Beflügelnde Klempnertechnik

Wenn das Wort „Drohne“ fällt, stellen sich bei einigen die Nackenhaare auf. Sei es aufgrund der Milliardenbeträge, welche die Bundesregierung mit solchen Fluggeräten in den Sand gesetzt hat, oder durch die Angst, belauscht zu werden. Doch diese ist unbegründet: Sogenannte Multicopter haben inzwischen zwar den Privatbereich erreicht, sind jedoch keineswegs dafür gedacht, die Nachbarschaft zu bespitzeln. Stattdessen können sie schwer zu fotografierende Baustellen oder Dachlandschaften perfekt in Szene setzen. Dazu werden die Flugmodelle zu regelrechten fliegenden Fotoapparaten umgebaut, welche ungewöhnliche Architekturaufnahmen (beispielsweise für Referenzlisten oder Internetseiten von Klempner-Fachbetrieben) ermöglichen. Aber wie funktionieren diese fliegenden Plattformen in der Praxis? Ferngesteuerte Drohnen (im Hobbybereich meist Multicopter genannt), gibt es in mehreren Ausführungen. Sollen schwerere Kamerasysteme eingesetzt werden, sind Hexa- oder Oktocopter besser geeignet. Hobbyfilmer greifen dagegen eher zu einem Quadrocopter. Egal ob Quadro-, Hexa- oder Oktocopter – alle Fluggeräte können Lasten von mehreren Kilogramm transportieren. Die drei genannten Bauformen unterscheiden sich lediglich durch die Anzahl der Rotoren, welche mit vier, sechs oder acht Brushlessmotoren angetrieben werden.

Moderne Technik eröffnet ­Möglichkeiten

Diese hocheffizienten, bürstenlosen Drehstrommotoren zeichnen sich durch ihren sehr hohen Wirkungsgrad von bis zu 90 % aus und haben herkömmliche Elektromotoren weitestgehend vom Modellbaumarkt verdrängt. Multicopter bestehen aus einem Rahmen oder Skelett – entweder aus Aluminium, meist aber aus Carbon. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch sehr geringes Gewicht und hohe Steifigkeit aus. Als Antrieb kommen zunächst die zuvor beschriebenen Brushlessmotoren zum Einsatz, welche man je nach Coptergewicht auswählen sollte. Diese Motoren werden von Fahrtenreglern angetrieben und gesteuert. Um das Drehmoment der Motoren auszugleichen, ist darauf zu achten, die Motoren abwechselnd (einmal im und einmal gegen den Uhrzeigersinn drehend) anzuordnen. Die Fahrtenregler beziehen ihren Strom von einem Verteilerboard, welches von einem Lithium-Polymer-Akku gespeist wird und die Energie an alle Verbraucher gleichmäßig verteilt. Das Herzstück der intelligenten Fluggeräte ist aber die Steuereinheit, welche je nach Einsatzart und Gewohnheit des Piloten ausgewählt wird. Dabei gibt es kompakte Steuereinheiten mit Kompass und Höhensensor oder die sogenannten offenen Baugruppen aus individuell zusammenstellbaren Einzelplatinen. Solche Steuergeräte greifen in die Steuerbefehle des Piloten ein, um beispielsweise für eine stabile Fluglage zu sorgen und gegebenenfalls auch autonom eine vorgegebene Flugroute mithilfe von GPS abzufliegen. Hier gibt es recht einfache Systeme für den Hobbybereich sowie professionelle Regelelektronik, die sogar per Google Maps programmiert werden kann. Erstaunlich: Multicopter sind durchaus auch in der Lage, Hindernissen auszuweichen, selbstständig zu landen oder Befehle wie Kameraauslöser zu betätigen. An den Fluggeräten sind meistens sogenannte Gimbals montiert, an welchen wiederum die Kamera befestigt wird. Ein Gimbal gleicht die Fluglage des Copters aus und sorgt durch die entsprechende Neigung für geniale Luftbilder. Das ganze System wird in der Regel von FPV-Systemen unterstützt. FPV ist die Abkürzung für First Person View, also nichts anderes als der Blick aus dem Copter heraus. FPV erlaubt dem Pilot jederzeit und in jeder Fluglage zu sehen, was er gerade filmt oder fotografiert.

Sicherheit geht vor

Durch die immer besser werdenden technischen Möglichkeiten hat sich bereits eine richtige Szene entwickelt, welche das Ziel verfolgt, den Flug wie in einem Videospiel live aus dem Fluggerät heraus zu beobachten. Hierbei betritt man aber auch rechtliches Neuland und Grauzonen (Informationen dazu enthält der BAUMETALL-Beitrag auf Seite 45). Aus technischer Sicht ist zu beachten, dass der mit Videobrille ausgestattete Pilot beim FPV-Flug keinen direkten Sichtkontakt zum Fluggerät hat. Um im Problemfall jederzeit eingreifen zu können, ist die Anwesenheit einer Aufsichtsperson in diesem speziellen Fall verpflichtend. Außerdem darf die höchste in Deutschland zugelassene Sendeleistung von 25 Milliwatt im 5,8-GHZ-Band nicht überschritten werden. Dennoch sind, mit Richtantenne und anderem professionellem Zubehör ausgestattet, durchaus Reichweiten bis zu mehreren Kilometern möglich. Desweiteren benötigt man in Deutschland für autonome Fluggeräte, wie dies bei Multicoptern der Fall ist, eine Aufstiegserlaubnis vom Luftfahrtbundesamt und eine Versicherung, welche das Schadensrisiko abdeckt.

Fazit

Moderne Modellflug- und Steuerungstechnik ist inzwischen auch für Hobby-Piloten erschwinglich. Außerdem ist das Fliegen von Multicoptern mit einem enormen Spaßfaktor verbunden. Der hier geschilderte Aufwand wird zusätzlich mit semiprofessionellen Luftaufnahmen belohnt.

Frank Preuss

ist Klempnermeister und Co-Administrator bei http://www.facebook.com/Baumetall