无人机领域的F1——记迪拜全球无人机大赛

如果你想投身FPV穿越机竞技运动，推荐你看这篇文章。

文/悠悠假期

刚刚落下帷幕的迪拜无人机大赛，准确说应该是FPV（第一人称视野）穿越机的世界大赛。

与大多数人知道的航拍无人机不同，穿越机没有GPS模块，也没有智能避障系统，更无法实现自动返航等功能，它甚至连悬停都无法自己实现，全凭飞手手动操控。

然而，穿越机结构简单，机身小巧灵活，飞起来可以很暴力——最高时速超过100公里/小时。正是因为穿越机的这种特性，使得它成为了一项世界范围最新最热的竞技项目。选手们可以在几乎不受限制的情况下任意DIY自己的“战机”参加比赛。比赛规则也很简单，多架飞机一起起飞，按照赛道飞行，穿越拱门、躲避障碍……看谁能以最短时间完成规定圈数。

无人机领域的F1

将穿越机比赛比喻为无人机领域的F1一点都不为过，因为它不仅讲究机身的设计、动力系统的匹配、飞控参数的调整、飞手的飞行技术，还包括战队的协作、战术策略等方面。

一支参加比赛的穿越机队伍至少由4人组成：

领队——全队核心，负责比赛整体统筹、部属，上传下达，协调全队运作等。通常领队由经验丰富的“老飞手”担任，具备丰富大赛经验（只是反应速度不如从前），能在关键时刻制定合理的战术策略，指导全队进行比赛。

飞手——全队的明星，站在领奖台上光芒四射的那位。飞手通常都是年轻、有天赋的选手，比如这次迪拜无人机大赛的冠军Luke只有13岁。我们习惯用“反映迅速、天赋异禀”来形容他们。其实不然，勤学苦练才是必经之道，在他们成功的背后，是每天飞行30块电池的苦练结果。小小年纪能有这等坚持，爱好肯定是第一位的。

领航员——类似汽车拉力赛中坐在副驾的那位，俗称“人肉导航”，不过他的职责不光是导航。由于飞手带着FPV眼镜专注于比赛，所以对飞行以外的事件无法观测。这时候领航员就要准确告诉飞手当前的比赛进程，对手与自己的距离，已经到第几圈了是否要全力冲刺还是节省电力等。迪拜这次比赛还引入了“Pit Stop”，类似于F1里面的维修站，多圈数的比赛穿越机也需要更换电池和进行简单的维修。领航员就是飞手的另一只眼睛和另一只大脑，负责对比赛进行整体观测，思考出随机应变的策略，并准确无误告诉飞手。

技师——技术支持，肯定是（至少曾是）穿越机的骨灰级玩家，精通各种机架、电机电调、对飞控参数如数家珍，更关键是有经验，飞过很多机器，对飞手反馈的问题能够准确理解并快速进行调试。除此之外，在比赛前准备好一台甚至多台适合比赛的战机也是技师之间较量的关键。好的技师能为飞手打造“倚天剑、屠龙刀”，令飞手在比赛中游刃有余地发挥。

除了领队、飞手、领航员、技师以外，战队中还可能有Pit Personal，这个角色类似于F1中负责给赛车加油换轮胎的角色。对于穿越机比赛而言，如果赛程较长（圈数较多）的情况下，就需要更换电池，炸机后要快速进行维修（主要是更换螺旋桨），所以手脚要麻利。

另外，对于比较简单的穿越机赛事，人员也可以简化。比如领队可以在比赛时兼任领航员，飞手本身也是技师，自己DIY的机器自己最熟悉性能。无论怎样，随着如今的穿越机比赛规模越办越大，受众面越来越广，分工协作才是发展趋势。一个人不可能面面俱到，想要赢得比赛，必然需要团队智慧。

团队能力决定比赛胜负

此次迪拜无人机大赛，迪拜王室大手笔开出100万美金的天价总奖金。要知道这可是全球穿越机比赛前所未有的“薪高度”，必然吸引全世界最顶尖的飞手和团队前往迪拜一决高下。可能最终的比赛结果你已经知道了，冠军被来自英国的X-Blades Banni UK获得，亚军是杜拜当地的队伍Dubai Drone Tek，第三名是俄罗斯战队Meshcheriakov。整场比赛中最引人注目的无疑是X-Blades Banni UK战队的13岁小飞手Luke，从预赛到决赛他的成绩都非常优秀。然而，Luke的胜利除了他天才般的操控技术以外，团队支持至关重要。

