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Tricopter

Einen Tricopter kaufen oder nicht?

Sollten man einen Tricopter kaufen oder besser nicht? Ein Tricopter ist ein ferngesteuertes FluggerĂ€t. Zur Fortbewegung und Steuerung dienen drei Rotoren, die Auftrieb erzeugen. Am Rumpf des Tricopters sind drei in der Regel gleich lange Ausleger angebracht. Der Abstand betrĂ€gt 120 Grad zueinander. Allerdings gibt es auch Tricopter in T-Form. Am Ende der Arme befindet sich jeweils ein Motor mit einer horizontal angebrachten Luftschraube und ein Gyro-Sensor, der eine LageverĂ€nderungen wahrnimmt und diese an die Steuerelektronik meldet. Dort werden die StöreinflĂŒsse korrigiert und ausgeglichen. Tricopter werden sehr gerne mit Kameras ausgestattet, um Luftaufnahmen wĂ€hrend des Fluges zu erstellen.



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Die Technik eines Tricopters

Ein Tricopter besteht aus drei Motoren, drei Reglern, einem Servo und vier Kreiseln. Die drei Motoren sitzen jeweils am Ende der drei Arme. ZusĂ€tzlich sitzt dort jeweils ein Lagesensor. Dieser Kreisel steuert die Regler, die sich im Rumpf des FluggerĂ€tes befinden. Der Motor ist fĂŒr den Sender also nichts anderes, als ein normales Servo in eine Richtung. Wollen wir den Tricopter abheben lassen, genĂŒgt eine Bewegung des Gashebels, der Gyro bekommt das Signal vom EmpfĂ€nger und gibt es an den Regler weiter – die Motoren drehen sich. Genau hier liegt der entscheidende Unterschied zwischen einem handgesteuerten Hubschrauber und einem Tricopter, denn der Tricopter stabilisiert sich automatisch. StöreinflĂŒsse wie Wind oder Drehmomentschwankungen werden mit Hilfe der Lagesensoren und der Elektronik selbst ausgeglichen – ein manuelles Korrigieren ist nicht notwendig.

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Steuern eines Tricopters:

Das Steuern in der Luft erfolgt durch Erhöhung und Drosselung der Motorendrehzahl. Eine höhere Drehzahl lĂ€sst das FluggerĂ€t in die Luft steigen, wĂ€hrend ein Drosseln der Drehzahl zum Sinken des Tricopters fĂŒhrt. Ein vierte Gyro sitzt im Mittelpunkt des Tricopters und steuert das Servo, das den Schwenkmechanismus kontrolliert. Das Ausgleichen ist jedoch nur eine Möglichkeit. ZusĂ€tzlich lĂ€sst sich das Servo gezielt ansprechen und den Tricopter dadurch drehen, was bei einem FlĂ€chenflugzeug der Seitensteuerung entspricht.

Der Tricopter hat mehrere entscheidende Vorteile gegenĂŒber einem FlĂ€chenflugzeug, denn der er kann senkrecht starten und landen sowie stationĂ€r schweben – sein Auftrieb hĂ€ngt nicht von der Fluggeschwindigkeit ab. Allerdings ist er dadurch etwas schwieriger zu steuern, Ă€hnlich einem Hubschrauber. Jede Steuerbewegung beeinflusst die Hochachse des Tricopters und verlangt das Justieren des Hecks.

Steuerelektronik

Die Steuerung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine einfache Steuerung arbeitet mit einem 120°-Taumelscheibenmischer und vier Gyros. Neuere und hochwertige Systeme nutzen intelligente Elektronik, die auf dem Rumpf des FluggerÀtes angebracht ist. Dort befindet sich auch der vierte Lagesensor, der VerÀnderungen an der Gesamtlage der Drohne wahrnimmt und mit Hilfe der intelligenten Elektronik und der Sensoren aus den Auslegern werden die Informationen umgesetzt.

Üblicherweise drehen zwei der drei Motoren entgegen der Laufrichtung des dritten Motors. Drehen alle Motoren in gleicher Laufrichtung, hĂ€tte eine SteuerĂ€nderung im Schwebeflug mehr Auswirkung auf das Heck. Die intelligenten Steuerungen gleichen diese notwendigen Korrekturen mit Hilfe der Lagesensoren automatisch aus.

