KnowHow

W polskiej przestrzeni powietrznej (FIR Warszawa) strefy geograficzne zostały wprowadzone WYTYCZNYMI NR 17/2023 PREZESA URZĘDU LOTNICTWA CYWILNEGO z dnia 6 czerwca 2023 r. w sprawie wyznaczania stref geograficznych dla systemów bezzałogowych statków powietrznych.

Przygotowanie do lotu dronem należy rozpocząć od analizy stref geograficznych. W Polsce ten proces był łatwy dzięki aplikacji DroneRadar, która została zastąpiona protezą opracowaną na szybko przez PAŻP, w postaci mapy stref geograficznych dronemap.pansa.pl i narządzie do zgłaszania lotów checkin.pansa.pl. Strefy geograficzne to zdefiniowane obszary przestrzeni powietrznej w których obowiązują konkretne zasady wykonywania lotów.

Rodzaje stref geograficznych

W przepisach zostały wprowadzone następujące strefy geograficzne:

• Zakazana DRA-P (ang. Prohibited)
• Ograniczona DRA-R (ang. Restricted)
• Informacyjna DRA-I (ang. Information)

• DRA-T: strefa z wymaganiami technicznymi dla systemów BSP (ang. Technical), w której PAŻP określa wymogi techniczne, które musi spełniać system BSP, aby mógł latać w tej strefie.
• DRA-U: strefa U-Space, w której operacje systemów BSP mogą odbywać się wyłącznie przy wsparciu zweryfikowanych usług zapewnianych w tej strefie i na warunkach określonych przez PAŻP.

Przy czym strefy DRA-T i DRA-U nie występujące obecnie w FIR Warszawa.

Warto przeczytać

Co to są strefy geograficzne?
Więcej informacji można znaleźć na stronie PAŻP w sekcji: Strefy geograficzne.

CTR to strefa lotnicza, zaczynająca się zawsze do GND, która otacza lotniska komunikacyjne. Zasady lotów w strefie CTR zależą od uprawnień posiadanych przez pilota BSP (zasady różnią się w kategorii otwartej i szczególnej), masy BSP i odległości miejsca lotu od płatu lotniska. Zasady został czytelnie opisane na stronach PAŻP:

• Zasady wykonywania lotów BSP w kategorii otwartej

• Zasady wykonywania lotów BSP w kategorii szczególnej

Warunki wykonywania lotów w strefie CTR określa Polska Agencja Żeglugi Powietrznej – co dokładnie ilustrują powyższe obrazki.

Pilot BSP podczas wykonywania jakichkolwiek lotów w CTR musi pamiętać o tym, że jest to strefa lotnicza znajdująca się w przestrzeni kontrolowanej (klasy C lub D). W takiej strefie kontroler może wydać pilotowi BSP nakaz lądowania.

Zgodnie z przepisami każda osoba, firma lub instytucja, która wykonuje loty dronami musi uzyskać numer operatora systemu bezzałogowego statku powietrznego (SBSP). Każdy pilot jest operatorem, ale nie każdy operator jest pilotem. Taka sytuacja ma miejsce w przypadku spółki posiadającej osobowość prawną zajmującej się transportem z użyciem BSP. Jest ona operatorem i zatrudnia pilotów, którzy świadczą usługi na jej potrzeby.

Numer operatora otrzymuje się bezpłatnie po rejestracji na stronie polskiego nadzoru lotniczego. Numerem tym musi być oznakowany każdy BSP, zgodnie z pkt. 8 art. 14 rozporządzenia 2019/947: „Operatorzy bezzałogowych systemów powietrznych umieszczają swój numer rejestracyjny na każdym bezzałogowym statku powietrznym spełniającym warunki określone w ust. 5″.

UWAGA!
Z obowiązku rejestracji i uzyskania numeru operatora systemu BSP jest zwolniona jedynie osoba, która wykonuje loty dronem bez kamery, o masie startowej poniżej 250g, którego energia kinetyczna w przypadku uderzenia człowieka jest mniejsza niż 80J.

Akomodacja oka to zdolność dostosowania się narządu wzroku, pozwalająca ostro widzieć przedmioty znajdujących się w różnych odległościach od obserwatora. Pilot BSP potrzebuję tej zdolności ponieważ podczas wykonywania lotów dronami na zmianę patrzy w dal lub na ekran konsoli sterującej znajdujący się bardzo blisko.

Akomodacja polega na odpowiednim doborze długości ogniskowej układu optycznego oka, aby na siatkówce powstawał ostry obraz oglądanego przedmiotu. Zmiana kształtu soczewki oka, powoduję zmianę jej ogniskowej a to powoduje zmianę zdolności skupiającej soczewki oka.

Aby zmiana ogniskowej soczewki oka była skuteczna musi być ona odpowiednio elastyczna. Na skutek starzenia się organizmu elastyczność soczewki oka zmniejsza się co powoduje nieostre widzenie przedmiotów. Zazwyczaj wzrok pogarsza się po 40 roku życia co objawia się nie ostrym widzeniem obiektów znajdujących się blisko obserwatora.

