En esta sección, se explica el procedimiento de configuración de una plataforma Híbrida, su perfil de misión y las fases. Siendo características las siguientes fases:

  • Standby
  • Transición Quadcóptero – Avión.
  • Transición Avión – Quadcóptero

STANDBY

Fase preliminar de la operación. El guiado se establece con un “Hold” sin ningún cambio. Normalmente, la automatización que permite el cambio a la fase de Standby requiere que exista una señal GPS.

Panel de Fases – Standby

TRANSICIÓN QUAD – AVIÓN

Esta fase de transición permite a la aeronave mantener la actitud empleando el control del quadcóptero e incrementar su velocidad IAS hasta alcanzar la velocidad mínima de vuelo horizontal, evitando la entrada en pérdida.

El guiado en esta fase es un “Hold”, que permite mantener el Pitch, Roll y velocidad GS en 0. Por otro lado, el ángulo de Yaw se mantiene en su valor actual.

Guiado Quad – Avión

El control de empuje, se configura de manera que se incremente de 0 a 1 en 4 [s] con un retardo de 0.5 [s]. Esto permite alcanzar la velocidad suficiente para realizar un vuelo horizontal, una automatización cambiará el modo de vuelo cuando se alcanza la velocidad IAS mínima.

Control – Empuje

TRANSICIÓN AVIÓN – QUAD

Esta fase de transición permite a la aeronave mantener la actitud empleando el control del quadcóptero y reducir su velocidad horizontal hasta alcanzar un valor de 0, cuando entrará en la fase de Hover.

El guiado en esta fase es un “Hold”, que permite mantener el Roll y velocidad GS Down en 0. Por otro lado, el ángulo de Yaw se mantiene en su valor actual y la velocidad GS Front se configura para disminuir la velocidad desde el valor inicial a 0 [m/s] en 15 segundos.

Guiado Avión – Quad

Control – Empuje

La imagen previa muestra el control realizado sobre el empuje, este alcanza un valor de 0 en 1 segundo.

FASES MULTICÓPERO

TAKE OFF – QUAD

La fase de despegue esta compuesta por dos guiados: VTol y Yaw. El primero es un guiado vertical y se establecen los siguientes parámetros:

  • Line attraction: 15.0 m.
  • Speed: 0.4 m/s.
  • Horizontal Hover Gain: 0.3.
  • Vertical Hover Gain: 0.5.
  • Relative Vertical Distance: -200 m (Positive down).

Panel VTol 

El guiado de Yaw permite seleccionar la orientación del durante el despegue. En este caso, se establece en el valor actual, con una limitación de velocidad de 0.6 rad/s.

Panel Yaw

HOVER – QUAD

La fase de vuelo a punto fijo esta compuesta por dos guiados Yaw y VTol.

Panel Hover

Los parámetros para el guiado VTol son similares a los de la fase de despegue, con la diferencia en el parámetro Relative vertical distance que se establece en 0. Otro cambio se produce en las ganancias de Hover siendo 0.3 y 0.4 respectivamente para la horizontal y vertical.

El guiado de Yaw es el mismo que en la fase de despegue.

ATERRIZAJE- QUAD

Esta fase presenta algunos cambios con respecto a la fase de despegue. Esta compuesta por el guiado VTol y Yaw.

Panel – Aterrizaje

Se establecen los siguientes parámetros:

  • Line Attraction: 20.
  • Set Speed fixed: 0.3 [m/s].
  • Hover gains: las mismas que en la fase de despegue.
  • 100.0 [m] de Relative vertical distance (Positive down). Se considera que cuando  se inicia la fase, la aeronave se encuentra volando a una altura AGL<100 m.

El guiado Yaw permite mantener el ángulo de actual de yaw y limitar la velocidad a 0.6 [rad/s]

FLY TO LANDING POINT – QUAD

When the Plane to Quad transition is complete, the platform will stay into a Hover phase until the user changes its phase. The successive flight phase will be a Go Home phase which allows the Hybrid to reach the landing point in a Quadcopter flight mode.

The guidance, in this case, is a Cruise with the following parameters:

  • Line Attraction kept at 20.
  • Set Speed fixed at 2.0 [m/s], with a Waypoint reach of 1.0 [m/s].
  • Hover gains as in the Hover phase.
  • Acceleration limits configured to 0.5 [m/s²]

HOLD – QUAD

Esta fase se emplea para realizar un vuelo controlado mediante el Stick. Los elementos de guiado empleados son: Hold y Yaw. El guiado Hold permite mantener los siguientes parámetros en:

  • Desired pitch: 0.0 [rad]
  • Desired roll: 0.0 [rad]
  • Desired Ground Speed Down: 0.0 [m/s]

De esta forma, si los controles del stick no se encuentran activos, la aeronave mantendrá su posición en el aire sin la necesidad de un cambio de fase. El guiado Yaw se establece al valor valor actual.

El panel Arcade permite controlar la plataforma en función de las ganancias establecidas.

Panel – Hold 

Panel Arcade

FASES AVIÓN

ASCENSO – AVIÓN

La fase de ascenso permite alcanzar la altura de crucero después de la transición Quad – Avión.

Panel Ascenso


La línea de atracción es el valor relacionado con lo fuerte que la aeronave intenta alcanzar una trayectoria ( la trayectoria de ascenso en este caso) se encuentra normalmente entre 20 y 40 para aeronaves.

“Set speed” es la velocidad que tendrá la aeronave durante el ascenso.

Finalmente, en “Route” se configuran los parámetros que definen la trayectoria durante la fase de ascenso.

  • Ángulo de trayectoria de vuelo: ángulo al cual la aeronave asciende.
  • Radio: radio de la trayectoria circular realizada por la aeronave mientras asciende.
  • Distancia: distancia desde el punto de despegue hasta el comienzo de la trayectoria circular.
  • Altitud: altura que alcanza la aeronave durante el ascenso circular.

WAYPOINTS – AVIÓN

Durante esta fase, la aeronave sigue una ruta establecida por una serie de waypoints, definidos en el menú de Misión.

Panel – Waypoints

Los parámetros a configurar son similares a los de la fase de ascenso. Es posible establecer la velocidad de crucero, los límites de aceleración o establecer la línea de atracción.

Atención!! En la fase de crucero la aeronave seguirá automáticamente lo ruta creada en el menú de Misión. El usuario debe asegurarse que es la correcta.

APROXIMACIÓN- PLANE

En la fase de aproximación, la aeronave se dirigirá a la zona de aterrizaje alcanzado la altitud y velocidad necesarias para el aterrizaje. Cuando la aeronave entre en un polígono previamente definido, el sistema pasará a la fase de transición Avion a Quad.

Para esta fase se establece el guiado “Landing” y se definen los siguientes parámetros.

Panel de Fases – Aproximación

ATERRIZAJE – AVIÓN

Fase de seguridad. Durante el aterrizaje la aeronave tiene un comportamiento VTol y se este realizará empleando los motores eléctricos. En caso de batería baja, la aeronave aterrizará en modo Avión y únicamente se puede realizar si la fase de Aterrizaje se ha definido previamente.

Panel de Fases – Aterrizaje

El guiado para esta fase es la opción “Landing” y los parámetros de configuración son los mismos que en la fase de aproximación. Para más información sobre las automatización de Failsafe, mire la sección 12.2 de este manual.