度。无人机在复杂的低空环境飞行时应有安全观察员。

(2)飞禽撞击

(a)原因。主要原因有:猛禽、海鸥等鸟类有领地意识,无人机进入它的领地会遭到攻击。另外,无人机也有可能与飞行中的鸟群碰撞。

(b)应对。应对方法有:遇到猛禽、海鸥等鸟类攻击时无人机要迅速远离,猛禽等鸟类感觉威胁消失会停止攻击。鸟类会居高临下俯冲攻击,为此发现有猛禽等鸟类攻击时无人机应迅速拉升,使位置高于猛禽等鸟类所处的位置,猛禽等鸟类感觉受到威胁会停止攻击。无人机尽量在视距内飞行,时刻观察无人机及周边的情况,遇有猛禽、鸟群飞临要及时躲避。

(3)GPS信号弱或者没有姿态模式

(a)原因。无人机所处位置在低洼处、山谷或者楼宇间时,GPS信号就会消失或信号强度低,无人机无法定位进而进入姿态模式,以致不受控制漂移,控制不当就会与山体、楼房碰撞。在起飞降落时因GPS信号丢失,无人机的漂移还可能造成人员伤害。

(b)应对。飞行员应选择GPS信号足够的区域进行起降和飞行,远离低洼、山谷和楼宇群区域。

电量不足

电池能否持续有效地供电是无人机飞行的安全保证之一。

(1)贪飞

(a)原因。无人机手册规定应该设置自动返航和电量报警,无人机根据飞行高度、距离会计算出剩余电量的飞行时间,电量剩余到一定程度时报警提示返航。在实际操作时,驾驶员为了多拍一会往往忽略电量报警提示,待到电量极低时再返航。由于剩余电量很低,一旦遇到逆风、返航路线偏差就不能安全返航而不得不中途迫降。

(b)应对。无人机飞行使用的电池必须充满电量,规划飞行航线时电量充足的无人机先在远处拍摄。随着电量降低逐渐飞回近处附近拍摄,当电量到30%时无人机尽量返航,落地电量不低于20%。距离较远时,遥控器会提示因电量不足需要返航,此时无人机应果断返航。一旦电池剩余电量不足以安全返航时无人机应迅速将摄像头垂直向下,寻找一处合适的地点安全降落,以便搜寻取回,避免自动降落到不合适的地点。

(2)鼓包脱卡断电

(a)原因。主要原因有:电池的过充、过放以及高温(超过50℃)能造成电池鼓包。大疆“御”2无人机由于电池仓设计原因,电池鼓包可能使电池脱卡。在飞行中电池脱卡将导致无人机直接断电。

(b)应对。应对方法有:养成正确的电池使用习惯,不过充、不过放、不在40℃以上高温环境中使用无人机,发现电池鼓包应该弃之不用。

(3)温度低

(a)原因。主要原因有:尽管电池的使用温度为-10℃~40℃,低于10℃时电池内电解液内阻增大、化学反应速率减缓、放电能力降低,电池电压会急剧下降。当电芯电压下降到3V时,无人机直接断电。

(b)应对。应对方法有:冬季使用无人机时,电池应先保暖。有自加热功能的电池起飞温度不低于20℃、没有自加热功能的电池应先预热到30℃才能使用。

(4)电芯电压压差过大

(a)原因。电池老化、不按规定使用、电池和电芯质量的不一致性会导致电池储能降低电池电芯电压下降过快,各个电芯电压差增大。在飞行中前一分钟电量显示96%,后一分钟就会显示0,升空的无人机根本就无法安全返航,甚至直接坠落。

(b)应对。无人机开机后飞行前和飞行中应检查无人机电池各个电芯的电压。通常情况下,电芯之间的静态压差超过0.06V,且经过完全充放电无法恢复平衡、动态压差超过0.2V,电池就不能保证安全使用,应废弃不用。

大风

飞行时无人机大多是靠螺旋桨转动产生动力的,较大的风力对无人机的安全会造成意想不到的危害,轻者被吹走不能返航,重者会直接失控。

(1)原因。无人机使用手册都有抗风能力的说明,在飞行中遇有较大风力遥控器也会提示建议返航。一般来说,高空处随着高度的增大风力会逐渐增加,在大风中拍摄,为了保持无人机稳定,无人机会增加动能输出,耗电增加,按照标定的电量返航。遇到逆风时无人机有可能因电量不足造成中途迫降,风力过大也会把无人机吹翻、吹走。垭口、楼宇间的风力一般会比平常空域风力大,突然出现的大风会吹翻无人机或者让无人机漂移,从而失去控制。

(2)应对。大风天气尽量不要飞行无人机。在空中遇有大风不能返航时无人机应降低高度,寻找风力较低的高度返航。无人机大风天飞行时应避开垭口、楼宇间空域,防止意外发生。