可能你不知道，X-Blades这次共来了11只队伍，共50多人，黑人白人黄种人，分别来自英、法、美等国家，快赶上八国联军的势头了。而这些队伍中，我们见到了很多大神级的人物，比如Charpu、Steele等，他们随队过来但都不是飞手，而是充当起教练和技术支持的角色。把他们的技术、经验和战术素养，结合年轻飞手反映迅速、头脑与手指高速协调的能力，去赢得比赛。

大神Steele身上至少挂了2个胸牌，他有多少身份不得而知。

不仅如此，他们多年玩机器的经验，使得他们对遥控器、电机电调、桨、飞控等部件了如指掌。我们见到欧美战队所采用的机器并没有多特别，很多部件也都是常见的品牌，但在组合匹配与调参水平上，却明显高过其他战队。

举个例子，在中国Foxeer D1战队进入决赛后，遥控器在室外赛道上受干扰严重（主要是多人一起比赛，加上外场各种无线电干扰的缘故），飞机不时出现短暂失控的情况。虽然只有零点几秒，但对比赛来说已经构成威胁。这时D1战队启用了TBS CROSSFIRE增程器，这个东西能加强遥控器的信号。然而新问题出现了，使用增程器后延迟很高。怎么办？SOS-X的英国朋友只说了句：“今晚我们连夜把PPM改成S-BUS，我保证明天你拿到的遥控器没有延迟”。

Team BlackSheep正在为中国选手海浪升级增程器韧体

有这样的队友支持，是不是很给力？但反过来想，如果飞手只凭一己之力，恐怕很难应付比赛中随时可能突发的各种意外。所以，团队能力的高低才是绝对比赛胜负的关键。

技战术水平分高下

当然，飞手肯定是整个团队中最重要的角色，因为无论用什么机器、制定什么策略，最终都需要飞手去执行，这点不言而喻。但是我们想强调的是，策略（战术）有时候可以弥补飞手与飞手之间那微不足道的一点点差距。这就像F1比赛，车手在赛道上比拼，而车队在背后指挥、运筹帷幄，这是更高维度的比赛。

同样以迪拜这次穿越机大赛决赛为例。决赛阶段由于比赛圈数较多，飞机还要负载200g的GoPro相机，所以必须Pit Stop——也就是进维修站更换电池。每个战队有2个选择：第一，换大容量电池，选桨效更高的动力组合，更换轴距更大的飞机，可以采用One Pit Stop战术（进站换电池大约需要20-30秒）；第二，采用小轴距的穿越机，适中容量电池，机身轻、灵活快速，但必须进2次站更换电池，多出的20-30秒通过速度追回来。第三？好像没有第三了。

两种战术没有对错，也没有好坏。这就如同F1比赛一样，车队会根据赛道、车况、车手状态等因素决定进站加油的次数。如果油加太满，车身重，车速就慢；少加油，车速快，但是进站次数就得增加。另外，轮胎磨损也是问题，所以加油量和换轮胎次数要结合起来考虑。

迪拜比赛最终的结果我们看到前三名中既有采用2站换电池的队伍，也有采用1站换电池的队伍，说明战术真没有好坏，只有适用与否。

还有一点值得说明，其实从比赛现场来看，最先完成12圈的是俄罗斯的Meshcheriakov战队，可他们为了拼速度，有几处飞机偏离了赛道，被罚了很多秒，最终排名第三。而X-Blades Banni UK则一改先前一马当先的作风（Luke是预赛阶段单圈最快纪录保持者），飞得异常稳健。很显然Luke有高人在背后指点，该队对比赛规则的研读和理解是非常认真的。

国内外穿越机之间的差异

说了那么多软实力，还是说说硬件吧！

最初我以为到迪拜能看到很多新奇的国外穿越机，先进的、甚至前所未见的设备等。然后并没有。不过有一点让我惊讶的，很多国外队伍采用的都是咱们国产的部件，比如电池、电机、电调和遥控器等。

例如深圳银燕模型（EMAX）技术有限公司生产的这款RS2205电机就很受欢迎，英国SOS-X、美国Team Emax Galle、还有中国Foxeer D1战队等都在用这款电机。据说是经过EMAX特殊优化，适用于穿越机竞技，采用N52铷铁硼磁铁以及日本NSK轴承，同级别电机中推力最强。

英国SOS-X战队这台小六轴飞起来可暴力了，用的正是EMAX RS2205电机。中国小将海浪在决赛阶段用的机器也是用的此款电机。

这是冠军队X-Blasdes Banni UK在预赛和花式（FreeStyle）比赛中用的战机，也是EMAX RS2205，可见这颗电机真的很猛。

欲了解更多EMAX RS2205这款穿越机电机，点击EMAX RS2205http://www.5imx.com/portal.php?mod=view&aid=511

