天气与飞行

无人机地速与风计算器

计算往返两段航线的逆风、侧风、偏流修正角、地速和飞行时间。

仅作规划辅助 — 并非经认证的飞行规划软件或空域许可。飞行前请务必根据您飞行器的说明书核实结果,并查阅现行法规。 完整免责声明.

使用 UAV Meteo 当前风况选择地点和飞行高度,载入当前预报风。
位置
高度

风对航线的影响

逆风段无人机损失超过一半速度 — 请按慢速段规划电池。

地速6.3 m/s
逆风7.0 m/s
左侧风7.0 m/s
修正角28° · 航向 62°
时间5m 19s
地速20.3 m/s
顺风7.0 m/s
右侧风7.0 m/s
修正角28° · 航向 298°
时间1m 39s

往返:6m 58s — 比无风时多 57%。

N
去程风三角: 无人机相对空气 风 相对地面

仅为规划估算。假设风稳定、空速恒定;真实的风有阵风并随高度变化。请始终预留电池余量,并以无人机自身遥测为准。

将此计算器嵌入您的网站

飞行学校、俱乐部和博客可免费使用。将此代码复制到您的页面。

计算器做什么

你的无人机在空气中飞行,但你关心的是它相对于地面的移动情况。输入无人机的空速、你想飞的航线、风,以及(可选的)航段距离。计算器会为去程和返程求解风三角形,并显示:

  1. 沿航线的顶风或顺风;
  2. 横穿航线的侧风,以及它来自哪一侧;
  3. 修正角(无人机为了保持在航线上,需要朝风向偏多少角度)以及由此得出的航向;
  4. 每个航段的地速和时间;
  5. 往返飞行比无风时多花多少时间。

点击载入当前风,即可填入任意地点在离地 10、80、120 或 180 m 高度的预报风,数据与 UAV Meteo 主预报使用的相同。

算例

一架以 15 m/s 巡航的无人机,沿一条 2 km 的航线向东(090°)飞行。风为东北(045°)风 9.9 m/s,因此与航线成 45° 夹角。

去程(090°) 返程(270°)
沿航线方向 7.0 m/s 顶风 7.0 m/s 顺风
横穿航线方向 来自左侧 7.0 m/s 来自右侧 7.0 m/s
修正角 朝风向 28° 朝风向 28°
地速 6.3 m/s 20.3 m/s
2 km 用时 5 分 19 秒 1 分 39 秒

往返用时 6 分 58 秒,而无风时是 4 分 27 秒,多了 57%。请注意,侧风在两个航段都会损失速度:为了保持在航线上,无人机要把 15 m/s 中的一部分用来往侧向顶,因此在扣除顶风之前,沿航线方向只剩下大约 13.3 m/s。

为什么“空速减去顶风”不够

许多快速估算只是把顶风减掉。这忽略了侧风,而且在强风中误差会迅速变大。假设一架 12 m/s 的无人机遇到 10 m/s 的风,风向正好垂直于航线,此时顶风分量为零,但无人机必须偏转 56°,往返两个方向的地速都只有 6.6 m/s。简单估算会得出 12 m/s。

风向如何改变结果

同一架无人机(15 m/s),同样的风(8 m/s),往返 1 km,只改变风与航线之间的夹角:

风相对航线的方向 去程地速 返程地速 往返相对无风的时间
正对(0°) 7.0 m/s 23.0 m/s +40%
30° 7.5 m/s 21.4 m/s +35%
45° 8.2 m/s 19.5 m/s +29%
60° 9.3 m/s 17.3 m/s +24%
正侧向(90°) 12.7 m/s 12.7 m/s +18%

有两点很突出。任何风都会让往返飞行变慢:顺风航段永远补不回顶风航段损失的时间。而且与航线同向的风,总共花的时间比同样的侧向风更多。

如何正确填写输入项

  • 空速是你打算使用的飞行模式下的巡航速度,而不是宣传册上的最高速度。大多数航拍无人机在普通模式下巡航速度为 10–15 m/s。
  • 航线是你想在地面上前进的方向,用罗盘方位角表示(0° 为北,90° 为东)。
  • 风向(来向)是风吹来的方向,与天气预报给出的方式完全一致。
  • 使用你飞行高度的风。 120 m 处的风往往是 10 m 处的两倍。请按正确的高度载入,或查看高空风速工具。

局限

计算假设风稳定且空速恒定。真实的风有阵风,会随高度变化,还会在建筑物、树木和山脊周围形成乱流。它也没有模拟顶风飞行时额外的电池消耗;这方面请参阅返航(RTH)计算器和飞行时间/电池计算器。请把结果用于规划,保留充足的电池储备,并在飞行中信赖无人机的遥测数据。

想了解背景(空速与地速、偏流,以及为什么高空风很重要),请阅读风如何影响无人机的地速、飞行时间和航程。

空速是无人机相对空气的速度,地速是相对地面的速度。逆风降低地速,顺风提高地速;侧风同样会降低地速,因为有一部分空速要用来保持航迹。

在侧风中直线飞行,无人机必须部分朝向来风方向。只有沿航线方向的那部分空速在推动它前进,所以即使没有逆风,地速也会下降。

不能。在慢的一段多花的时间比在快的一段省下的更多,所以任何风都会让往返飞行比无风时更久。计算器会显示多出多少。

它是无人机机头朝向与其实际前进方向之间的夹角。在侧风中,无人机必须部分朝向风来的方向,才能抵消侧向推力,沿航线前进。多旋翼在 GPS 模式下会自动这样做,但用于此的空速就不再推动无人机向前了。

当侧风与空速一样强时,无人机必须直接迎风才能不被吹偏,没有任何余量用来前进。当顶风等于空速时也会出现同样的情况。计算器会标出这两种情况。

可以。打开结果下方的“将此计算器嵌入您的网站”,复制代码并粘贴到你的页面中。对飞行学校、俱乐部和博客免费。

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