سیستم خلبان خودکار پرنده های بدون سرنشین

هر وسیله پرنده باید در طول پرواز و در کلیه حالات پروازی قابل کنترل، پایدار و متعادل باشد. این سه الزام پیش شرط‌های یک پرنده ایمن هستند. از سویی دیگر، موضوع پایداری و کنترل با عکس‌العمل پرنده در مقابل اغتشاشات داخلی و خارجی سر و کار دارد. اغتشاشات داخلی شامل چرخش سطوح کنترل، تغییر محل مرکز ثقل و تغییر پیکربندی پرنده می‌باشد. این اغتشاشات یا توسط خلبان (اپراتور) و یا توسط سامانه کنترل خودکار پرنده تولید می‌شوند. اغتشاشات خارجی توسط محیط ایجاد شده و شامل مواردی از قبیل باد و جریان‌های حرارتی می‌شود.

به عبارت دیگر، پایداری یک سیستم پرنده را می‌توان تنظیم کلیه پارامترها اعم از وضعیت خطی‌، وضعیت زاویه‌ای، سرعت‌ خطی، سرعت زاویه‌ای، نیرو و گشتاور هریک از راستاها در مقادیر مطلوب و همچنین حداقل نمودن اثر اغتشاشات بر هریک از آن‌ها دانست. تعدد این پارامترها و عوامل موثر بر آن‌ها به شدت بر پیچیدگی کنترل این سیستم می‌افزاید.

اتوپايلوت یا خلبان خودکار از مفاهيم پركاربرد و در عين حال عام مي‌باشد كه در گستره وسيعي از تجهيزات قابل کنترل و هدايت مانند هواپيما، بالگرد، مولتی روتورها، موشك، شناورهاي سطحي و زيرسطحي، خودرو به كار گرفته مي‌شود.


تاریخچه:

در ابتدا سیستم خلبان خودکار بر روی هواپیما های مدل پرواز آزاد نوع اسکیل بکار رفت اولین و ساده ترین سیستم خلبان خودکار برای کنترل سکان عمودی شامل یک قطعه سیم پیانو بود که به سکان عمودی متحرک و درست به ضخامت میانی ان وصل می شد و طول ان تا میان بدنه مدل بود و در انتهای ان یک وزنه سربی کوچک بسته می شد و در صورتی که مدل به سمت راست منحرف می شود وزنه که به سر سیم پیانو متصل بود به همان سمت در جهت افقی حرکت و سکان عمودی متحرک را در جهت عکس به حرکت در می اورد .این سیستم ساده تا مدت ها یکی از انواع خلبان های خودکار برای هواپیمای مدل بود .

بعضی از دوستداران هواپیمای مدل پرواز آزاد یک سیستم خلبان خودکار نیز برای سکان افقی طراحی کرده بودند که مشابه با همان سیستم سکان عمودی بود ولی در این جا یک میله پاندول مانند در مقصلی در وسط بدنه قرار می گرفت که با شیرجه مدل وزنه به سمت جلو حرکت و میله سیم پیانو را به عقب فشار داده و سکان عمودی را به بالا هدایت می کرد این دو سیستم اگر با هم در یک مدل بکار می رفت اکثرا به دلیل نداشتن گنجایش بدنه های هواپیمای مدل اکثرا در موقع کار به هم گیر کرده و هواپیما سقوط می کرد و چون حرکات و کنترل این سیستم سریع بود پرواز یک هواپیمای مدل پرواز آزاد همانند یک هواپیمای واقعی با خلبان خودکار نبود.

خلبان خودکار در هواپیماهای مدل امروزی را RC Airplane/RCAP می نامند و شامل یک سیستم سخت افزای است که در داخل هواپیمای مدل قرار گرفته و با کامپیوتر و از پورت مخصوص می توان تمامی برنامه پرواز را درون حافظه ان برنامه ریزی نمود و به راحتی می توان ارتباط دستگاه رادیو کنترل را با یک دکمه قطع و هواپیمای مدل طبق برنامه و با استفاده از دستگاه جی پی اس GPS و با استفاده از سنسور های افقی و عمودی و ارتفاع سنج خود تا محل مشخص شده رفت و بر گشت نماید.