Tricopter: Saarbrücker Drohne fliegt mit drei Rotoren

Unbemannte Hubschrauber haben im Normalfall eine gerade Anzahl von Rotoren. Forscher der Universität des Saarlandes in Saarbrücken haben eine Drohne entwickelt, die mit drei Rotoren auskommt.

Die gerade Rotorzahl hat einen Grund: Eine Hälfte der Rotoren dreht in eine, die andere Hälfte in die entgegengesetzte Richtung. Das verhindert, dass sich die Drohne um die eigene Achse dreht. Ein Hubschrauber hat dafür einen senkrecht stehenden Heckrotor. Bei einem Tricopter drehen jedoch zwangsläufig zwei Rotoren in eine und nur einer in die entgegengesetzte Richtung. Um die Rotation um die eigene Vertikalachse zu verhindern, mussten sich die Saarbrücker etwas einfallen lassen: Jeder Rotor ist um die Achse, auf der er sitzt, schwenkbar.

Praxisnahe Forschung

Über das Schwenken der Rotoren und zusätzlich über das Variieren der Drehzahl der Motoren wird der Tricopter stabil in der Luft gehalten. Ein Mensch könne das mit einer Fernbedienung jedoch nicht leisten, sagt Lothar Kiltz von der in Saarbrücken ansässigen Universität im Gespräch mit Golem.de. Die Forscher vom Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik mussten deshalb ein Bordsystem entwickeln, das die Steuerung übernimmt. Eine Herausforderung für Regelungstechniker um Joachim Rudolph - und für die Studenten ein Projekt für praxisnahe Forschung.

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Der Tricopter auf der Hannover Messe 2013 (Foto: Werner Pluta/Golem.de)

Das Bordsystem, das aus einem Mikrocontroller und verschiedenen Sensoren besteht, überwacht die Lage und das Flugverhalten des Tricopters sowie die Daten von den Motoren. Gerät das Fluggerät ins Schlingern oder führt andere ungeplante Manöver durch, greift das System ein und steuert dagegen.

Fliegen ohne Kippen

Das Fliegen mit drei Rotoren habe einige Vorteile, da es Manöver ermögliche, die ein Quadrocopter nicht durchführen könne, erklärt Kiltz: Ein Quadrocopter etwa müsse, um horizontal fliegen zu können, erst gekippt werden. Der Tricopter hingegen schwenke einfach die Rotoren und müsse deshalb seine Lage beim waagerechten Fliegen nicht verändern. Deshalb eigne sich ein Tricopter sehr gut als Kameradrohne: Der Kamerawinkel bleibe gleich, egal ob die Drohne fliege oder in der Luft stehe. Außerdem könne der Tricopter schräg in der Luft stehen und er könne schnell gieren, also sich um die eigene Vertikalachse drehen.

Die Saarbrücker Forscher stellen ihren 75 Zentimeter großen und 1,1 Kilogramm schweren Tricopter auf der Hannover Messe (Halle 2, Stand C 40) vor. Die Messe geht am heutigen Freitag zu Ende.