Drohne: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Brand-Feuer.de
Zur Navigation springenZur Suche springen
Keine Bearbeitungszusammenfassung
Keine Bearbeitungszusammenfassung
 
(6 dazwischenliegende Versionen desselben Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 16: Zeile 16:


[[Datei:Unterwasserdrohne DLRG Pöcking-Starnberg e.V. pFB 14.1.2022.jpg|thumb|350px|auch unter dem [[Wasser]] schreitet die Drohnentechnik fort. Hier im Einsatz bei der DLRG Pöcking-Starnberg e.V.<br>Foto: [https://poecking-starnberg.dlrg.de/ DLRG Pöcking-Starnberg e.V.] ]]     
[[Datei:Unterwasserdrohne DLRG Pöcking-Starnberg e.V. pFB 14.1.2022.jpg|thumb|350px|auch unter dem [[Wasser]] schreitet die Drohnentechnik fort. Hier im Einsatz bei der DLRG Pöcking-Starnberg e.V.<br>Foto: [https://poecking-starnberg.dlrg.de/ DLRG Pöcking-Starnberg e.V.] ]]     
[[Datei:Drohne nachts RS 25.3.24.jpeg|thumb|350px|sogar nachts kann man mit einer Drohne (DJ 3) bei [https://de.wikipedia.org/wiki/Vollmond Vollmond] recht gute Bilder machen<br>Fotzo: [[Rainer Schwarz]]]]


'''Multicopter''' sind Luftfahrzeuge, die über mehrere in einer Ebene angeordnete, senkrecht, oder annähernd senkrecht, nach unten wirkende Rotoren oder Propeller benutzen, um Dynamischer Auftrieb|Auftrieb und durch Neigung der Rotorebene auch Vortrieb (Physik) zu erzeugen. Im Unterschied zu Hubschraubern stabilisieren sich Multicopter über gegenläufige Rotorbewegungen, statt über einen um 90° zur Drehachse geneigten Heckrotor-Konfiguration. Je nach Anzahl der Rotoren spricht man auch von ''Quadrocoptern'' (vier Rotoren), '''''Hexacoptern''''' (sechs Rotoren) oder '''''Octocoptern''''' (acht Rotoren). Weniger übliche Bauformen sind ''Bicopter'' (zwei Rotoren) und ''Tricopter'' (drei Rotoren). Weitere Sonderformen existieren, sind jedoch üblicherweise Machbarkeitsstudien.
'''Multicopter''' sind Luftfahrzeuge, die über mehrere in einer Ebene angeordnete, senkrecht, oder annähernd senkrecht, nach unten wirkende Rotoren oder Propeller benutzen, um Dynamischer Auftrieb|Auftrieb und durch Neigung der Rotorebene auch Vortrieb (Physik) zu erzeugen. Im Unterschied zu Hubschraubern stabilisieren sich Multicopter über gegenläufige Rotorbewegungen, statt über einen um 90° zur Drehachse geneigten Heckrotor-Konfiguration. Je nach Anzahl der Rotoren spricht man auch von ''Quadrocoptern'' (vier Rotoren), '''''Hexacoptern''''' (sechs Rotoren) oder '''''Octocoptern''''' (acht Rotoren). Weniger übliche Bauformen sind ''Bicopter'' (zwei Rotoren) und ''Tricopter'' (drei Rotoren). Weitere Sonderformen existieren, sind jedoch üblicherweise Machbarkeitsstudien.
Zeile 102: Zeile 104:


* ''Convertawings A'' von 1956, für die US-Armee, mit Gitterrohrrahmen, zwei Motoren und Riemenantrieb.
* ''Convertawings A'' von 1956, für die US-Armee, mit Gitterrohrrahmen, zwei Motoren und Riemenantrieb.
* Beim ''[[Curtiss-Wright VZ-7|Curtiss-Wright VZ-7AP]]'' von 1958 wurden die Rotoren von einer zentralen Turbine angetrieben. Die Steuerung erfolgte über den Anstellwinkel der Rotoren und über verstellbare Leitbleche im Abgas-Strahl der Turbine.
* Beim ''Curtiss-Wright VZ-7'' von 1958 wurden die Rotoren von einer zentralen Turbine angetrieben. Die Steuerung erfolgte über den Anstellwinkel der Rotoren und über verstellbare Leitbleche im Abgas-Strahl der Turbine.
* Die einsitzige [[WGM 21|Aerotechnik WGM 21]], die 1969 in Deutschland als Prototyp flog.
* Die einsitzige Aerotechnik WGM 21, die 1969 in Deutschland als Prototyp flog.
* Im Oktober 2011 stellte die Startup-Firma Volocopter einen personentragenden, elektrisch angetriebenen Multicopter mit 18 Rotoren vor.
* Im Oktober 2011 stellte die Startup-Firma Volocopter einen personentragenden, elektrisch angetriebenen Multicopter mit 18 Rotoren vor.
* Im April 2017 bei der Aero-Friedrichshafen
* Im April 2017 bei der Aero-Friedrichshafen
Zeile 127: Zeile 129:
'''Zwischenfälle'''
'''Zwischenfälle'''


* Am 14. Oktober 2014 wurde bei einem Fußballspiel in Albanien eine [[Großalbanien]]-Flagge über das Spielfeld geflogen. Im Jahr 2015 wurde im Zusammenhang mit dieser Aktion ein Verdächtiger festgenommen.<ref>[http://orf.at/#/stories/2302798/ Drohne über Stadion in Albanien: Festnahme], orf.at, 7. Oktober 2015, abgerufen am 7. Oktober 2015.</ref>
* Am 14. Oktober 2014 wurde bei einem Fußballspiel in Albanien eine Großalbanien-Flagge über das Spielfeld geflogen. Im Jahr 2015 wurde im Zusammenhang mit dieser Aktion ein Verdächtiger festgenommen.