Dopóki długość ręki wystarcza do mechanicznego oddalenia przedmiotu od oczu obserwatora w celu wyostrzenia obrazu nie trzeba odwiedzać optyka. Jeśli nie wystarcza konieczne jest zamówienia okularów korekcyjnych. Jest to wada wzroku, która jednak nie dyskwalifikuje osoby do pracy w charakterze pilota BSP.

Tryb niskiej prędkości to funkcja w komputerze pokładowym, która ogranicza maksymalną prędkość przelotową BSP do 3 m/s. Tryb niskiej prędkości jest wybierany przez pilota BSP za pomocą konsoli sterującej lub aplikacji sterującej uruchomionej na smartphonie lub tablecie. Tryb niskiej prędkości musi być potwierdzony w procesie certyfikacji BSP i obowiązuje jedynie dla BSP oznaczonych odpowiednią klasą (np.: C2). Oznacza to, że włączenie trybu CINE (znanego z dronów firmy DJI) nie jest równoznaczne z aktywacją trybu niskiej prędkości.

Włączenie trybu niskiej prędkości (nie większej niż 3 m/s) w certyfikowanym dronie oznakowanym znakiem klasy, umożliwia pilotowi BSP zbliżenie się od osób postronnych na odległość nie mniejszą niż 5m, pod warunkiem zachowania zasady 1:1, która ma priorytet nad trybem niskiej prędkości. Tryb niskiej prędkość jest związany z minimalizacją ryzyka dla osób postronnych przez zmniejszenie energii kinetycznej przekazywanej człowiekowi w momencie uderzenie BSP.

Zasada 1:1 (jeden do jednego) to zasada bezpieczeństwa określająca, że BSP powinien znajdować się od osób postronnych w odległości nie mniejszej niż aktualna wysokość na której znajduje się BSP. To znaczy, że BSP który leci w podkategorii A2 na wysokości 80m AGL, nie powinien znajdować się 50m od osób postronnych tylko 80m.

Zasada 1:1 ma na celu minimalizację ryzyka dla osób postronnych podczas awarii BSP. W przypadku zatrzymania w locie jednego z napędów quadrocoptera, zacznie on wytracać wysokość (spadać), ale nie będzie w stanie utrzymać stałej pozycji względem ziemi. Nadal pracujące trzy śmigła będą przemieszczać BSP w poziomie bez możliwości kontroli i sterowania przez pilota.

Nadawania transmisji radiowej bez koncepcji jest możliwe jedynie w pewnych pasmach częstotliwości. Współczesne systemy zdalnego sterowania RC (ang. Remote Control ) pracują na różnych częstotliwościach pasma ISM (ang. Industrial, Scientific, Medical). Pasmo to jest z definicji nielicencjonowane i było początkowo przeznaczone do zastosowań przemysłowych, naukowych i medycznych. Później zaczęły z niego korzystać inne urządzenia np.: piloty do bram i samochodów, routery, słuchawki bezprzewodowe i wiele innych.

Około 2004 roku z częstotliwości 2,4GHz zaczęły korzystać również systemy zdalnego sterowania modelami. Obecnie większość dronów dostępnych w marketach (np.: DJI) korzysta z częstotliwości 2,4GHz i 5,8GHz. Obecnie na tych częstotliwościach pracują również systemy bezprzewodowej transmisji danych, oparte o standard WiFi oraz Bluetooth. Dlatego też w centrum miasta, gdzie jest zagęszczenie różnych nadajników pracujących w tych zakres częstotliwości, zasięg transmisji radiowej między konsolą sterującą a dronem, drastycznie spada.

Warto wiedzieć, że do sterowania modelami latających jest dedykowna częstotliwość 40MHz – jednak pasmo to jest w zasadzie nieużywane a jego znaczenie jest obecnie historyczne. Urządzenia nadawcze dalekiego zasięgu (ang. Long Range Transceiver) wykorzystują częstotliwości 433MHz, 868MHz, które mieszczą się w paśmie ISM i są legalne w Europie, pod warunkiem, że moc nadawanego sygnału nie przekracza założonej wartości, zazwyczaj 100mW.

Decydując się na zakup drona który jest urządzeniem nadającym falę radiową należy pamiętać, że pewne częstotliwości w Polsce są licencjonowane i nie wolno z nich korzystać. Taką częstotliwością jest 900MHz zarezerwowana dla telecomów. Nadajniki typu Long Range przeznaczone na rynek amerykański nadają na tej właśnie częstotliwości i nie wolno ich używać w Polsce. Nadawania fali radiowej bez wymaganej koncesji jest zabronione.

Zgodnie z Art. 208 ustawy z dnia 16 lipca 2004 r. Prawo telekomunikacyjne:

1. Kto bez wymaganego pozwolenia używa urządzenia radiowego nadawczego lub nadawczo-odbiorczego, podlega karze grzywny w wysokości do 1000 złotych.
2. Jeżeli sprawca czynu określonego w ust. 1 działa w sposób uporczywy, podlega grzywnie, karze ograniczenia wolności albo pozbawienia wolności do lat 2.

