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Technisches System: Multikopter - Referat
Inhalt:
-1.1 Erklärung des Begriffs Multikopter
-1.2 Die unterschiedliche Bauweise verschiedener Mutikopter
-2.1 Einsatzgebiete einer Drohne und eines Quadrokopters/Hexakopters
-3.1 Der Antrieb eines Quadrokopters
-3.2 Die Steuerung eines Quadrokopters -3.3 Die Stabilisierung eines Quadrokopters
1.1 Erklärung des Begriffs Multikopter:
Der Begriff „Multikopter“ ist der Überbegriff für eine Reihe „unbemannter Flugobjekte“. Unbemannt bedeutet das sich die Person wo das Flugobjekt steuert (der Pilot) sich nicht an Bord befindet. Er steuert mit einer Fernsteuerung den Multikopter vom Boden aus fern. Doch die Multikopter blieben nicht unbemannt. Denn die Technik ist schon so vorangeschritten, dass schon der erste Bemannte Multikopter entwickelt wurde und den Probeflug sehr gut gemeistert hat.
1.2 Die unterschiedliche Bauweise verschiedener Mutikopter:
Es gibt verschiedene Arten von Multikoptern. Diese unterscheiden sich in der Anzahl der Motoren. Der Multikopter mit den wenigsten Motoren ist der „Trikopter“, er fliegt mit gerade drei Motoren. Die nächste Größe ist der „Quadrokopter“ mit 4 Motoren, er ist sehr häufig verbreitet, da er auch kleiner Kameras tragen kann. Sobald an einem Quadrokopter eine Kamera befestigt ist, spricht man von einer „Drohne“. Mit sechs Motoren bildet der „Hexakopter“ die nächst höherer Kategorie, er kann außerdem auch schon hochauflösende Kameras tragen. Den Abschluss der Kategorie Multikopter bildet der „Octokopter“ mit acht Motoren. Er kann auch höhere Lasten für längere Zeit transportieren.
2.1 Einsatzgebiete einer Drohne und eines Quadrokopters/Hexakopters:
Drohnen:
Drohnen werden schon in drei Bundesländern der Bundesrepublik Deutschland von der Polizei eingesetzt. Sie benutzt dieses technische Hilfsmittel um zum Beispiel Demonstrationen von der Luft aus zu überwachen. Außerdem sind die Drohnen auch ein großes Hilfsmittel, wenn es um die Aufklärung von Großbränden geht, denn so kann die Polizei mit der Feuerwehr evl. Ermitteln, wie sich das Feuer ausgebreitet hat und wer der Verursacher des Schadens ist.
Quadrokopter/Hexakopter:
Mit den Quadrokopter und dem Hexakopter hat Amazon schon testweise Versucht Pakete auszuliefern. „Amazon Prime Air“ soll sich das ganze mal nennen. Doch das dauert sicher noch eine Weile.
3.1 Der Antrieb eines Quadrokopters:
Der Quadrokopter wird von vier Motoren angetrieben. Zwei von ihnen drehen sich mit dem Uhrzeigersinn und zwei drehen sich gegen den Uhrzeigersinn. Die Motoren die sich gleich herum drehen liegen gegenüber zueinander. Das hat den Vorteil, dass sich so weniger Vibrationen bilden. Doch es hat auch einen Nachteil, dass es Motoren mit verschiedenen Drehrichtungen gibt, denn dann braucht man zwei verschiedene Propeller. Die verbauten Motoren sind Asynchronmotoren. Diese sind sehr wartungsarm, da sie keine Bürsten wie Brushlessmotoren benötigen, die regelmäßig ausgetauscht werden müssen. Die Motoren werden von einem Leistungsstarken Akku mit Spannung versorgt. Dieser ist dafür ausgelegt für eine kurze Zeit eine Spannung von 11,11V und einen Strom von bis zu 80A zu liefern.
3.2 Die Steuerung eines Quadrokopters:
Der Quadrokopter ändert seinen Auftrieb nicht mechanisch durch Klappen oder ähnlichem wie zum Beispiel ein Flugzeug. Er kann seine Fluglage nur ändern, in dem er die Drehzahl der Motoren verringert oder erhöht. Wenn er zum Beispiel gerade nach oben fliegen soll, dann muss die Drehzahl aller vier Motoren proportional erhöht werden.
3.3 Die Stabilisierung eines Quadrokopters:
Ein Quadrokopter ist nicht eigenstabil, da er sehr Windanfällig ist und einen sehr hohen Schwerpunk hat. Also muss er mit Hilfe eines „Gyroskops“ stabilisiert werden. Ein Gyroskop ist ein elektrischer Sensor, der auf einer geraden Fläche kalibriert wurde. Er merkt als wenn der Quadrokopter vom Wind leicht abgetrieben wird und kann somit die Motoren ansteuern, damit diese gegen den Wind gegensteuern. Somit hat der Quadrokopter immer eine gerade Fluglage und stürzt nicht durch eine kleine Windböe ab. Das Gyroskop ist genau in der Mitte des Quadrokopters auf der Hauptplatine verbaut. Diese Platine ist sozusagen das Gehirn des Quadrokopters, denn von ihr werden alle Funktionen aus gesteuert.
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