* Am 12. Oktober 2017 ist ein Verkehrsflugzeug|Passagierflugzeug am Flughafen Québec mit einer Drohne kollidiert. Verkehrsminister Marc Garneau sprach von der ersten Kollision eines Passagierflugzeugs mit einer Drohne in seinem Land. Der Zusammenstoß verursachte nur kleinere Schäden am Flugzeug der Skyjet Airlines, wie das kanadische Verkehrsministerium mitteilte. Dem Minister zufolge hätte der [[Flugunfall|Unfall]] auch katastrophale Folgen haben können, wenn die Drohne mit dem Cockpit oder den Triebwerken kollidiert wäre. Die Drohne prallte in einer Höhe von 450 Metern mit dem Linienflugzeug zusammen.
* Am 12. Oktober 2017 ist ein Verkehrsflugzeug|Passagierflugzeug am Flughafen Québec mit einer Drohne kollidiert. Verkehrsminister Marc Garneau sprach von der ersten Kollision eines Passagierflugzeugs mit einer Drohne in seinem Land. Der Zusammenstoß verursachte nur kleinere Schäden am Flugzeug der Skyjet Airlines, wie das kanadische Verkehrsministerium mitteilte. Dem Minister zufolge hätte der [[Flugunfall|Unfall]] auch katastrophale Folgen haben können, wenn die Drohne mit dem Cockpit oder den Triebwerken kollidiert wäre. Die Drohne prallte in einer Höhe von 450 Metern mit dem Linienflugzeug zusammen.
Zeile 202: Zeile 204:


Im Rahmen der EU-Vereinheitlichung, die in Deutschland im Januar 2021 in Kraft gesetzt wurde, muss sich der Betreiber registrieren und nur noch die Identifikationsnummer an der Drohne anbringen. Für neue Drohnen ist vorgesehen, dass sie sich per Funk identifizieren lassen.
Im Rahmen der EU-Vereinheitlichung, die in Deutschland im Januar 2021 in Kraft gesetzt wurde, muss sich der Betreiber registrieren und nur noch die Identifikationsnummer an der Drohne anbringen. Für neue Drohnen ist vorgesehen, dass sie sich per Funk identifizieren lassen.
;Europa
Am 1. Januar 2021 trat die EU-Drohnenverordnung in Kraft, diese definiert einheitliche Grundregeln für die Länder der EU. Die EU-Staaten müssen diese in ihre Gesetzgebung übernehmen.
Übergangsregelung für Bestandsdrohnen: Die Übergangsregeln gelten bis 31. Dezember 2021 in allen EU-Staaten. Speziell in Deutschland gelten sie bis 31. Dezember 2022. Danach können nur noch zertifizierte Drohnen in den Risikoklassen A1, A2 und A3 geflogen werden.
{| class="wikitable"
|+
!EU-Drohnenscheinklasse
Risikoklasse
!grundsätzliche Bestimmungen
|-
|A1
|Flug nahe Menschen (nahe oder über einzelnen unbeteiligten Personen)
|-
|A2
|Flug in sicherer Distanz zu Menschen (Annäherung bis 30&nbsp;m an unbeteiligte Personen
bis 5&nbsp;m an unbeteiligte Personen im Langsamflugmodus)
(Übergangsregelung: Bestandsdrohnen die in diese Klasse fallen würden, Annäherung bis 50&nbsp;m an unbeteiligte Personen)
|-
|A3
|Flug weit von Menschen entfernt (bis 150&nbsp;m Annäherung an unbeteiligte Personen)
|}
{| class="wikitable"
|+
! colspan="3"|EU-Gewichtsklassen
Jeder Hersteller ist künftig verpflichtet, die Drohne mit einem Schild zu versehen, das die Gewichtsklasse angibt.
|-
!Gewichtsklasse
!Gewicht
!EU-Drohnenführerschein / Risikoklasse
|-
|C0
|bis 250&nbsp;g
|C0 darf ohne jeden Drohnenführerschein in A1 fliegen.
|-
|C1
|bis 900&nbsp;g
|C1 darf mit kleinem EU-Drohnenführerschein (oder Äquivalent) in A1 fliegen, ein Überflug unbeteiligter Personen ist jedoch untersagt.
|-
|C2
|bis 4&nbsp;kg
|C2 darf mit „kleinem“ EU-Drohnenführerschein (oder Äquivalent) in A3 fliegen
|-
|
|
|C2 darf mit „großem“ EU-Drohnenführerschein in A2 fliegen
|-
|C3/C4
|bis 25&nbsp;kg
|C3/C4 darf mit „kleinem“ EU-Drohnenführerschein in A3 fliegen
|}
;ICAO
Die „International Civil Aviation Organization“ koordiniert international die Einteilung und Spezifikation von Luftfahrzeugen; ausgenommen sind jedoch Flugmodelle für den Freizeitgebrauch („model aircraft, intended for recreational purposes only“).
;Deutschland
Die relevanten rechtlichen Regelungen für den Einsatz unbemannter Luftfahrtsysteme und Flugmodelle sind überwiegend in den [https://www.gesetze-im-internet.de/luftvo_2015/__21a.html § 21a-21f der Luftverkehrs-Ordnung] normiert.
Der alte „deutsche Drohnenführerschein“ hat bis 31. Dezember 2021 Gültigkeit. Danach muss man im Besitz eines EU-Drohnenführerscheins der Risikoklasse A1/A3 („kleiner“ Schein) oder der Risikoklasse A2 („großer“ Schein) sein.
Bis zum 31.12.21 ist es möglich, den alten Kenntnisnachweis in einen EU-Kompetenznachweis umschreiben zu lassen.
Für das Anfertigen von Luftbildern/Videos aus solchen Luftfahrzeugen zu professionellen Zwecken ist eine Genehmigung des jeweiligen Bundeslandes erforderlich.
In Deutschland wird der Einsatz von Luftfahrzeugen mit Video- oder Fotomöglichkeit über privatem Gelände als Beeinträchtigung des Eigentums und der Privatsphäre betrachtet und man benötigt daher die Erlaubnis des Besitzers – auch wenn die Aufnahmen nicht weitergegeben werden sollen. Wenn Personen auf Aufnahmen zu identifizieren sind, dürfen diese nur mit deren Zustimmung veröffentlicht oder weitergegeben werden; Aufnahmen, die nicht weitergegeben/veröffentlicht werden und die Privatsphäre nicht beeinträchtigen, benötigen diesbezüglich keine Genehmigung. Weiterhin fallen Fotos und Videos, die aus Luftfahrzeugen von bestimmten Gebäuden angefertigt wurden, oft nicht unter die [[Panoramafreiheit]] und berühren zum Beispiel das bestehende Urheberrecht eines Architekten – sie dürfen dann nur mit dessen Genehmigung veröffentlicht werden.<ref>[https://www.spiegel.de/netzwelt/gadgets/rechtsfragen-zu-fotodrohnen-das-darf-das-fliegende-auge-a-903502.html Spiegel-online: Rechtsfragen im Überblick: Darf meine Drohne in Nachbars Garten fliegen?]</ref>
Im Dezember 2011 gab der Bundestag eine Änderung des [https://www.gesetze-im-internet.de/luftvg/ Luftverkehrsgesetz]es ohne Diskussion in die Ausschüsse. Es trat in Kraft und stellte „unbemannte Luftfahrtsysteme“ den anderen elf Klassen von Luftfahrzeugen gleich. Nur unbemannte Luftfahrtsysteme außerhalb von Freizeitaktivitäten wurden hier erfasst – Flugmodelle, die zur Freizeitgestaltung verwendet werden, sind hier nicht reglementiert worden und eine politische Debatte um diese Modelle, etwa bezüglich des Schutzes der Privatsphäre, blieb aus.
In der öffentlichen Wahrnehmung stehen Drohneneinsätze oft in unmittelbarem Zusammenhang mit der Strategie der Gezielte Tötung von hochrangigen Terroristen. Diesbezüglich vertrat der damalige Bundesministerium der Verteidigung Thomas de Maizière 2012, als er für den Ankauf und Einsatz bewaffneter Drohnen warb, die Meinung, dass Deutschland sich niemals an „extralegalen Tötungen“ beteiligen würde.