WofĂŒr wird ein Kreisel benötigt?

Ein Kreiselsystem (Gyroskop, Gyro) wird zur Stabilisierung verwendet. Bei Tricoptern und Hubschraubern stabilisiert sie die Gierachse (Heckachse) und verhindert ein ungewolltes Rotieren. Heute werden keine mechanischen Kreisel verwendet, sondern Piezokreisel oder Mikrosysteme, auch MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) genannt. Ein solches Kreiselsystem ist also nichts anderes als ein Sensor, der VerÀnderungen in der Lage wahrnimmt. Mit Hilfe von Kreiseln wird das Fliegen eines Tricopters deutlich vereinfacht und erlaubt auch nicht so versierten Modellfliegern das Steuern eines Tricopters.

Wie wird ein Tricopter gesteuert?

Pitch/Gas

Eine einfache Steuerung mit Hilfe eines 120°-Taumelscheinmischers und vier Kreiseln entspricht der eines Helicopters. Bei regulĂ€ren Flugmanövern wird in der Regel eine konstante Drehzahl genutzt und die verĂ€nderbaren Anstellwinkel der RotorblĂ€tter erzeugen entweder einen Auf- oder Abtrieb, sprich er steigt oder sinkt. Diese Steuerung nennt sich pitchgesteuert. Tricopter sind dagegen drehzahlgesteuert. Sowohl der Auf- wie auch der Abtrieb werden mittels der Motorendrehzahlen kontrolliert. Eine höhere Drehzahl lĂ€sst den Tricopter steigen und bei geringerer Drehzahl sinkt er. Mit der so genannten „Schwebe-Drehzahl“ ist ein stationĂ€res Schweben möglich. Dabei sind die Auf- und AbtriebskrĂ€fte ausgeglichen.

Nick

Soll der Tricopter nach vorne geneigt werden, ist die Drehzahl der beiden vorderen Motoren zu drosseln und die Drehzahl des Heckrotors zu steigern. Dies wird als „Nick“ bezeichnet und ist ein Schwenken des FluggerĂ€ts um die Querachse. Umgekehrt fĂŒhren eine Drehzahlerhöhung der Frontmotoren und eine Drehzahlreduzierung des Heckrotors dazu, dass sich der Tricopter nach hinten neigt und die entgegengesetzte Richtung einschlĂ€gt.

Rollen

Das Schwenken um die LĂ€ngsachse des FluggerĂ€tes nennt sich Roll. Dabei „rollt“ sich der Tricopter nach rechts, wenn die Drehzahl des linken Frontmotors erhöht wird. Nach links rollt er sich beim Erhöhen der Drehzahl des rechten Frontmotors.

Gier

Als Gier wird das Drehen des FluggerĂ€tes um die Hochachse bezeichnet. Bei „Gier rechts“ wird die „Nase“ im Uhrzeigersinn nach rechts gedreht. Diese Schwenk-Funktion erfolgt beim Tricopter durch Schwenken des Heckmotors. Ein Schubverlust ist die Folge und lĂ€sst den Tricopter dabei rĂŒckwĂ€rts fallen. Dies wird bei geringen VerĂ€nderungen durch den Nick-Kreisel ausgeglichen.

Vor- und Nachteile eines Tricopters

Vorteile Tricopter:

  • sehr wendig aufgrund des schwenkbaren Heckmotors
  • klappbar und gut zu transportieren am Rucksack
  • leichter als andere Multicopter
  • ist sehr bewegungsfĂ€hig
  • großes vorderes Sichtfeld fĂŒr Kamera

Nachteile Tricopter:

  • keine Redundanz bei Ausfall eines Motors
  • erlaubt nur eine geringe Last (kleine Kameras)

Einen Tricopter zu kaufen eignet sich eher fĂŒr fortgeschrittene Anwender, denn durch das leichtere Eigengewicht sind sie bei Wind unruhiger im Flug. Eine intelligente Steuerelektronik gleicht dies in der Regel wieder aus. Doch da bei Ausfall eines Rotors keinerlei Redundanz vorhanden ist, sind fĂŒr Einsteiger Hexacopter oder Quadrocopter besser geeignet.