再看看飞手Luke用的X9D Plus遥控器。这是无锡睿思凯（FrSky）科技有限公司生产的一款16通道数码双向无线遥控器，采用开源系统，支持S-Bus协议。大家习惯称之为“神控”，今天发现并不是中国人这么认为。

这是一款被涂装的X9D Plus

再说说各国战队的机架，总的来说差异不大，主要体现在细节：

1.      比赛用机结构都非常简单，X结构和“工”字结构居多，结石耐摔。比赛中经常有非常猛烈的撞击、跌落，但是基本都能拾起来再飞，最多撞坏螺旋桨。

2.      机器轴距普遍在180—210mm。采用5寸两叶桨居多，效率高、惯性低，当然三叶桨也有；

3.      碳纤维机身3mm板是主流，4个机臂都是可拆卸的，适合快修。

4.      机臂最外侧基本都有凸起，避免撞击时损坏电机。

5.      机架布局合理，飞控、分电板集中在中部，图传在尾部，也有在中部的，形成三明治结构。电池位置要兼顾既可以放机架上面，也可以绑在下面（比赛时要预留位置给GoPro）

6.      国外战队普遍采用3D打印技术打印一些特制的小器件，极具巧思。

可能你会问，既然大家用的部件都差不多，那飞机性能差距在哪呢？答案是：PID调参。对，国内选手在这方面有一定障碍，而国外选手可以把手感调得超好。结果研究来研究去，最后发现还是差在软实力上。

关于比赛之后的思考

比赛用机的设计思路

虽然现在穿越机都流行小钢炮（机身尽量小、动力足够强），加速才快、转弯才灵活，但是比赛和平时所玩的穿越机还是有一些不同，主要体现在设计思路上，也就是通常为了某个特定的比赛——特定的赛道、特定的规则——而定制比赛专用机型。这也是国内选手在细节上还不及国外选手的地方。

具体而言，通常我们设计穿越机的步骤是：机架——电机电调——桨——电池；而设计比赛用机是倒过来的：电池——电机电调——桨——机架。也就是先确定用什么电池，然后选择动力系统（主要考虑动力、灵活性、还有桨效率），最后桨确定了，自然就确定了机架尺寸。

为什么这样设计？为什么电池反倒是第一考虑？举个例子，比如此次迪拜大赛的预赛和决赛阶段，预赛在室内小场地，比看谁单圈最快，而决赛是在大场地跑满12圈，看谁最快（电池必须是4S 45C以下）。

单圈最快 = 你跑3-8圈都可以（不超过5分钟），反正只记1次最好成绩。所以在热身圈1-2圈结束后，选手就要开始冲击最好成绩，电池容量不需要很大，1300mAh即可，轻快是首要的。

12圈最快 = 首先要考虑续航，再大的电池也撑不满12圈。于是我们看到很多战队更换了大轴距的机器（只是相比室内赛大一点而已），以增强续航和负载能力（还要背一个200克的GoPro+机架）。当时中国D1站队因为所用小6轴机器效率问题不得已采取2次进站换电池策略（试飞时测试过2300mAh电池只够撑5圈，4圈是比较保险的做法），要知道停下来换一电池的时间，要从每一圈上追回来是有多难。当然也不是不可能，小机器灵活速度快。这要考验整个站队的协调配合和飞手的技术了。

总之，电池是适应赛制的关键。这是5iMX记者从国外战队闲聊中无意间听来的，对与不对，自己辨别。

玩穿越机氛围很重要

这次迪拜无人机大赛，取得好成绩的都是非常年轻的选手。最年轻的比如冠军英国的Luke只有13岁，韩国飞手MinchanKim只有15岁（这次泰国2016 THB直升机3D大赛又拿到第四名），中国飞手海浪也只有17岁，都处在中学生阶段。推测这个年龄段的选手的反映和脑手协调能力是最佳状态。

然而在国外，家庭和学校对学生参与此类竞技活动都是非常开明和支持的。而国内中学生要面临升学考试的压力，只有周末才有时间训练和飞行。在采访Luke的时候我们得知，他每天飞30块电池！——30快电池！——30快电池！这是我们1个月的量吧！

此外，从参与战队的数量上便可看出，欧美国外穿越机竞技已经很普遍了，而国内可能很多人还不知道什么是穿越机。有氛围，经常组织比赛和交流，对整体竞技水平的提升是大有裨益的。

其实中国选手在灵活、精准控制这方面是有优势的，你看我们乒乓球和羽毛球都是世界一流的，机器人大赛也不输欧美。如果有更多的玩家和社会人士注意到这项竞技运动，共同推进穿越机运动的发展，假以时日我们也能组织起规模宏大的队伍参赛，夺冠只是迟早的事情。