Полётные режимы

Кратко

Полётный режим (flight mode) — это набор правил, по которым автопилот интерпретирует движения стиков пилота и данные сенсоров: один и тот же наклон стика в разных режимах означает разное — от «крутись с такой-то скоростью» до «лети в ту сторону, а стабилизацию я беру на себя». Спектр режимов тянется от полностью ручного пилотажа до автономного полёта по заданию, где участие пилота не требуется. В этой статье речь о режимах мультироторов; у самолётов набор свой.

Для чего используется

Один аппарат решает очень разные задачи, и каждой нужен свой характер управления:

  • Обучение. Новичку нужен режим, который прощает ошибки: отпустил стики — аппарат сам выровнялся и завис.
  • Съёмка и осмотр. Оператору камеры важно, чтобы аппарат неподвижно висел в точке, пока тот работает с подвесом.
  • Пилотаж и FPV. Гонщику автоматика только мешает: нужен полный контроль над вращением, включая флипы и роллы.
  • Автономные задания. Обследование поля или маршрутная съёмка выполняются по заранее заданной миссии — без ручного управления вовсе.
  • Безопасность. Возврат домой (RTL) — не только режим, который включает пилот, но и типовое действие Отказоустойчивость (failsafe) при потере связи.

Как работает

Ближайшая аналогия — диск режимов фотоаппарата: от полностью ручного «M», где фотограф задаёт всё сам, до зелёного автомата, где камера думает за него. Чем «автоматичнее» режим, тем больше данных сенсоров он требует.

Ручные режимы обходятся без спутниковой навигации — достаточно базовых сенсоров полётного контроллера. В PX4 режим Manual/Stabilized выравнивает аппарат при отпускании стиков, но не держит ни позицию, ни высоту — аппарат сносится ветром. В Acro (rate mode) автостабилизации нет совсем: отклонение стика задаёт скорость вращения, а при отпускании стиков аппарат сохраняет текущий угол — так летают FPV-гонщики и фристайлеры.

Режимы с удержанием добавляют автоматику постепенно. Altitude в PX4 и AltHold в ArduPilot держат высоту при отпущенных стиках, но не позицию — спутниковая навигация ещё не нужна. Position в PX4 и Loiter в ArduPilot держат и позицию, и высоту — здесь уже требуется GNSS: в PX4 стики в этом режиме управляют ускорением относительно земли, а газ — скоростью набора и снижения.

Автономные режимы выполняют полёт сами. У PX4 это Hold (зависание), Takeoff, Land, Return (набор безопасной высоты и возврат домой), Mission (полёт по заданию), Orbit (круг носом к центру), Follow Me (следование за маяком) и Offboard — внешние уставки от сопроцессора по MAVLink или ROS 2. Автономные режимы и Position требуют глобального позиционирования.

Переключение. В ArduPilot режим меняется тумблером на аппаратуре радиоуправления, командой миссии или командой с наземной станции и сопроцессора. В Betaflight режимы привязываются к диапазонам значений AUX-каналов аппаратуры: во вкладке Modes конфигуратора задаётся канал, диапазон активации и, при желании, связь с другим режимом.

Требования к GPS. В ArduPilot Copter режимы Auto, Loiter, RTL, Guided, Circle, Follow, PosHold, SmartRTL, Throw и ZigZag не дадут взлететь без спутникового решения; Stabilize, AltHold, Acro, Land, Sport и Turtle работают без него.

Основные компоненты

Набор режимов удобно раскладывать на три группы — почти в каждой прошивке они узнаваемы:

  • Ручные: Stabilize / Manual (самовыравнивание без удержания), Acro (без автостабилизации). В Betaflight к ним добавляются Angle — самовыравнивание с ограничением максимального угла наклона — и Horizon, который у центра стиков ведёт себя как Angle, а за порогом отклонения позволяет флипы и роллы.
  • С удержанием: AltHold / Altitude (высота), Loiter / Position / PosHold (позиция и высота).
  • Автономные: Auto / Mission (полёт по заданию), RTL / Return (возврат домой), Guided / Offboard (полёт по командам наземной станции или сопроцессора), Land, Takeoff.

Примеры

  • Путь новичка в ArduPilot. Документация рекомендует осваивать режимы по порядку: Stabilize (стабилизация крена и тангажа без удержания высоты) → AltHold (удержание высоты) → Loiter (удержание позиции и высоты по GPS) → RTL (возврат к точке взлёта) → Auto (полёт по миссии). Всего в Copter 25 встроенных режимов, но регулярно используются около десяти; среди остальных — Brake, Circle, Drift, Flip, Throw, Turtle, ZigZag.
  • FPV-квадрокоптер на Betaflight. Стандарт гонок и фристайла — Acro: скорость вращения пропорциональна отклонению стика, режим активен, когда самовыравнивающие режимы не включены. Angle и Horizon включают тумблером как «страховку» для тренировок.

Связанные темы

Источники

  • ArduPilot Documentation — 25 режимов Copter, порядок освоения, требования к GPS, способы переключения.
  • PX4 User Guide — ручные и автономные режимы мультикоптера, поведение стиков, требования к позиционированию.
  • Betaflight Documentation — привязка режимов к AUX-каналам во вкладке Modes.
  • Oscar Liang — Betaflight Modes Explained — поведение Acro, Angle и Horizon в FPV.

Обновлено: 2026-07-07