Zeile 208: Zeile 287:
Flugobjekte bis 30&nbsp;kg dürfen bei Sichtkontakt generell ohne Genehmigung betrieben werden. Der Betrieb mittels technischen Hilfsmitteln ist gestattet, wenn eine zweite Person das Flugobjekt beobachtet und im Zweifelsfall in die Steuerung eingreifen kann. Multicopter dürfen nur mit mindestens 100&nbsp;m Abstand zu einer Menschenansammlung betrieben werden. Weiterhin dürfen Fluggeräte nicht näher als 5&nbsp;km zu einer Piste eines Flugplatzes geflogen werden.
Flugobjekte bis 30&nbsp;kg dürfen bei Sichtkontakt generell ohne Genehmigung betrieben werden. Der Betrieb mittels technischen Hilfsmitteln ist gestattet, wenn eine zweite Person das Flugobjekt beobachtet und im Zweifelsfall in die Steuerung eingreifen kann. Multicopter dürfen nur mit mindestens 100&nbsp;m Abstand zu einer Menschenansammlung betrieben werden. Weiterhin dürfen Fluggeräte nicht näher als 5&nbsp;km zu einer Piste eines Flugplatzes geflogen werden.


Der Betreiber eines Multicopters über 500 g muss eine Haftpflichtversicherung im Umfang von mindestens einer Million [[Schweizer Franken]] abschließen.
Der Betreiber eines Multicopters über 500 g muss eine Haftpflichtversicherung im Umfang von mindestens einer Million Schweizer Franken abschließen.


Ab Juni 2020 übernahm die Schweiz die Registrierungspflicht der EU.
Ab Juni 2020 übernahm die Schweiz die Registrierungspflicht der EU.
Zeile 219: Zeile 298:


* [[Feuerwehr - Zusammenfassung]]
* [[Feuerwehr - Zusammenfassung]]
* [https://drohnen-camp.de/drohnen-gesetze-weltweit/?tl_inbound=1&tl_target_all=1&tl_form_type=1&tl_period_type=3 Drohnen-Gesetze in 136 Ländern: Diese Vorschriften müssen Copter-Piloten beachten]





Aktuelle Version vom 26. März 2024, 22:25 Uhr

zur besseren Übersicht wird ein Drohne bei der Brandursachenermittlung eingesetzt.
Foto: Heiko Schulz
Überprüfung von Fernwärmeleitungen mit unserer Drohne und Thermalkamera aus der Luft. Die Schadstellen unterhalb des Asphalts konnten identifiziert und repariert werden.
Foto: SPEKTAKULAIR.at
eigentlich wird eine Drohne bei einer Brandbekämpfung als Hilsmittel eingesetzt.
Hier löst sie nach einem Flugunfall einen Brand aus.
Foto: FW Berchtesgaden
Drohne mit einer Wärmebildkamera ausgerüstet
Foto:www.Drauf-Sicht.eu
Drohne der FW Karlstein, 06.04.2018
bei Einsätzen eine sehr gute Hilfe
Foto: Rainer Schwarz
ab dem 01.01.2021 ist ein EU-Kompetenznachweis A1 / A3 gefordert, das LBA (Luftfahrtbundesamt) ermöglicht diesen kostenfrei.
Foto: Rainer Schwarz
klare und verwertbare Bilder bietet eine Drohne
Foto: M. Leewe
auch eine Drohne
Foto: Rainer Schwarz
auch unter dem Wasser schreitet die Drohnentechnik fort. Hier im Einsatz bei der DLRG Pöcking-Starnberg e.V.
Foto: DLRG Pöcking-Starnberg e.V.
sogar nachts kann man mit einer Drohne (DJ 3) bei Vollmond recht gute Bilder machen
Fotzo: Rainer Schwarz

