神奇的一键返回技术

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近几年，多轴飞行器的出现为大家提供了一种新型航模。与模型直升机相比，多轴飞行器机械结构十分简单，除了电机带动螺旋桨转动外，没有其他机械传动装置和操纵、平衡系统。由于其飞行控制完全依赖于先进的电子控制系统，因此该系统性能的好坏直接决定了多轴飞行器的性能。

最初，电子飞控系统仅能满足多轴飞行器的平衡和基本操控需要。飞控系统从机载传感器采集到飞行器姿态信息后，通过机载计算机处理数据，并不断发出修正信号，改变几个电机的转速，使各螺旋桨产生不同的拉力（升力）和扭矩，以保证飞行器处于平稳的飞行姿态，实现稳定飞行。而机载无线电接收装置在收到地面遥控器发出的操纵信号后，会将它交由机载计算机处理，与平衡信号相迭加后发出控制信号。控制电机转速的信号中，既有机上设备自己产生的平衡信号，也有地面遥控器发来的操纵信号，能在保证飞行器平稳飞行的同时执行人为的操纵动作。因为多轴飞行器的机械零件特别少，飞行中即使发生事故，摔落后也不易损坏，所以受到广大爱好者的欢迎。

笔者曾在2014年第4期《航空模型》上撰写过《漫谈多轴飞行器的操纵方式》一文，介绍了多轴飞行器采用的一种全新的操纵模式――“操纵手主导方式”。在这种操纵模式下，可以简化操纵手在飞行中判别飞行器姿态的过程，只需按照希望的航向扳动操纵杆，就可以控制飞行器按自己操作的方向飞行。

不过，对大多数初学者而言，还有一个难题急需解决，即飞行器飞到远处后如何返回？初学者在飞行中很难保持稳定的航向，尤其是当飞行器飞远后心理压力较大，更不易掌握正确的操纵量。而一旦不能及时补救，飞行器很可能越飞越远，无法返回。最后的结果必定是摔机，或者飞行器“逃之夭夭”。特别是在室外飞行时，如果有风，这种情况更难避免。

如今，已有一些多轴飞行器具备了自动返航功能，能够在丢失信号或失控时自动或人为转为返回模式。但这些飞行器要么尺寸较大、要么价格不菲，并不适合普通模友或初学者。

为了解决初学者飞行中安全返回的难题，一些微型多轴飞行器上采用了“一键返回”技术，专门解决其在远处不能返回的问题。当飞行器飞到远处，操纵手感到没有把握使它安全返航时，只要按动遥控器上的“返回”按钮，飞行器便会自动按照最近的返回航线直接从远处飞回到操纵手附近。而操纵手的任务仅仅是把握好油门操纵量，使飞行器保持适当的高度安全飞行。

在飞行器自动返回的过程中，如果操纵手认为自己有把握操纵它，无需再继续让其自动返回时，只需拨动遥控器上其他操纵杆，飞行器就会立即退出自动返回模式，恢复到正常操纵状态。有了一键返回技术，操纵手就再也不怕飞行器飞不回来，最后落得“提控回家”的窘境了。

上海九鹰公司在2013年就推出了具备“操纵手主导方式”和“一键返回”技术的微型四轴飞行器Galaxy visitor 2。这款微型四轴航拍一体机起飞重量只有45克，包括能够拍照和摄像的微型相机和四个螺旋桨保护圈。该机一面市就受到市场的肯定，成为2013年圣诞节的热销商品。在飞行性能方面，Galaxy visitor 2除了具备四轴飞行器基本的飞行稳定、操纵灵活等优点外，最突出的就是九鹰公司自主开发、具有独立知识产权的“操纵手主导方式”和“一键返回”技术。借助它们，初学者能很快掌握操纵技巧，并确保飞行安全。而多轴飞行器具有这两项关键功能后，操纵手就有可能腾出时间和精力进行航空摄影和空中摄像。可以想象，如果一个操纵手在飞行中既要集中精力判别飞行器的姿态，并据此不断地发出操纵指令进行修正，又要担心它飞得太远而出现操纵失误甚至摔机飞丢，哪有更多的精力去从容地操纵航拍设备。面对此情此景，航拍带来的乐趣也就荡然无存了。因此，“操纵手主导方式”和“一键返回”应成为多轴飞行器的基本操纵功能，尤其是对于微型多轴飞行器而言，这些功能显得尤为必须。

Galaxy visitor 2的一键返回功能能使其按照遥控器天线的反向飞行。正常情况下，因为操纵手在操控时总是要将遥控器指向飞行器，所以飞行器在一键返回时是朝着操纵手飞的。因此，使用一键返回时，要注意遥控器的指向，不能偏离太多。若飞行器这时已经飞越操纵手上空，而操纵手没能及时转身，那么飞行器仍将按照遥控器天线的反方向继续飞行，结果会越飞越远。当飞行器飞越操纵手头顶，操纵手应及时转身，并使遥控器天线指向飞行器。这样飞行器才会立即停止前进，随后朝操纵手方向飞回。理解了一键返回时飞行器航向的确定方式，则可利用该原理调整一键返回过程中飞行器的航向，甚至可以在自动返回过程中故意使遥控器指向与返航方向垂直，从而达到利用遥控器指向完成飞行器围绕操纵手上空做圆周飞行的目的。这种全新的飞行体验别有一番乐趣。

在一键返回过程中，操纵手要调整好油门大小，使飞行器始终在安全高度飞行，尤其要防止撞到人和物。特别是周围有人时，应使飞行器在明显高于人群的上方飞行，回到操纵手身边后再适当降低高度降落。

采用一键返回时，还要注意选择合适的返航速度。如果在室内飞行，由于空间有限，返回距离较近，时间也短，因此应采用比较慢的返回速度，给自己足够的时间反应，且能充分感受一键返回的乐趣。假如返回速度过快，操纵手很可能还未反应过来，飞行器就飞越头顶了，反而增加了操纵的复杂性。而如果在室外飞行，就要考虑采用比较快的返回速度，尤其是在有风的情况下。若返回速度太慢，飞行器很难顶风返回身边。此外，在室外飞行时还要注意：要采用比较大的操纵量，否则飞行器会因没有足够的移动速度难以抗衡风的作用，结果被风吹得越来越远。

Galaxy visitor 2的返回速度和操纵量等关键参数都能根据操纵手的操纵水平进行设定，以提供更多的选择机会，体验不同的飞行感觉。对于刚入门的新手，建议开始时不要到室外飞行，操纵量也不要设定得太大。最好按照循序渐进的原则，先易后难、先室内后室外。操纵方式则应在起飞前选择好，不要到了空中再改变，在“飞行员主导方式”和“操纵手主导方式”间转来转去。因为新手在转换操纵方式过程中，会干扰正常的操纵动作，容易出现顾此失彼的问题。航拍功能也应在地面选择好。如果拍摄视频，建议在飞行器起飞前就进入拍摄状态，这样飞行器升空后即可将注意力完全集中在飞行操纵上。

由于拥有“操纵手主导方式”和“一键返回”功能，因此Galaxy visitor 2这款微型航拍四轴飞行器的飞行操纵变得十分简便和安全，使操纵手有足够的精力和富裕的时间进行航拍，既能充分体会多轴飞行器航拍的乐趣，也能获得良好的航拍效果。可以预见，采用这两项技术的多轴飞行器将会越来越多，新技术在遥控模型上的应用也会越来越广阔。