Die Besten Dronen Im Vergleich & Test 2019

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Wie funktioniert eine Drohne?

Du möchtest gerne eine Drohne kaufen? Das ist auf jeden Fall eine tolle Idee, denn gerade die Fluggeräte mit Kamera bieten viele Möglichkeiten, z. B. das Filmen und Fotografieren aus ungewöhnlichen Perspektiven. Aber wie funktioniert so eine Drohne überhaupt genau? Genau diesem Thema wollen wir uns in diesem Ratgeber widmen und dir erklären, wie diese spektakulären Copter überhaupt in die Luft kommen – ganz ohne Piloten an Bord.

Woher kommt die Energie?

Fangen wir mit einer banalen Frage zum Einstieg an: der Energieversorgung. Während Flugzeuge und andere fliegende Objekte in der Regel Kerosin benötigen, um die Turbinen anzutreiben, ist dies bei Drohnen anders. Das wäre ja auch sehr unpraktisch, wenn du deine Drohne zunächst mit Flugzeugbenzin oder auch Autobenzin betanken müsstest. Stattdessen bekommen die Motoren der Drohne den benötigten Strom aus einem Akku, der zuvor über das Stromnetz geladen wurde. Dass dieser möglichst potent und leistungsstark sein sollte, versteht sich von alleine. Denn je nach Gewicht der Drohne und Anzahl der Rotoren benötigen die Elektromotoren, die die Propeller antreiben, einiges an Strom.

Gemessen wird die Leistungsfähigkeit des Akkus einer Drohne in Milli-Ampere-Stunden, kurz mAh. Hier gilt: Je größer die Zahl ist, desto besser. Denn je größer der Akku, desto länger kann die Drohne in der Luft bleiben. Die meisten Drohnen erreichen eine Flugzeit zwischen 10 und 30 Minuten, teilweise auch länger oder kürzer. Das hängt wie gesagt vom Akku sowie eben von den Motoren und dem Gewicht der Drohne ab.

Allerdings solltest du auch nicht auf die Idee kommen, den Standard-Akku durch einen deutlich stärkeren auszutauschen, um die Flugzeit zu steigern – Drohnen-Tuning quasi. Denn das könnte der Elektronik der Drohne nicht so gut bekommen. Da ist es ratsamer, mehrere Akkus zum Tauschen als Drohnen-Zubehör zu erwerben, um die Flugzeit zu steigern – dann aber eben immer mit kurzem Boxen-Stop zum Tausch des Akkus.

Woher kommen der Auftrieb?

Die Funktionsweise einer Drohne ähnelt in Ansätzen der eines Helikopters. Wie bei diesem großen Fluggerät zur Personenbeförderung sorgen auch bei einer Drohne der Rotor bzw. die Rotoren für Auftrieb. Statt einem großen, wie bei den meisten Hubschraubern, sind es bei den unbemannten Flugobjekten je nach Drohnen-Bauart vier (Quadrocopter) bis acht (Octocopter).

Die einzelnen Rotoren drehen sehr schnell und sorgen so für einen Auftrieb. Ist dieser stärker als das Gewicht der Drohne von der Schwerkraft auf den Boden gezogen wird, hebt die Drohne ab. Die Aufstiegsgeschwindigkeit, also wie schnell die Drohne an Höhe gewinnt und wie viele Meter pro Sekunde sie steigt, wird über die Drehgeschwindigkeit der Propeller gesteuert. Je schneller diese drehen, desto schneller geht es nach oben. Sinken die Rotationsgeschwindigkeit der Rotoren und damit der Auftrieb, sinkt auch die Aufstiegsgeschwindigkeit. Ist der Auftrieb geringer als die Schwerkraft, sinkt die Drohne wieder in Richtung Boden.

Wie ist eine Drohne manövrierfähig?

Nun haben wir dir erklärt, wie eine Drohne an Höhe gewinnt. Aber das wäre ja schon ein bisschen langweilig, immer nur nach oben und nach unten zu fliegen, oder? Zum Glück sind Drohnen manövrierfähig, können also auch nach vorne und hinten sowie links und rechts fliegen. Aber wie wird diese Manövrierfähigkeit umgesetzt? Das erklären wir dir jetzt.