Wielowirnikowce (ang. MultiRotor, skrót: MR) to bezzałogowe statki powietrzne należące do grupy pionowzlotów, czyli urządzeń pionowego startu i lądowania. Tak jak śmigłowce są zdolne do wykonania zawisu w przestrzeni powietrznej. W odróżnieniu od nich nie posiadają skomplikowanej mechaniki wirnika głównego oraz antyrotacyjnego wirnika ogonowego.

Dzięki zaawansowanej elektronice, zdolnej do sterowania poszczególnymi napędami zainstalowanymi na ramionach, wielowirnikowiec może realizować wszystkie funkcje wymagane w locie. W zależności od ilości napędów wyróżnia się:

• TRIcoptery (3 napędy)
• QUADROcoptery (4 napędy)
• HEXAcoptery (6 napędów)
• OCTOcoptery (8 napędów)
• i inne z większą ilością silników w różnych układach geometrycznych

Lot tego typu BSP jest możliwy dzięki obrotom wielowirnikowca względem osi ROLL, PITCH i YAW:

1. Pochylenie to obrót wokół osi PITCH. Jest realizowany przez pochylenie prawego drążka konsoli operatora w górę lub w dół. Prawy drążek (MODE2) poruszany w górę lub w dół realizuje funkcję ELEVATOR. W trakcie szkolenia praktycznego używane jest sformułowanie: do przodu (drążek od siebie) i do tyłu (drążek do siebie). Jeśli wielowirnikowiec jest w pozycji neutralnej (kurs 0 st.) względem operatora i przesunie on prawy drążek do przodu do wielowirnikowiec również poleci do przodu.
2. Przechylenie to obrót wokół osi ROLL. Jest realizowany przez przechylenie prawego drążka konsoli operatora (MODE2) w lewo lub w prawo. Prawy drążek (MODE2) poruszany w lewo lub w prawo realizuje funkcję AILERON. W trakcie szkolenia praktycznego używane jest sformułowanie: lewe skrzydło (drążek w lewo) i prawe skrzydło (drążek w prawo). Jeśli wielowirnikowiec jest w pozycji neutralnej (kurs 0 st.) względem operatora i przesunie on prawy drążek w lewo wielowirnikowiec również poleci w lewo (na lewe skrzydło).
3. Odchylenie to obrót wokół osi YAW. Jest realizowany przez zmianę położenia lewego drążka konsoli operatora (MODE2) w lewo lub w prawo. Lewy drążek (MODE2) realizuje funkcję RUDDER. W trakcie szkolenia praktycznego używane jest sformułowanie: obrót w lewo (lewy drążek w lewo) i obrót w prawo (lewy drążek w prawo). Obrót ten jest możliwy dzięki kontrolowaniu przez komputer pokładowy momentów reakcyjnych poszczególnych napędów i możliwości sterowania nimi.

Zmiana prędkości obrotowej silników jest wykonywana przez sterowniki BLDC (regulatory obrotów ESC) sterowane przez komputer pokładowy. Obroty wielowirnikowca względem osi PITCH i ROLL są spowodowane przez zmianę sił ciągu poszczególnych śmigieł.

Ponieważ wielowirnikowiec realizuje wszystkie funkcje w locie przy pomocy śmigieł ich kontrola przed lotem i po locie to podstawowy obowiązek pilota BSP. Kondycja śmigieł przekłada się wprost na bezpieczeństwo lotu.

GEOCAGE (ang. cage – klatka) to funkcja w autopilocie komputera pokładowego, która pozwala na ograniczenie przestrzeni w której wykonywany jest lot dronem. Aby GEOCAGING system nawigacji satelitarnej GNSS musi działać i prawidłowo określać pozycje drona w przestrzeni powietrznej.

Poprzez ograniczenie maksymalnej odległości od nadajnika i wysokości lotu od miejsca startu można wytyczyć „wirtualne akwarium”, poza które drona nie będzie mógł wylecieć. Funkcja ta jest najczęściej włączona po aktywacji nowego drona. W dronach firmy DJI nazywa się ona Beginner Mode i nie pozwala na dalekie, wysokie i szybkie loty przez nieświadomego pilota.

Z funkcji GEOCAGE można również korzystać podczas wykonywania lotów FPV według narodowego scenariusza standardowego NSTS-01. Zasady lotów FPV zgodnie ze scenariuszem NSTS-01 ograniczają odległość drona od miejsca startu (od pilota) do 500m oraz wysokości lotu do 50m AGL. Można do tego celu właśnie wykorzystać geocage ustawiając jego parametry na 500m odległości i 50m wysokości. Pilot ma wtedy pewność, że nie poleci dalej niż 500m lub wyżej niż 50m co spowoduje, że lot ten będzie niezgodny z przepisami lotniczymi.