操控位置变化

无人机起飞会记录起飞点的坐标以便准确自动返航,在飞行过程中操控者移动了操控位置又没有刷新站立点,无人机可能会出现不必要的麻烦。

(1)原因。许多飞友在飞行结束时图省事喜欢使用一键返航,操控者在飞行中改变了自己的站立点位置又没有重新刷新站立点,无人机会返回开始记录的起飞点,降落的无人机就有可能被人捡走。另外,操控者改变起飞站立点位置没有刷新站立点,无人机依然会按照初始记录计算耗电量,无人机与实际操控站立点距离大于无人机与原始起飞点距离,就有可能因电量不足造成无人机中途迫降。

(2)应对。飞行中,驾驶员尽量不要移动操控位置,必须改变操控位置时要及时在APP刷新站立点位置,更改返航点。驾驶员少用或不用自动返航,尝试依照地图手动返航。手动返航能缩短返航时间,也能节约电量。

遥控导航信号双丢

无人机的安全飞行需要遥控器与可靠的通信以及稳定有效的导航信号,因为各种原因的通信失畅和GPS信号失效都会影响无人机的飞行安全。

(1)原因。无人机飞行操控通过遥控器与无人机之间的通信完成。遥控器与无人机的通信因为超距离、障碍物阻隔或者受到干扰就会中断,无人机就失去了控制。GPS信号能确保无人机准确定位,除去无人机因所处位置原因接收GPS信号弱或没有以外,GPS信号接收器也会受到无线电干扰使无人机不能定位,此时遥控器不能显示无人机的位置、方向和姿态。当无人机遥控器与无人机通信中断时,GPS信号接收器若能接收到有效的GPS信号,无人机能自动返航。GPS信号弱或者丢失导致无人机不能自动返航,只能通过手动返航。遥控信号和GPS信号同时丢失时,无人机会原地悬停,待到电量很低时直接降落。

(2)应对。驾驶员确定飞行区域时要避开有强干扰的区域,坚持视距内飞行的原则。飞行中避免遥控器与飞行器之间是否有高大物体阻隔通信信号,遇有通信信号或者GPS信号被干扰时无人机要及时后退或下降高度避开干扰区域并返航。因为遥控、导航信号双丢造成无人机丢失,操作人员应在无人机最后出现位置附近寻找。

磁场干扰

磁罗盘也叫指南针。指南针能为无人机提供方向,根据XYZ各轴向所承受磁场数据的变化为陀螺仪提供校准信息。当受到磁场干扰时无人机会给安全带来一定的影响。

(1)原因。地球磁场会随着地理位置的变化而变化,地表、矿山含有大量的铁矿会产生磁场,铁栏杆以及民用或工业设施(外磁喇叭、大型电机、吊装磁力器)也会产生磁场。变化小的磁场会干扰指南针,造成无人机悬停不稳和自动返航、位置偏移。突然出现的磁场有可能导致无人机不能控制而瞬间偏移。

(2)应对。起飞前APP提示指南针异常时无人机要及时校准指南针,在飞行过程中APP出现指南针异常时无人机应原路返回,避开磁场干扰区域,飞行中远离能产生强磁场的外磁喇叭、工业设施或有磁性的山体。

机械故障

无人机在飞行中因为部件松动、电机异常和桨叶等机械原因也会导致无人机坠机,加强无人机的维护保养和检查是十分必要的。

(1)原因。在飞行中因为电机损坏、电机固定松动、桨叶损坏或者桨叶安装不到位,无人机会出现电机堵转、电机脱落或桨叶折断或射桨以致无人机坠毁。

(2)应对。应对方法有:正确维护保养无人机;经常检查无人机机体部件固定状况;发现部件固定松动要及时紧固;转动电机发现转动异常或启动空转(不带桨叶)声音有异响应送修;检查桨叶完好程度,有裂痕损坏的桨叶要及时更换;起飞前正确安装桨叶防止射桨事故发生。

无人机反制措施

无人机除去操作原因造成的坠机以外,其他的坠机原因是无人机进入了特定的区域遭到无人机反制措施而坠机或失控而丢失。为此,了解无人机被反制的时机以及反制措施,做到有效的防范是有积极意义的。

(1)原因。无人机的黑飞严重干扰了国家重要设施的安全,无人机飞行事故也给人民群众造成伤害。为此,反无人机措施也应运而生。目前无人机的反制措施有信号干扰、声波干扰、GPS信号欺骗、无线电劫持和黑客技术等,在飞行中无论哪种反制措施对于无人机来说可能都是致命的。

(2)应对。驾驶员要认真调查了解飞行区域是否有国家重要设施、军事基地和重大活动,坚决避开这些区域,做到安全飞行。

无人机的安全飞行关系极大,稍有不慎轻者坠机造成财产损失重者危及人员安全。为此,掌握无人机的常识、了解无人机坠机原因和制定应对措施,对于无人机的安全飞行有着重大意义。■

(改编自《中国摄影报》,2020-05-22)

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