Drohne fliegt

Welche Drohnenarten und Varianten gibt es?

Drohnenarten im Flug

Die Klassifizierung von Drohnen kann anhand verschiedener Faktoren erfolgen, welche teilweise voneinander abhängen. Es ist beispielweise kaum möglich bzw. wenig sinnvoll eine Drohne mit möglichst vielen Rotoren und geringer Baugröße zu entwickeln. Durch die stark steigende Nachfrage, vor allem auch im privaten Segment, werden die Hersteller von Drohnen immer einfallsreicher und entwickeln, meist aus dem gewerblichen Sektor getrieben, Drohnen für spezielle Anforderungen und Einsatzgebiete. Besonders Wartungsdrohnen im industriellen Umfeld oder auch militärische Drohnen haben spezielle Anforderungen, welche im privaten Segment nicht benötigt werden und unter Kostenaspekten keinen ausreichenden Mehrwert bieten würden.

Bauform und Anzahl der Rotoren

Drohnen werden mit einer unterschiedlichen Anzahl an Rotoren angeboten, wobei generell bei einer höheren Anzahl an Rotoren von einer größeren tragbaren Nutzlast ausgegangen werden kann. Privat genutzte Drohnen verfügen meist über bis zu vier Rotoren und können eine fest eingebaute Kamera tragen. Professionellere Drohnen für den gewerblichen Einsatz sind flexibler einsetzbar, da die Ausrüstung variiert werden kann. Diese Flexibilität führt durch benötigte Adapter und meist bessere, und dadurch schwerere, Kamerasysteme zu einem höheren Startgewicht. Um das höhere Gewicht in die Luft zu heben werden meist vier bis acht Rotoren eingesetzt.

Tricopter

Tricopter verfügen über drei Rotoren welche an drei Auslegern montiert sind. Dabei gibt es verschiedene Modelle beispielsweise mit einem Rotor vorne und zwei Rotoren im hinteren Bereich oder zwei Rotoren im vorderen und ein Rotor im hinteren Bereich. Tricopter sind relativ exotisch und eher selten anzutreffen. Häufig werden diese auch in Modellbauprojekten entwickelt und aufgebaut, konnten sich bisher allerdings nicht in der breiten Fläche durchsetzen.

Quadcopter

Quadcopter DJI Phantom

Quadcopter verfügen über vier Ausleger mit jeweils einem Rotor am Ende. Sie stellen die mit Abstand verbreitetste Bauform dar und werden sowohl im privaten als auch im gewerblichen Bereich eingesetzt. Beim Quadcopter drehen sich zwei Rotoren im Uhrzeigersinn und zwei gegen den Uhrzeigersinn. Durch diese Konfiguration wird das Rotationsmoment welches auf den Quadcopter wirkt aufgehoben und die Drohne stabilisiert. Auch bei Quadcoptern sind verschiedene Bauformen im Einsatz wobei hauptsächlich zwischen zwei Flugtypen unterschieden wird. Bei der ersten Bauform befinden sich im Flug zwei Rotoren an der Spitze und zwei Rotoren im hinteren Bereich. Von oben betrachtet bewegt sich ein „X“ auf den Piloten zu bzw. von ihm weg. Bei der zweiten Bauform ist die Anordnung um 45° gedreht. Ein Rotor befindet sich an der Spitze, ein weiterer am Ende und zwei jeweils rechts und links zur Flugbahn. Von oben betrachtet bewegt sich ein „+“ auf den Piloten zu.

Die meisten privaten Drohnen sind Quadcopter und mit einer Kamera ausgestattet. Diese Bauform hat sich bewährt, da die Drohnen eine ausreichende Traglast heben können, ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis bieten und sich durch die vier Rotoren sehr gut in der Lust stabilisieren. Auch im professionellen Bereich werden aus denselben Gründen bei einfachen Aufgaben mit geringer Traglast Quadcopter eingesetzt.

Hexacopter

Hexacopter im Flug

Diese Bauform verfügt über sechs Rotoren, welche an drei oder sechs Armen angebracht sind. Bei Hexacopter drehen drei Rotoren im Uhrzeigersinn und drei Rotoren gegen den Uhrzeigersinn. Durch diese Konfiguration lässt sich, wie bei Quadcoptern, die Eigenrotation aufheben und der Flug stabilisieren. Hexacopter ermöglichen durch die höhere Anzahl an Rotoren ein höheres Startgewicht und können damit professionelle Kameras wie auch Spezialequipment, beispielsweise eine Wärmebildkamera, tragen. Sie werden hauptsächlich im professionellen Bereich eingesetzt und von gewerblichen Nutzern betrieben.

Das höhere Startgewicht hat darüber hinaus weitere Vorteile für den Flugbetrieb des Hexacopter. Aufgrund der größeren Masse, bestehend aus der Drohne selbst sowie ihrer Zuladung, liegt der Hexacopter stabiler in der Luft und wird aufgrund der Masseträgheit nicht so stark durch Winde von der gewünschten Position „weggeweht“. Zusätzlich bietet die größere Anzahl an Rotoren eine gewisse Ausfallsicherheit der Drohne. Sollte ein Rotor ausfallen, führt dies nicht unweigerlich zum direkten Absturz der Drohne. Diese wird sich zwar destabilisieren, allerdings verfügen die verbliebenen fünf Rotoren, aufgrund der bei der Konstruktion eingeplanten Reserve und je nach Zuladung, in der Regel über ausreichend Schubkraft um eine sichere Landung zu gewährleisten. Ein Weiterbetrieb der Drohne ist allerdings absolut zu vermeiden, da kein stabiler Flugzustand gewährleistet werden kann.