Im Gegensatz zu einem Helikopter sind die einzelnen Rotorblätter bei einer Drohne nicht in der Neigung verstellbar, um für Vortrieb zu sorgen. Stattdessen wird das Manövrieren und damit das Umherfliegen über die Geschwindigkeit der einzelnen Rotoren geregelt. Das lässt sich anhand eines Beispiels einfach erklären. Möchtest du, dass deine Drohne nach vorne fliegt, dann sorgen die verbauten Gyros (Drehratensensoren) dafür, dass die vorderen beiden Propeller eines Quadrocopters langsamer drehen als die hinteren beiden. Die Folge ist, dass die Drohne schräg nach vorne abkippt. Nun steht sie schräg in der Luft, sodass der Auftrieb der Rotorblätter zum Teil auch in Vortrieb umgewandelt wird.

Würdest du die Drohne in einem Winkel von 90 Grad in die Luft stellen, würde sie die komplette Energie in Vortrieb statt in Auftrieb verwandeln – allerdings dann aufgrund der Schwerkraft auch in Richtung Boden sinken. Möchtest du hingegen nach links oder rechts fliegen, werden der oder die Rotoren in der entsprechenden Richtung gedrosselt und drehen dann langsamer als die Rotoren „dahinter“ (aus der angepeilten Richtung gesehen).

Wie lenkst du eine Drohne?

Bleibt noch die Frage im Raum, wie du den Flug der Drohne steuerst? Denn sie ist zwar unbemannt, aber ja kein autonomes Flugobjekt. Die Gewalt über ihren Flug hast du über die Fernsteuerung. Diese kommuniziert per Funk über bestimmte Funkkanäle mit der Drohne in der Luft. Als Funkfrequenz kommt das 2,4 GHz Band zum Einsatz, dass du vermutlich bereits vom heimischen WLAN-Netzwerk kennst.

Per Funk werden die Eingaben, die du auf der Fernbedienung tätigst, dann an die Drohne übermittelt. Die Fernsteuerung, auch gerne Flightcontrol genannt, ist in der Regel mit zwei Steuerknüppeln ausgestattet, mit denen du der Drohne die Flugrichtung vorgibst. Das bedarf am Anfang etwas Übung, klappt dann aber meist recht schnell gut. Bitte beachte aber immer, dass die Reichweite der Funkverbindung begrenzt ist. Wie weit sich deine Drohne von dir und dem Sender entfernen kann, hängt vom jeweiligen Modell ab. Günstige Einsteigerdrohnen haben meist eine Reichweite von wenigen Metern, große Drohnen wie die DJI Phantom 4 Advanced von vielen Kilometern (in diesem Fall 7 km).

Wie werden die Bilder übertragen?

Bei einfachen Drohnen nimmt die Kamera den Flug auf und speichert die Aufnahme dann lokal auf einem internen Speicher der Drohne oder einer eingesetzten Speicherkarte. Diese kommen auch bei höherwertigen Modellen zum Einsatz. Allerdings bieten diese in der Regel auch noch die Möglichkeit, den Flug live auf einem Display zu verfolgen. Entweder ist dieses in der Fernsteuerung verbaut oder es kommt dein Smartphone oder Tablet zum Einsatz, dass du über eine Halterung an der Fernsteuerung einklemmen kannst.

Dann brauchst du noch eine spezielle App, die vom Hersteller deiner Drohne abhängt (z. B. DJI GO 4 für iOS und Android). Alternativ kann bei besonders guten Drohnen auch eine FPV-Brille (First Person View) zum Einsatz kommen, sodass du dich fühlst, als würdest du direkt in der Drohne sitzen. Die Übertragung der Videosignale erfolgt per Funk. Zudem kannst du bei guten Drohnen auch die Kamera selbst steuern, die dann per Gimbal in die von dir gewünschte Richtung geschwenkt wird.

December 7, 2018

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