Multicopter sind Luftfahrzeuge, die über mehrere in einer Ebene angeordnete, senkrecht, oder annähernd senkrecht, nach unten wirkende Rotoren oder Propeller benutzen, um Dynamischer Auftrieb|Auftrieb und durch Neigung der Rotorebene auch Vortrieb (Physik) zu erzeugen. Im Unterschied zu Hubschraubern stabilisieren sich Multicopter über gegenläufige Rotorbewegungen, statt über einen um 90° zur Drehachse geneigten Heckrotor-Konfiguration. Je nach Anzahl der Rotoren spricht man auch von Quadrocoptern (vier Rotoren), Hexacoptern (sechs Rotoren) oder Octocoptern (acht Rotoren). Weniger übliche Bauformen sind Bicopter (zwei Rotoren) und Tricopter (drei Rotoren). Weitere Sonderformen existieren, sind jedoch üblicherweise Machbarkeitsstudien.

Das Funktionsprinzip wird sowohl in der bemannten Luftfahrt, zum Beispiel für Passagier-Drohnen, wie auch der unbemannten Luftfahrt angewendet.


Siehe auch:

Brandgefahren in der Landwirtschaft
Brandentstehungsbilder
Drohnen bei Feuerwehr & Co
Erfahrungsbericht zum Thema Drohne in der Feuerwehr
Explosion
Flugunfall
IKAT ein Führungsinstrument für die Gefahrenabwehr


Technik

Antrieb

Bei Multicoptern werden die Propeller meist direkt durch bürstenlose Gleichstrommotoren angetrieben. Diese sind als Außenläufer oder Innenläufer ausgelegt und am äußeren Ende von Auslegern befestigt. Der Einsatz von Impellern ist möglich, aber selten. Es gibt Modelle, die einen zentralen Hauptantrieb in dieser Bauform nutzen.

Da außer den Motoren keine mechanischen Teile wie Servomotoren, Gestänge und Rotorkopf|Rotorköpfe notwendig sind, ist diese Bauweise mechanisch einfacher zu realisieren als ein Hubschrauber. Andere Bauweisen benutzen einen mechanischen Kreisel, dessen Abweichungen zur Ausgangslage etwa über Hall-Sensoren aufgenommen werden (Inertiales Navigationssystem).


Konfigurationen

Multicopter werden meist in konventioneller -Konfiguration sowie -Konfiguration bzw. H-Konfiguration (siehe Abbildungen in der Tabelle) aufgebaut. Die -Konfiguration ist weitverbreitet und ermöglicht eine einfache Ansteuerung, bei der für Änderungen in der Längs- und Querachse jeweils nur ein Motorenpaar angesteuert wird. Bei der - oder H-Konfiguration sind die Motoren um 45° zur Flugrichtung versetzt. Hier sind für eine Rotation um Längs- oder Querachse alle vier Motoren gleichzeitig anzusteuern. Zudem wird bei Foto- und Filmaufnahmen die Flugrichtung nicht durch einen Propeller verdeckt.

Fotos: Michael Arning


Energie

Die Flugzeit eines Multicopters ist ein Kompromiss aus mitgeführter Energiekapazität und Abfluggewicht. Geringere Abfluggewichte ermöglichen längere Flugzeiten, reduzieren jedoch das Einsatzspektrum. Die Flugzeit wird darüber hinaus von mehreren Faktoren beeinflusst. Geringere Umgebungstemperaturen führen zu veränderten Lithium-Ionen-Akkumulator#Betriebs- und Umgebungstemperatur|Entladeraten der Akkuzellen. Starke Winde müssen mit der vorherrschenden Windgeschwindigkeit gegen die Maximalgeschwindigkeit des Luftfahrzeugs gegengerechnet werden, wodurch sich ein höherer Energieverbrauch ergibt, um die Position zu halten.

Üblicherweise wird die elektrische Energie für die Motoren von Lithium-Polymer-Akkumulatoren oder Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren bereitgestellt. Seltener erfolgt die Energieerzeugung über einen Verbrennungsmotor. Eine weitere Betriebsart ist der kabelgebundene Flug, sogenanntes "Tethering", bei dem die Energiezufuhr vom Boden aus erfolgt. Dies reduziert zwar den Einsatzradius, ermöglicht jedoch Flugzeiten über mehrere Stunden, bis hin zu ganzen Tagen.


Steuerung

Im Gegensatz zu herkömmlichen Hubschraubern verwenden Multicopter zur Steuerung keine mechanischen Komponenten wie Taumelscheiben und Verstellpropeller. Änderungen des Auftriebs erfolgen ausschließlich durch Erhöhung oder Verringerung der Drehzahl. Wird die Drehzahl aller Motoren gleichzeitig erhöht bzw. verringert, steigt bzw. sinkt der Multicopter.

