Wie hält sich ein Multikopter stabil in der Luft?
Multikopter besitzen jeweils immer eine gerade Anzahl Rotoren, damit sie stabil in der Luft schweben können. So drehen diese immer in abwechselnder Reihenfolge im Uhrzeigersinn, beziehungsweise Gegenuhrzeigersein. Die Drehrichtung der Rotoren wechselt sich ab. Daher kann wie vorher erwähnt ein Quadcopter auch nur eine gerade Anzahl Rotoren haben, denn immer zwei Rotoren bilden ein entgegengesetzt drehendes Paar. Dadurch heben sich die Drehimpulse der 4 Rotoren auf und so wird das ungewollte Drehen um die eigene Achse verhindert.
Wie steuert sich ein Multikopter?
Im Schwerpunkt des Copter, meist mittig im Zentrum, platziert man eine Steuerelektronik. Diese beurteilt anhand von Sensoren (Beschleunigung, Gyroskop und auch GPS) die aktuelle Lage und regelt die Rotoren. Diese sind meistens bürstenlose Elektromotoren und haben pro Rotor einen eigenen Controller (oder 4in 1 ESC). Durch unterschiedliche Drehzahlen der Rotoren wird ein Steuerbefehl der Fernbedienung umgesetzt. Nebst dem Steigen, dass durch höhere Drehzahlen erreicht wird, gibt es noch folgende Bewegungen:
Rollen, Nicken, Gieren anhand eines Quadcopters:
Roll-Nick-Gier-Winkel, englisch Roll-Pitch-Yaw-Winkel, sind eine Möglichkeit zur Beschreibung der Orientierung eines Fahrzeugs im dreidimensionalen Raum, die zunächst nur bei Luftfahrzeugen gebräuchlich war, inzwischen aber auch zur Lagebeschreibung von Land-, Wasser- und Raumfahrzeugen Verwendung findet.
Rollen – Roll:
Rollen steht für die Bewegung nach links und rechts. Dreht sich der rechte Rotor schneller als der linke, so neigt sich der Multicopter nach links und fliegt folgedessen auch in diese Richtung. Umgekehrt dasselbe, dreht sich der linke Rotor schneller als der rechte, fliegt der Copter nach rechts.
Nicken – Pitch:
Um den Quadrocopter nach vorn zu bewegen, wird durch Neigung Vortrieb erzeugt. Analog zur Roll-Bewegung drehen in diesem Fall der hintere Rotor schneller als der vordere. Soll es zurück gehen, drehen die vorderen Rotoren schneller als die hinteren.
Gieren – Yaw:
Die Gier-Bewegung bedeutet soviel wie die Drehung um die eigene Hochachse. Das heisst der Multicopter dreht sich an Ort und Stelle, dazu müssen die Drehzahlen der beiden Rotorpaare unterschiedlich sein. Drehen die linksdrehenden Rotoren schneller als die rechtsdrehenden Rotoren, dann dreht er sich nach rechts. Umgekehrt dreht sich der Multicopter nach links, wenn sich die rechtsdrehenden Rotoren schneller drehen als die linksdrehenden Rotoren.