Что это
Аппарат запускается с катапульты, разгоняется твердотопливным двигателем, летит по курсу, который задаёт солнце, и передаёт картинку оператору от первого лица. Курс держится сам: камера находит солнце и горизонт, спутниковый приёмник даёт движение по земле, а рули отрабатывают болтанку двести пятьдесят раз в секунду.
Идея простая и старая, как мореходство: солнце — единственный ориентир, который не уплывает. Гироскоп за минуту полёта уходит на градусы, компас рядом с силовыми проводами врёт на десятки градусов, а азимут солнца известен заранее и точно — он зависит только от времени и места.
Как он летит
| Этап | Что происходит | Числа |
|---|---|---|
| Пуск | Резинки разгоняют аппарат по направляющей | 19 м/с за 2,5 м |
| Разгон | Двигатель даёт тягу 5 кг две секунды | до 50 м/с, высота 47 м |
| Крейсер | Тяга 2 кг, крыло несёт аппарат, избыток тяги уходит в подъём | подъём 34–38°, 13–17 м/с |
| Курс | Нос развёрнут против ветра, чтобы трек по земле был прямым | до 11° при ветре 5 м/с |
| Возврат | Заряд выпускает парашют, аппарат садится | снижение 6 м/с, купол 1,36 м |
Полная масса 2,36 кг, крыло 1595 см², размах 98 см, хорда 16 см, скорость срыва 14,6 м/с.
Из чего состоит
Курс по солнцу
Камера находит солнце в кадре, азимут считается по времени и месту, задание уходит на быстрый контур. Без компаса и без накопления ухода.
Прямая в ветер
Спутниковый приёмник даёт трек по земле. Программа сама находит угол, на который надо задрать нос, чтобы ветер перестал сносить.
Ровный полёт
Гироскоп и акселерометр на отдельной плате держат крен, тангаж и курс с ровным шагом 250 раз в секунду.
Возврат
Барометр, акселерометр и таймер решают, когда выпускать парашют. Резерв срабатывает даже при отказе датчика.
Список комплектующих
Цены ориентировочные, их надо проверять у поставщика перед покупкой.
Массы взяты из массовой сводки sim/mass.py; часть из них —
оценка, реальные надо получить взвешиванием.
Планер и силовая установка
| Что | Кол-во | Масса | Зачем | Цена, ₽ |
|---|---|---|---|---|
| Крыло 1595 см², размах 98 см, хорда 16 см, пенопласт с лонжероном | 1 | 190 г | Несёт аппарат: с ним полёт по горизонту становится возможным | до 1500 |
| Твердотопливный двигатель, загруженный, 451 Н·с | 1 | 800 г | Разгон 5 кг две секунды, затем 2 кг восемнадцать | по заказу |
| Корпус, хвостовое оперение, руль направления | 1 | 350 г | Каркас | до 3000 |
| Направляющая с резинками, 2,5 м | 1 | — | Сход на 19 м/с, пока рули ещё слабы | до 1500 |
Управление
| Что | Кол-во | Масса | Зачем | Цена, ₽ |
|---|---|---|---|---|
| Raspberry Pi Zero 2 W | 1 | в составе 100 г | Камера, приёмник, расчёт курса и сноса, 25 Гц | 2000–3000 |
| RP2040 (Raspberry Pi Pico) | 1 | 5 г | Быстрый контур рулей, ровный шаг 250 Гц | 200–400 |
| Гироскоп и акселерометр ICM-42688-P | 1 | 5 г | Повороты и наклон | 400–900 |
| Приёмник GNSS с антенной | 1 | 15 г | Трек по земле, время и место для азимута солнца | 800–2000 |
| Датчик давления BMP390 или DPS310 | 1 | 3 г | Высота для парашюта | 300–700 |
| Сервоприводы цифровые, момент от 1,5 кг·см, перекладка 0,1 с | 4 | 140 г | Руль направления, руль высоты, два элерона | 600–1500 за шт. |
Камера и передача картинки
| Что | Кол-во | Масса | Зачем | Цена, ₽ |
|---|---|---|---|---|
| Камера широкоугольная с защитой от солнца | 1 | в составе 800 г | Курс по солнцу, горизонт для крена и тангажа, картинка оператору | 3000–8000 |
| Видеопередатчик 5,8 ГГц, 0,3 Вт, с антеннами | 1 | в составе 800 г | Картинка на землю: хватает на 0,9 км с запасом | 2000–4000 |
| Батарея питания камеры и передатчика | 1 | в составе 800 г | Питание борта | 1500–3000 |
| Приёмник картинки на земле с очками или экраном | 1 | — | Оператору | 3000–15000 |
Возврат
| Что | Кол-во | Масса | Зачем | Цена, ₽ |
|---|---|---|---|---|
| Основной купол 1,36 м и вытяжной | 1 | 120 г | Снижение 6 м/с | 1500–3000 |
| Вышибной заряд 1,1–1,7 г и воспламенитель | 2 | — | Выпуск куполов | — |
| Термостойкая обмотка купола, шнур, шпилька среза | 1 | 30 г | Чтобы заряд не сжёг купол | 500–1500 |
| Тумблер разрыва цепи заряда с чекой | 1 | 20 г | Физическая защита: снимается перед самым пуском | 300–800 |
Что посчитано, а что нет
| Проверено расчётом | Не проверено |
|---|---|
|
|
Меры безопасности
- Физический разрыв цепи заряда с чекой, снимаемой перед самым пуском. Программная нейтраль физический разрыв не заменяет.
- Заряд отрабатывается ступенями: сначала автомат без заряда, потом заряд без парашюта на земле, и только потом полёт.
- Камерой нельзя смотреть на солнце: объектив концентрирует свет в точку, матрица выгорает даже на закате. Курс задаётся по солнцу, а лететь надо под углом к нему.
- Пуск только в сторону от людей и по правилам модельного спорта. Полёт набирает сотни метров, а в России выше 150 м нужны разрешения.
- Никакого наведения на живые цели. Аппарат держит курс по солнцу и не преследует ни птиц, ни что-либо живое.
Готовые программы
Программы для платы, контур рулей, автоматический парашют и все расчёты собраны в архивы. На отдельной странице — что в каждом архиве, что нужно для запуска и в каком порядке отрабатывать.