Bei Multicoptern drehen sich jeweils zwei Propeller im und gegen den Uhrzeigersinn. Dadurch heben sich die von den Propellern auf das Traggestell übertragenen Drehmomente auf, solange die Summe der Kräfte der links- bzw. rechtsdrehenden Propeller gleich ist und die Kräfte sich somit neutralisieren. Die Drehung des Multicopters um die Hochachse (Gierachse) erfolgt dadurch, dass die links- und rechtsdrehenden Propeller mit unterschiedlicher Drehzahl angesteuert werden. Die Neutralisierung des Drehmoments wird aufgehoben, sodass sich der Multicopter um die Gierachse dreht.
Drehungen um die Längsachse (Rollen (Bewegung)) bzw. Querachse (nicken) erfolgen durch die unterschiedliche Ansteuerung der auf der jeweils anderen Achse liegenden Motoren. Dabei ist die Drehzahl der links- bzw. rechtsdrehenden Motoren umgekehrt proportional zu verändern, damit die Summe der von ihnen erzeugten Drehmomente gleich bleibt.


Sensorik

Grundlage für die Weiterentwicklung der Modell- und Unbemanntes Luftfahrzeug|UAV-Multicopter sind Fortschritte in der Elektronik und Sensorik, die auf dem Markt ab etwa 2000 verfügbar waren und ab 2004 in Serienmodellen erschienen: Leistungsfähige Mikrocontroller werten die Daten von Gyroskopen aus und können so Kippmomente – die höher und plötzlicher auftreten als bei Hubschraubern, da der Auftriebsschwerpunkt meist in der Rotorebene liegt – automatisch ausregeln.

Dabei kommen Gyroskopsensoren auf Piezoelektrizität|Piezo-Basis oder MEMS (microelectromechanical systems) zur Messung der Winkelgeschwindigkeiten zum Einsatz, die vom Prozessor zur Drehzahlregelung der Elektromotoren benutzt werden, womit das Fluggerät stabil fliegt. Nach heutigem Stand der Technik sind MEMS-Gyros vorteilhaft, da Piezo-Sensoren auf unterschiedliche Witterungen und Temperaturunterschiede im Flug (Sonne und Schatten) reagieren können, was zu einem unruhigen Flug führen kann.


Abstandsmessung

Mittels Höhenmesser wird die Flughöhe über Grund (Above ground level) gemessen. Um Abweichungen in der Messung auszuschließen kommen häufig auch Lidar-Sensoren zum Einsatz. Diese können zusätzlich in alle Dimensionen um den Multicopter blicken und so Abstandsmessungen zu Hindernissen in alle Richtungen vornehmen.


Kompass

Mittels Kompass kann die Blick- bzw. Flugrichtung des Multicopters an den Bediener übermittelt werden.


Sattelitennavigation

Durch den Einsatz von Globales Navigationssatellitensystem|GNSS-Modulen ist es bei vielen Modellen möglich Wegpunkte (waypoints) zu setzen. Die gesetzten Punkte werden mitsamt den Karten an den Multicopter übertragen. Dieser beginnt den autonomen Abflug der einzelnen Wegpunkte und kann automatisiert Aufgaben erledigen. Für mehr Sicherheit im gesteuerten Flug, sorgt ein GNSS-gestütztes Return-To-Home, das bei Empfangsverlust den Multicopter autonom zum Homepoint fliegen und landen lässt.


Entwicklung

Zu Beginn der Entwicklung von Hubschraubern wurde häufig eine Vielzahl von Rotoren eingesetzt, da man sich etwa eine Steuerung mittels Taumelscheibe noch nicht praktisch umsetzen konnte. Der französische Luftfahrtpionier Étienne Œhmichen hatte schon ab 1920 mit Drehflügeln experimentiert, bevor sich am 11. November 1922 erstmals sein Oehmichen No. 2 in die Luft hob. Bei diesem frühen Multicopter waren die vier Rotoren elastisch, und ihr Anstellwinkel konnte durch Verschränkung über Seilzüge verändert werden. Daneben wurden weitere acht waagerecht wirkende Propeller für Stabilisierung und Vortrieb eingesetzt, da die Rotoren noch nicht präzise genug steuerbar waren. Das Oehmichen No. 2 gilt als der erste zuverlässige Senkrechtstarter, absolvierte mehr als 1000 Flüge und erreichte am 4. Mai 1924 Rekorde mit einer Flugzeit von 14 Minuten und einem Kilometer Kreisflug.

Mit der Entwicklung von Taumelscheibe und Heckrotor-, Tandem-Konfiguration- und Koaxialrotor-Bauweise verschwand die Multicopter-Bauweise aus dem Blickfeld der Entwickler. Erst mit dem allgemeinen Interesse für VTOL-Fahrzeuge in den 1950er Jahren flogen wieder Quadrocopter:

  • Convertawings A von 1956, für die US-Armee, mit Gitterrohrrahmen, zwei Motoren und Riemenantrieb.
  • Beim Curtiss-Wright VZ-7 von 1958 wurden die Rotoren von einer zentralen Turbine angetrieben. Die Steuerung erfolgte über den Anstellwinkel der Rotoren und über verstellbare Leitbleche im Abgas-Strahl der Turbine.
  • Die einsitzige Aerotechnik WGM 21, die 1969 in Deutschland als Prototyp flog.
  • Im Oktober 2011 stellte die Startup-Firma Volocopter einen personentragenden, elektrisch angetriebenen Multicopter mit 18 Rotoren vor.
  • Im April 2017 bei der Aero-Friedrichshafen


