Was ist ein Quadrocopter?

Ein Quadrocopter ist eine Art Multicopter. Ein Multicopter ist ein mehrmotoriges oder mehrrotoriges Flugzeug (Helikopter), dessen Hauptrotor sich diagonal in entgegengesetzte Richtungen dreht. Multicopter unterscheiden sich durch die Anzahl der Motoren (oder durch die Anzahl der Rotoren). Heutzutage werden Multicopter mit drei oder mehr Rotoren verwendet.

Die gebräuchlichsten Schemata sind: 4/6/8 Rotoren. Ein Gerät mit drei Rotorpropellern wird Tricopter genannt; mit vier - ein Quadcopter; mit sechs - ein Hexacopter und mit acht Rotoren - ein Octocopter. Die Verwendung jedes der Schemata bestimmt hauptsächlich einen Parameter wie - die Masse der Nutzlast oder einfacher das Gewicht, das der Multicopter an Bord nehmen kann.

Beispiele moderner Mehrrotorlösungen.

Moderne Mehrrotorlösungen aus verschiedenen Preisnischen:

Aus der Geschichte

Angefangen hat alles im Jahr 1922 mit dem russisch-amerikanischen Flugzeugkonstrukteur Georgy Alexandrovich Botezat. Wer hat den ersten funktionierenden Quadrocopter seiner Art erfunden? Sein Apparat konnte nicht nur vom Boden abheben, sondern auch einige Zeit in der Luft halten. Zu dieser Zeit hatten solche Geräte einen wesentlichen Nachteil - das Funktionsprinzip.

Von den vier Rotoren war nur einer der führende (Drehung wurde vom Verbrennungsmotor eingestellt), d.h. Drehmoment durch ein komplexes Getriebe wurde von einem Motor auf die anderen 3 Hauptrotoren übertragen. Zur Serienentwicklung kam es nicht. Und Erfindungen wie der "Heckrotor" und die "Taumelscheibe" zwangen die Entwicklung von Mehrrotorflugzeugen vollständig aufzugeben, später entstand der erste Hubschrauber der Welt.

Mit dem Aufkommen des 21. Jahrhunderts sind Multicopter als unbemannte Luftfahrzeuge oder Drohnen in unser Leben gekommen.

Hauptkomponenten von Multicoptern

Technisch gesehen erschienen vor etwa 5 Jahren drei Hauptkomponenten von Multicoptern (Drohnen):

Batterie - Lithium-Polymer (LiPo), seltener Lithium-Ionen (Li-Ion).
Bürstenlose oder bürstenbehaftete Seltenerdmotoren.
Fernbedienung (Control Panel / Hardware / Sender)

Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip eines modernen Multicopters ist einfach. Je nach Anwendungsschema (3/4/6/8-Rotor) wird jeder Rotor von einem Elektromotor (Elektromotor) angetrieben. Eine Hälfte der Motoren dreht die Schrauben im Uhrzeigersinn und die andere Hälfte gegen den Uhrzeigersinn. Dank dieses Ansatzes ist zur Steuerung des Multicopters der Einsatz eines Heckrotors und einer aufwendigen Taumelscheibe bei der Konstruktion der Drohne nicht erforderlich.

* Die Reihenfolge der Drehrichtung des Multicopter-Rotors.

Ein Beispiel für Flugsteuerung:

Erhöhung der Drehzahl an allen Rotoren - Heben.
Verringerung der Drehzahl an allen Rotoren - Verringerung.
Durch Erhöhen der Umdrehungen der einen Hälfte der Schrauben und Verringern der Umdrehungen der anderen Hälfte wird das Uhrwerk zur Seite verschoben.
Wenn Sie die Drehzahl für die Propeller im Uhrzeigersinn erhöhen und die Drehzahl für die Propeller gegen den Uhrzeigersinn verringern, dreht sich die Drohne.

* Flugsteuerungsschema für die Rotation der Rotoren.

