Heute möchte ich mich der technischen Seite eines Quadrocopters widmen.
Ich bekomme draußen immer wieder die Frage gestellt wie das „Ding“ funktioniert und so ruhig fliegen kann.

Dazu schaut man sich am Besten die Drehrichtungen der, im Falle eines Quadrocopters, 4 Motoren an.
In der Draufsicht bezeichnen wir den Motor vorne links als M1 und zählen dann im Uhrzeigersinn die weiteren Motoren durch bis zum M4 hinten links.

Hierbei ist es wichtig, dass M1 und M3 im Uhrzeigersinn und M2 und M4 gegen den Uhrzeigersinn drehen.
So heben sich die Drehmomente der Motoren gegeneinander auf und verhindern eine Rotation um die eigene Achse.

Gibt man nun Schub (linker Stick nach oben im Mode 2), beschleunigen alle 4 Motoren gleichzeitig und der Copter steigt gleichmäßig nach oben. Möchte man nach vorne fliegen, ist eine Rotation um die Nickachse erforderlich.

Dies wird durch die Beschleunigung des hinteren Motorenpaars (M3, M4) erreicht. Die damit entstandene Schräglage lässt den Copter nach vorne fliegen.

Genau dieses Verfahren funktioniert 1:1 in alle Richtungen und wird mit dem rechten Stick (bei Mode 2) kontrolliert. Je Stärker die Bewegung ausgeführt wird desto größer werden die Drehzahlunterschiede der entsprechenden Motoren und die damit verbundene Schräglage.

Flugsteuerung

Alle Multicopter (ab 3 Motoren aufwärts) haben zumindest eine abgespeckte Form einer Sensor- und Regelelektronik verbaut, die ständig feine Drehzahländerungen vornimmt um den Copter stabil in der Luft zu halten. Wäre dies nicht der Fall müsste man ständig die Drehzahlen aller Motoren gleichzeitig unabhängig voneinander kontrollieren und steuern, was unmöglich wäre. Diese Steuerung begrenzt außerdem den Winkel der Schräglage um einen Absturz zu verhindern.

Erfahrene Piloten können u. a. diese Winkelbegrenzung deaktivieren und somit waghalsige Flugmanöver wie Flips ausführen. – Jedem Laien sei davon allerdings abgeraten.

Sie werden nun denken, ok, wenn der Copter ja alles selbst regelt muss ich ja nichts mehr tun…

Jein. Der Quadrocopter ist zwar in der Lage autonom eine relativ stabile Fluglage zu halten, allerdings sorgt die allein natürlich nicht für die gewünschte Fortbewegung. Hier kommt der Pilot ins Spiel und steuert aktiv die Fluglage und Richtung. Technisch gesehen addiert die Flugelektronik einfach die Steuerbefehle des Piloten zu den eigenen Korrekturbefehlen. So lässt sich ein Multicopter relativ entspannt fliegen und man kann sich beim Kameraflug auf das Motiv konzentrieren. Näheres dazu vielleicht in einem anderen Beitrag.

GPS

Viele Modelle ab ca. 300 EUR aufwärts haben zusätzlich zu der elektronischen Flugsteuerung noch eine GPS Antenne verbaut. Diese hält den Copter selbstständig auf Ort und Stelle, selbst bei stärkerem Wind, und gleicht beim Vorwärtsflug sogar Seitenwinde aus.

Die Ausstattung mit GPS hält auch meist noch weitere interessante und nützliche Features bereit, über die ich vielleicht auch in einem zukünftigen Beitrag berichten werde.

Sollten bis hierher noch Fragen offen geblieben sein, scheuen Sie sich nicht Kontakt mit mir auf zu nehmen. Auch wenn Sie vielleicht in dieses Hobby einsteigen möchten, leiste ich gerne Unterstützung und stehe gerne mit Rat und Tat zur Verfügung.