Einsatz

Nach den Versuchskonstruktionen in den 1950er Jahren wurden lange Zeit keine weiteren personentragenden Multicopter entwickelt. In Kombination mit der autonomen Betriebsmöglichkeit unbemannter Multicopter gibt es jüngst jedoch Entwicklungen, die den Einsatz von Multicoptern zum Personentransport vorantreiben. Das chinesische Unternehmen Ehang beispielsweise baut mit der Ehang 184 eine autonom fliegende Transportdrohne für den Personentransport. Im aerodynamischen Sinne eines Rotors handelt es sich bei der Drohne um einen Multicopter. Die Drohne hat jedoch acht Propeller – je Motor einen oben und einen unten. Das Fluggerät hat ein Gewicht von 200 kg. Die maximale Traglast beträgt 100 kg. Entsprechend ist die Kabine für den Transport von einer Person gebaut. Mit einer Reisegeschwindigkeit von 100 km/h und einer Flugzeit von 23 Minuten liegt das anvisierte Einsatzgebiet bei kommerziellen (Luft-)Taxiunternehmen in Städten und deren Umgebung. Um, besonders in Ballungsräumen, Platz zu sparen, können die Rotorarme eingeklappt werden. In diesem Fall passt die Ehang 184 auf einen normalen Parkplatz. Dennoch findet sich die verbreitetste Anwendung der Multicopter in der Luftbildfotografie und -videografie.

Neben den kommerziell angebotenen Geräten mit Fernbetrieb entstehen auch vermehrt Privatprojekte und Eigenentwicklungen. Eine weitere Anwendung neben der Luftbildfotografie ist das Spaß- und Kunstfliegen. Fluggeräte hierfür basieren auf den gleichen Grundkomponenten, sind aber in Masse und Leistung (Physik) anders konfiguriert. Zum Teil lassen sich die Multicopter im Hobbybereich (wie die Parrot AR.Drone) mittels des Bewegungssensors im Smartphone oder Tablet steuern, sodass die Bedienung schnell und intuitiv erlernbar ist. Auch beschäftigen sich verschiedene Hochschulen mit dem Konzept, um robuste und kostengünstige Versuchsobjekte zur Verfügung zu haben, etwa für die Forschung im Bereich des Schwarmverhaltens.

Im Zusammenhang mit First Person View|FPV (First Person View) werden Multicopter auch als Sportgerät eingesetzt: Der normale FPV-Flug wird dabei mit einer FPV-Brille kombiniert. So sieht der Pilot aus der Sicht der Kamera seiner Drohne. Diese Sportart entwickelte sich zuerst in den USA, es gab aber auch in Deutschland schon diverse Wettbewerbe (Drohnen-Rennen).

Multicopter-Drohnen finden zudem ihren Einsatz im Militär. Neben den großen Drohnen, wie der General Atomics MQ-9, werden auch Multicopter militärisch eingesetzt. Diese dienen dann meist der Aufklärung in schwer zugänglichen Krisengebieten. Multicopter können aber auch außermilitärisch von Vorteil sein. Katastrophenopfer können dank der Tragkraft der Multicopter, die mehrere Kilogramm betragen kann, mit lebensnotwendigen Hilfspaketen versorgt werden, noch bevor die Rettungsteams vor Ort sein können. An anderer Stelle dienen Multicopter auch dazu, Häuserfassaden auf Risse zu untersuchen, um so mögliche Gefahren früher zu erkennen.

Im Dezember 2010 griff die deutsche Bundesverbraucherministerin Ilse Aigner das Thema Datenschutz bei Bildübertragung durch Drohnen auf. Sie vertrat die Auffassung, dass private Betreiber „rechtlich schnell an Grenzen stoßen“ würden. Ein Sprecher des Bundesbeauftragter für den Datenschutz und die Informationsfreiheit erklärte, dass der Einsatz eine rechtliche Grauzone darstelle.

Im Rahmen des umstrittenen EU-Projekts INDECT wird auch der Einsatz von kamerabewehrten Drohnen zur „Erhöhung der Sicherheit“ der Bürger vor Kriminalität erforscht. Die Drohnen sollen Personen, die sich in der Öffentlichkeit „verdächtig verhalten“ haben, selbsttätig identifizieren und verfolgen und sind dafür miteinander per Funk vernetzt.

Im Jahr 2013 kündigten mehrere Versandunternehmen an, Paketauslieferungen mit Drohnen zu testen. Die Deutsche Post AG führte mit ihrem Paketservice DHL im Dezember 2013 einen Demonstrationsflug durch. Dabei wurden Medikamente mit einem Multicopter an Mitarbeiter der Deutschen Post geliefert.


