Copter mit nur einem Rotor startet wie ein Frisbee

Ein experimentelles Fluggerät von der ETH Zürich verfügt nur über einen einzigen Rotor, lässt sich aber dennoch steuern. Ruhig in der Luft stehen wie ein Quadrocopter kann die asymmetrische Drohne allerdings nicht.

Aus der Flying Machine Arena der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich kommt häufiger was zum Staunen – etwa die Quadrocopter, die zusammen eine von Menschen benutzbare Seilbrücke über einen Abgrund knoteten (zumindest über das, was man unter Laborbedingungen als “Abgrund’ bezeichnen mag). Jetzt haben die drei Forscher Weixuan Zhang, Mark W. Müller und Raffaello D’Andrea vom Institute for Dynamic Systems and Control (IDSC) an der ETH ihre Fluggeräte-Studie namens Monospinner vorgestellt: Das Objekt verfügt nur über ein einziges bewegliches Teil, einen von einem Motor betriebenen Rotor, während der Rest der Konstruktion in Gegenrichtung rotiert. Dieser normalerweise instabile Zustand wird dabei per Software so austariert, dass ein Gleichgewicht entsteht – der Monospinner schwebt.

In diesem Schwebezustand kreiseln allerdings die beiden Ausleger mit der Batterie und der Elektronik mit rund vier Umdrehungen pro Sekunde – einem scheinbaren Stillstand in der Luft wie bei einem stabilisierten Quadrocopter entspricht das schon rein visuell nicht. Kontrollierte Flugbewegungen wie steigen, geradeaus oder in Kurven fliegen sind Folge wohldosierter Abweichungen vom Gleichgewichtszustand. Allzu rasant zu manövrieren ist damit aber offenbar nicht drin – zu starkes Ungleichgewicht bringt den Monospinner zum Absturz.

Starthilfe

Besonders kitzelig ist der Start: Einfach Gas geben führt zuverlässig zum Kopfstand, wie das Video der Forscher aus Zürich zeigt. Damit der Monospinner erstmal die richtige Drehzahl für die Eigenrotation bekommen kann, benutzen seine Entwickler einen eigens gebauten Startmast, auf dem der Copter frei drehbar befestigt ist und in dessen Lager er durch das Drehmoment seines Rotors in Ruhe auf die gewünschten Touren kommen kann. Alternativ ist es auch möglich, das Gerät per Hand zu starten: Es muss dazu nur mit dem richtigen Effet in die Luft geworfen werden wie ein Frisbee. Was im Video so locker aussieht, wird freilich eine Menge Übung erfordert haben.

Die Forscher haben sich allerdings ein noch ambitionierteres Ziel vorgenommen: Sie arbeiten laut Schlussatz im Video an einer Flugmaschine, die gar kein bewegliches Teil mehr hat. Ein Scherz scheint das nicht zu sein – wir sind gespannt.

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