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Was ist ein Mikrokopter

Ein Mikrokopter ist ein kleiner Quadrocopter (von lateinisch quadrum, Viereck). Dies ist ein Luftfahrzeug, das vier in einer Ebene angeordnete, senkrecht nach unten wirkende Propeller benutzt, um Auftrieb und durch Neigung der Rotorebene auch Vortrieb zu erzeugen. Es gehört zu den Hubschraubern und kann wie diese oder auch wie VTOL-Flugzeuge senkrecht starten und landen. Der Mikrokopter verfügt über Sensoren, die ihm die Neigung, Beschleunigung, Höhe und bei Verwendung der Erweiterungen auch GPS- und Kompass-Position mitteilen. Dadurch fliegt er sehr ruhig und ist (anders als ein Hubschrauber) leicht zu beherrschen. Der MikroKopter verträgt genügend Last für zum Beispiel eine Kamera. Für sportliche Piloten bietet der MK genügend Agilität um auch Loopings zu fliegen.

Wer hat den Mikrokopter "erfunden"

Der Mikrokopter ist eine Entwicklung von Holger Buss und Ingo Busker, zwei Elektro-Ingenieuren aus Ostfriesland. Sie haben das Projekt nach einiger Zeit der privaten Entwicklung am 24.10.2006 auf ihrer Internetseite veröffentlicht. Seither entstand im Internet-Forum auf www.mikrokopter.de schnell eine große Gemeinde von Mikrokopter-Piloten. Heute zählt das Forum über 2500 Mitglieder.

Quadrokopter selbst gibt es schon seit dem letzten Jahrhundert. Sie auch: HistorischeQuadrokopter

Entwicklung

Der Mikrokopter wird ständig weiterentwickelt und durch zusätzliche Sensoren ergänzt. Bereits Mitte 2007 wurde ein GPS adaptiert.

Wie fliegt der Mikrokopter

Es gibt auf Quadrokoptern zwei unterschiedliche Rotorlaufrichtungen. Der vordere und der hintere Propeller laufen immer rechts herum (im Uhrzeigersinn), der linke und der rechte Propeller drehen sich links herum (entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn). Um überhaupt schweben zu können, müssen sich alle vier Rotoren gleich schnell drehen.

Um nun in eine Richtung fliegen zu können, wird der Kopter quasi aus dem Gleichgewicht gebracht. Beim der Flugrichtung entgegengesetzten Propeller wird die Drehzahl erhöht, so dass sich der Kopter in die Flugrichtung neigt. Durch den nun schräggestellten Luftstrom der Propeller fliegt er in diese Richtung. Beispiel: Beim Vorwärtsflug wird die Drehzal des hinteren Propellers erhöht. Die Vor-/Rückwärtsbewegung wird "Nicken" oder auch Nickbewegung genannt. Rechts und Links wird als "Roll" bezeichnet.

Das Drehen eines Kopters um die eigene Achse wird als "Gieren" bezeichnet. Für diese Bewegung muss das Drehmoment um die Achse verändert werden. Dies geschieht durch die Drehzahländerung von immer zwei gegenüberliegenden Propellern. Für eine Drehung im Uhrzeigersinn wird die Drehzahl des linken und des rechten Propellers erhöht, während die des vorderen und hinteren gesenkt wird. Für eine Drehung in entgegengesetzter Richtung wird dementsprechend das Gegenteil durchgeführt.

Für einen stabilen Flug wird eine Regelung benötigt. Diese Regelung sorgt überhaupt erst dafür, dass der Mikrokopter in der Luft bleiben kann. Sie verarbeitet die Sensordaten und berechnet daraus die Ansteuerung der Motoren. In erster Linie gleicht sie Lageveränderungen durch externe Einflüsse (wie Wind) aus. Die Regelung befindet sich in der Software des MikroKopters.

Aus welchen Einzelteilen besteht ein Mikrokopter?

Zunächst ist da mal ein Rahmen aus Holz, CarbonFaserKunststoff (CFK) oder einem leichten Metall (meist Aluminium) mit 4 Auslegern. An jedem Ausleger befindet sich ein Motor mit Propeller. Da es sich hierbei um einen speziellen Motor handelt, ist für jeden Motor eine eigene "Reglerplatine" notwendig. In der Mitte sitzt das "Gehirn" des Mikrokopters, eine Platine, die die Signale aller Sensoren verarbeitet und die Geschwindigkeit der Motoren einzeln regelt. Diese Platine (sie nennt sich Flight-Control) ist mit den Reglern für die Motoren verbunden. Zu guter Letzt gibt es einen Akku, der das Ganze mit Strom versorgt. Da dieser Akku zum einen leicht sein soll und hohe Ströme liefern muss, verwendet man hier sogenannte Lithium-Polymer-Akkus (LiPo). Die Elektronik kann durch Zusatzelemente wie einen Kompass oder ein GPS ergänzt werden.

Mikrokopter entsprechen den Vorausetzungen für den erlaubnisfreien Modellflug gem. LuftVO (siehe ModellflugRecht).

Mikrokopter werden von einigen Hochschulen (Links zu den Projekten bei TFH Wildau, FH Potsdam, TU München, MIT, Oxford Research Group...) als Basis für verschiedene Versuche genutzt, z.B. Schwarmverhalten, optische Wegerkennung, usw.

ToDo: hier gibt es noch etwas zu tun

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