Zwischenfälle

  • Am 14. Oktober 2014 wurde bei einem Fußballspiel in Albanien eine Großalbanien-Flagge über das Spielfeld geflogen. Im Jahr 2015 wurde im Zusammenhang mit dieser Aktion ein Verdächtiger festgenommen.
  • Am 12. Oktober 2017 ist ein Verkehrsflugzeug|Passagierflugzeug am Flughafen Québec mit einer Drohne kollidiert. Verkehrsminister Marc Garneau sprach von der ersten Kollision eines Passagierflugzeugs mit einer Drohne in seinem Land. Der Zusammenstoß verursachte nur kleinere Schäden am Flugzeug der Skyjet Airlines, wie das kanadische Verkehrsministerium mitteilte. Dem Minister zufolge hätte der Unfall auch katastrophale Folgen haben können, wenn die Drohne mit dem Cockpit oder den Triebwerken kollidiert wäre. Die Drohne prallte in einer Höhe von 450 Metern mit dem Linienflugzeug zusammen.
  • Am 28. April 2018 musste laut Aussage des Piloten eines Polizeihubschraubers dieser vor der Landung bei der Kaserne Wien Meidling einer Drohne um ca. 17.30 Uhr in 200 m Höhe „in letzter Sekunde“ ausweichen. Die Drohne wurde daraufhin vom Eigentümer gelandet, der mit ihr in einem Auto wegfuhr. Der Helikopterpilot beobachtete dies und veranlasste die Anhaltung des Pkw und seines Lenkers aus Slowenien. Die laut Abbildung (30 cm Vergleichsmaßstab) samt Rotorkreisen etwa 90 × 90 cm große Drohne wog über 250 g und war entgegen der seit 2014 geltenden Pflicht nicht in Österreich genehmigt. Der Slowene gab an, die Drohne ausprobiert und wegen des ankommenden Helikopters gelandet zu haben. Der Helikopterpilot sagte, dass eine Drohne dieser Größe „im schlimmsten Fall“ zum Absturz des Helikopters führen kann.
  • Am 19. Dezember 2018 um 21 Uhr GMT wurde der Flugbetrieb auf dem Gatwick Airport vorübergehend eingestellt. Wiederholt wurden eine oder mehrere Drohnen über dem Flughafengelände gesichtet. Am 20. Dezember 2018 war kurzzeitig ein Flugbetrieb morgens um 3 Uhr für etwa 45 Minuten möglich. Danach wurde der Flugverkehr erneut eingestellt, da wieder mindestens eine Drohne gesichtet wurde. Am 21. Dezember 2018 wurde um 11 Uhr der Flugbetrieb wieder aufgenommen.
  • Am 26. Dezember 2018 wurde der Einsatz von Löschflugzeugen bei der Bekämpfung eines Buschfeuer in Australien in der Nähe der tasmanischen Hauptstadt Hobart durch eine Drohnensichtung abgebrochen. Die Löscharbeiten wurden danach vom Boden aus weitergeführt und beendet.
  • Am 8. Januar 2019 wurde der Flugbetrieb auf dem Flughafen London Heathrow#d wegen der Sichtung einer Unbemanntes Luftfahrzeug|Drohne um ca. 18 Uhr für rund eine Stunde eingestellt.
  • 2019 sind außerdem zwei Logistikdrohnen der Schweizerischen Post und eine Drohne der Feuerwehr Duisburg abgestürzt.


Genehmigungspflicht

Mit dem 1. Januar 2021 ist eine neue Verordnung auf europäischer Ebene in Kraft getreten. Diese reguliert nun unbemannte Luftfahrzeuge in vier Klassen (C0 bis C4) der offenen Kategorie und unterteilt die sogenannten Drohnenführerscheine in die Kategorien A1 bis A3. Damit wurden die Bestimmungen zur Teilnahme im Luftraum angeglichen und der Betrieb im europäischen Ausland vereinfacht.


UAS - Klassen

UAS Klasse Eigenbau C0 C1 C2 C3 C4 Eigenbau
max. Abfluggewicht < 250 g < 900 g < 4.000 g < 25.000 g
Nutzung Kategorie A1 (und in A3) A2 (und in A3) A3
Einschränkungen
  • kann über unbeteiligte Personen fliegen, ist aber zu vermeiden
  • darf NICHT über Personengruppen fliegen
  • darf NICHT über unbeteiligte Personen fliegen
  • darf NICHT über Personengruppen fliegen

wie C1 und zusätzlich:

  • mindestens 30 m horizontaler Abstand zu unbeteiligten Personen
  • mindestens 5 m horizontaler Abstand wenn eine "langsam fliegen"-Funktion aktiv ist
  • darf nicht in der Nähe von Personen fliegen
  • darf nicht näher als 150 m an urbane Gebiete geflogen werden
Pilot Registrierung Nein, außer das UAS verfügt über Sensorik (z. B. Kameras) und ist kein Spielzeug Ja Ja Ja
Kompetenzlevel
  • keins
  • Handbuch lesen
  • Handbuch lesen
  • Onlinetraining absolvieren
  • Onlineprüfung bestehen

wie C1 und zusätzlich:

  • praktisches Training absolvieren
  • schriftliche Prüfung durch nationale Luftfahrtbehörde oder eine anerkannte Stelle bestehen
  • Handbuch lesen
  • Onlinetraining absolvieren
  • Onlineprüfung bestehen
Mindestalter keins 16 (keins, wenn UAS als Spielzeug verkauft wurde) 16


Kennzeichnungspflicht

Piloten von unbemannten Luftfahrtsystemen mit einer Gesamtmasse von mehr als 5 kg bis maximal 25 kg ohne Verbrennungsmotor müssen eine Allgemeinverfügung zur Erteilung der Erlaubnis zum Aufstieg als Erklärung abgeben.

Auch hinsichtlich einer Kennzeichnungspflicht wurden die Gesetze überarbeitet. Oktober 2017 bis Dezember 2020 musste jede Kameradrohne mit einer Abflugmasse von mehr als 0,25 kg mit einem Schild versehen werden, durch welches im Schadens- oder Verlustfall der Halter eindeutig ermittelt werden konnte. Die Gesetzgebung sah vor, dass die Plakette feuerfest, sichtbar und dauerhaft befestigt sein musste.

Im Rahmen der EU-Vereinheitlichung, die in Deutschland im Januar 2021 in Kraft gesetzt wurde, muss sich der Betreiber registrieren und nur noch die Identifikationsnummer an der Drohne anbringen. Für neue Drohnen ist vorgesehen, dass sie sich per Funk identifizieren lassen.


Europa

Am 1. Januar 2021 trat die EU-Drohnenverordnung in Kraft, diese definiert einheitliche Grundregeln für die Länder der EU. Die EU-Staaten müssen diese in ihre Gesetzgebung übernehmen.

Übergangsregelung für Bestandsdrohnen: Die Übergangsregeln gelten bis 31. Dezember 2021 in allen EU-Staaten. Speziell in Deutschland gelten sie bis 31. Dezember 2022. Danach können nur noch zertifizierte Drohnen in den Risikoklassen A1, A2 und A3 geflogen werden.