Motoren

Bei modernen Multicoptern (Drohnen) werden derzeit zwei Arten von Elektromotoren verwendet - bürstenbehaftete und bürstenlose. Bürstenlose Drohnen werden hauptsächlich mit teuren und professionellen Drohnen ausgestattet. Nur Budget-Optionen und Spielzeug sind mit Kollektormotoren ausgestattet. Weitere Details zu ihren Unterschieden finden Sie hier

Steuerung

Der Multicopter wird von einer Fernbedienung (alias Fernbedienung, Ausrüstung, Sender ) über ausgehende Funkwellen gesteuert (normalerweise bei Frequenzen 2,4 GHz oder 5,8 GHz ).

Damit der Multicopter auf die Control Panel-Anfragen reagiert, ist die Drohne mit einem ganzen Komplex elektronischer Systeme ausgestattet:

Mikroprozessor ( Flight Controller

Gyroskop - ist für das stabile Verhalten der Drohne während des Fluges verantwortlich (in der Regel sorgt es für die Stabilisierung entlang 6 Richtungsachsen).

Beschleunigungsmesser - Dieser Sensor ermöglicht es dem Prozessor, das Flugzeug in einer horizontalen Position relativ zum Boden zu positionieren.

Barometrischer Sensor (Barometer) - bietet der Drohne einen stabilen Schwebeflug auf der vom Piloten gewählten Höhe.

Sonar (Ultraschallsensor) - ermöglicht automatisches Landen und Halten einer geringen Höhe (1,5 - 3,5 Meter), kann auch zum Umfliegen von Hindernissen verwendet werden.

GPS-Modul - bietet die geografische Positionierung der Drohne unter Verwendung von Daten, die von Satellitensystemen empfangen werden. Aufgrund seiner Anwesenheit wird die Funktion des Fliegens nach Punkten realisiert, die bei Kommunikationsverlust oder niedriger Batterieladung zum Startplatz zurückkehrt und es Ihnen ermöglicht, Flugmessungen sowohl während des Fluges als auch danach vorzunehmen.

* Das einfachste Schema eines Quadrocopters.

Was sind sie?

Derzeit bietet der Consumer-Drohnen-Markt eine große Anzahl von Multicoptern (Drohnen), die sich jedoch im Allgemeinen in drei große Gruppen einteilen lassen: Für Anfänger / Amateure / Berufstätig

Für Anfänger - sowohl für Kinder als auch für Erwachsene zum ersten Kennenlernen und Lernen geeignet. In der Regel sind sie mit einem Mikroprozessor, einem 6-Achsen-Gyroskop und einem einfachen barometrischen Sensor ausgestattet, um die Höhenhaltung zu gewährleisten.

Amateur - für Piloten, die bereits Erfahrung mit UAVs haben. Eher geeignet für eine bestimmte Anwendung. Zum Beispiel für Luftaufnahmen oder für Sportarten wie Drohnenrennen. Drohnen dieser Gruppe können über autonome Flug- und Vermessungsfunktionen verfügen.

Professional - Ausschließlich für erfahrene Piloten geeignet, die die Fähigkeiten von Multicoptern (Drohnen) im professionellen Bereich nutzen. Zum Beispiel professionelle Foto- und Videoaufnahmen, Geodäsie, Überwachung von Land, Verkehr, bei Rettungseinsätzen etc. In den meisten Fällen verfügen Drohnen über autonome Flug- und Vermessungsfunktionen. Die elektronische Befüllung besteht aus hochpräzisen modernen Systemen, die eine Entnahme über weite Entfernungen ermöglichen, und die Stromversorgung ermöglicht Ihnen viel mehr Zeit im Flug. Der charakteristische Unterschied zwischen solchen Multicoptern ist ihr Preis.

Für eine umfassendere Bekanntschaft mit unbemannten Systemen empfehlen wir das Thema "Was ist eine Drohne?"