EU-Drohnenscheinklasse

Risikoklasse

grundsätzliche Bestimmungen
A1 Flug nahe Menschen (nahe oder über einzelnen unbeteiligten Personen)
A2 Flug in sicherer Distanz zu Menschen (Annäherung bis 30 m an unbeteiligte Personen

bis 5 m an unbeteiligte Personen im Langsamflugmodus)

(Übergangsregelung: Bestandsdrohnen die in diese Klasse fallen würden, Annäherung bis 50 m an unbeteiligte Personen)

A3 Flug weit von Menschen entfernt (bis 150 m Annäherung an unbeteiligte Personen)
EU-Gewichtsklassen

Jeder Hersteller ist künftig verpflichtet, die Drohne mit einem Schild zu versehen, das die Gewichtsklasse angibt.

Gewichtsklasse Gewicht EU-Drohnenführerschein / Risikoklasse
C0 bis 250 g C0 darf ohne jeden Drohnenführerschein in A1 fliegen.
C1 bis 900 g C1 darf mit kleinem EU-Drohnenführerschein (oder Äquivalent) in A1 fliegen, ein Überflug unbeteiligter Personen ist jedoch untersagt.
C2 bis 4 kg C2 darf mit „kleinem“ EU-Drohnenführerschein (oder Äquivalent) in A3 fliegen
C2 darf mit „großem“ EU-Drohnenführerschein in A2 fliegen
C3/C4 bis 25 kg C3/C4 darf mit „kleinem“ EU-Drohnenführerschein in A3 fliegen


ICAO

Die „International Civil Aviation Organization“ koordiniert international die Einteilung und Spezifikation von Luftfahrzeugen; ausgenommen sind jedoch Flugmodelle für den Freizeitgebrauch („model aircraft, intended for recreational purposes only“).


Deutschland

Die relevanten rechtlichen Regelungen für den Einsatz unbemannter Luftfahrtsysteme und Flugmodelle sind überwiegend in den § 21a-21f der Luftverkehrs-Ordnung normiert.

Der alte „deutsche Drohnenführerschein“ hat bis 31. Dezember 2021 Gültigkeit. Danach muss man im Besitz eines EU-Drohnenführerscheins der Risikoklasse A1/A3 („kleiner“ Schein) oder der Risikoklasse A2 („großer“ Schein) sein.

Bis zum 31.12.21 ist es möglich, den alten Kenntnisnachweis in einen EU-Kompetenznachweis umschreiben zu lassen.

Für das Anfertigen von Luftbildern/Videos aus solchen Luftfahrzeugen zu professionellen Zwecken ist eine Genehmigung des jeweiligen Bundeslandes erforderlich.

In Deutschland wird der Einsatz von Luftfahrzeugen mit Video- oder Fotomöglichkeit über privatem Gelände als Beeinträchtigung des Eigentums und der Privatsphäre betrachtet und man benötigt daher die Erlaubnis des Besitzers – auch wenn die Aufnahmen nicht weitergegeben werden sollen. Wenn Personen auf Aufnahmen zu identifizieren sind, dürfen diese nur mit deren Zustimmung veröffentlicht oder weitergegeben werden; Aufnahmen, die nicht weitergegeben/veröffentlicht werden und die Privatsphäre nicht beeinträchtigen, benötigen diesbezüglich keine Genehmigung. Weiterhin fallen Fotos und Videos, die aus Luftfahrzeugen von bestimmten Gebäuden angefertigt wurden, oft nicht unter die Panoramafreiheit und berühren zum Beispiel das bestehende Urheberrecht eines Architekten – sie dürfen dann nur mit dessen Genehmigung veröffentlicht werden.<ref>Spiegel-online: Rechtsfragen im Überblick: Darf meine Drohne in Nachbars Garten fliegen?</ref>

Im Dezember 2011 gab der Bundestag eine Änderung des Luftverkehrsgesetzes ohne Diskussion in die Ausschüsse. Es trat in Kraft und stellte „unbemannte Luftfahrtsysteme“ den anderen elf Klassen von Luftfahrzeugen gleich. Nur unbemannte Luftfahrtsysteme außerhalb von Freizeitaktivitäten wurden hier erfasst – Flugmodelle, die zur Freizeitgestaltung verwendet werden, sind hier nicht reglementiert worden und eine politische Debatte um diese Modelle, etwa bezüglich des Schutzes der Privatsphäre, blieb aus.

In der öffentlichen Wahrnehmung stehen Drohneneinsätze oft in unmittelbarem Zusammenhang mit der Strategie der Gezielte Tötung von hochrangigen Terroristen. Diesbezüglich vertrat der damalige Bundesministerium der Verteidigung Thomas de Maizière 2012, als er für den Ankauf und Einsatz bewaffneter Drohnen warb, die Meinung, dass Deutschland sich niemals an „extralegalen Tötungen“ beteiligen würde.


Schweiz

Flugobjekte bis 30 kg dürfen bei Sichtkontakt generell ohne Genehmigung betrieben werden. Der Betrieb mittels technischen Hilfsmitteln ist gestattet, wenn eine zweite Person das Flugobjekt beobachtet und im Zweifelsfall in die Steuerung eingreifen kann. Multicopter dürfen nur mit mindestens 100 m Abstand zu einer Menschenansammlung betrieben werden. Weiterhin dürfen Fluggeräte nicht näher als 5 km zu einer Piste eines Flugplatzes geflogen werden.

Der Betreiber eines Multicopters über 500 g muss eine Haftpflichtversicherung im Umfang von mindestens einer Million Schweizer Franken abschließen.

Ab Juni 2020 übernahm die Schweiz die Registrierungspflicht der EU.



siehe auch:



zurück zur Hauptseite




Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Drohne aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
Bilder können unter abweichenden Lizenzen stehen. Der Urheber und die jeweilige Lizenz werden nach einem Klick auf ein Bild angezeigt.