Octocopter

Octocopter in der Luft

Beim Octocopter handelt es sich um eine Drohne mit acht Rotoren. Diese werden an vier oder acht Armen angebrachten und erzeugen ausreichend Schub um schwere Lasten wie Spiegelreflex- oder professionellere Videokameras in die Luft zu heben. Octocopter werden fast ausschließlich von professionellen, gewerblichen Anwendern eingesetzt, welche meist im medialen Umfeld tätigen sind. Hauptsächlich handelt es sich dabei um Fotografen, Filmeteams welche ihr schweres Equipment in die Luft bringen müssen. Bei den Bauformen sind zwei Modelle besonders weit verbreitet. Der Standard-Octocopter mit acht Armen und jeweils einem Rotor pro Arm und der X8-Copter mit vier Armen. Bei diesem Modell befindet sich ein Rotor an der Oberseite und ein Rotor an der Unterseite des Arms. Dies ermöglich wesentlich größere Rotorblätter und zusätzlich eine Gewichtsersparnis, da nur vier statt acht Arme verbaut werden müssen.

Octocopter bieten, noch mehr als Hexacopter, eine sehr stabile Flugbahn und eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Windstößen. Zusätzlich bieten auch Octocopter eine gewisse Ausfallsicherheit, da bei Ausfall eines Rotors immer noch sieben Rotoren bleiben, um eine sichere Landung einzuleiten. Trotz der gesteigerten Ausfallsicherheit sollte der Octocopter keinesfalls weiter betrieben sondern umgehend gelandet werden.

Starrflügler

Diese Drohnen stellen eine exotische Sonderform der Drohnen dar und sind selten anzutreffen. Meist denkt man bei Drohnen an die üblichen Copter-Modelle, welche in der Luft stehen bleiben und an Helikopter erinnern. Die Starrflügler-Drohnen hingegen erinnern an Flugzeuge und verfügen über starre Tragflächen. Angetrieben werden sie in der Regel über einen Propeller an Heck der Drohne. Im großen Maßstab werden diese Bauform vom Militär eingesetzt, da sie lange Flugzeiten ermöglichen und die Thermik nutzen können. Im privaten und gewerblichen Bereich sind sie allerdings wenig verbreitet, da sie einen eklatanten Nachteil haben. Die Drohnen können nicht in der Luft stehenbleiben. Damit bricht ein Großteil der Aufgabengebiete regulärer Drohnen weg, da Aufnahmen für Film und Fotografie meist nicht realisierbar sind.

Nach Größe der Drohne

Nano / Mikro Drohne

Niemand liest sich gerne Sicherheitshinweise durch, dieser sollte allerdings dringend beachtet werden. Nähert sich die Drohne dem Ende der Flugzeit, muss sie schnellstens zurückgeholt und sicher gelandet werden. Als Pilot muss man daher den Akku ständig im Blick haben und sicherstellen, dass man rechtzeitig umdreht und gefährliche Gebiete meidet. Gefährliche Gebiete können See, Flüsse, Autobahnen aber auch Wälder sein. Stürzt die Drohne über einem dieser Gebiete ab, führt das meist zum Komplettverlust der Drohne. Sie in einem See oder einem Fluss wiederzufinden ist nahezu unmöglich und selbst wenn sie geborgen wird, dürfte das Wasser der Elektronik erheblich geschadet haben. Auch der Absturz oder die Notlandung über einem Wald oder einer vielbefahrenen Straße führt häufig zum Verlust der Drohne. Diese kann dann zwar leichter gefunden werden, allerdings ist sie meist stark beschädigt oder sogar komplett zerstört. Zusätzlich kann eine Notlandung auf einer Straße zu Unfällen mit erheblichem Personen- und Sachschaden führen.

Außerdem sollte noch aus einem anderen Grund darauf geachtet werden, dass die Drohne nicht zu spät gelandet wird. Eine sehr späte Landung führt zu einem stark oder sogar komplett entladenen Akku. Dies kann den Akku nachhaltig beschädigen und dessen Lebensdauer erheblich verkürzen. Damit verkürzt sich die Flugdauer immer mehr, bis der defekte Akku ausgetauscht werden muss. Durch eine vorausschauende Flugweise lässt sich dies vermeiden und die Lebensdauer des Akkus und damit die Flugzeit verlängern.

Mini Drohne

Mini Drohne DJI Spark

Bei einer Mini Drohne handelt es sich um eine sehr kleine Drohne, welche normalerweise nicht größer als die Handfläche einer erwachsenen Person ist. Diese kleinen Drohnen verfügen meist nicht über eine Kamera und sind nur für den Innenbereich konzipiert. Mit ihnen kann man im Haus oder innerhalb der Wohnung umherfliegen und sich für einige Minuten daran erfreuen. Die Akkus der Drohnen sind sehr klein und können die Drohne daher auch nicht lange in der Luft halten, daher sind nur kurze Flüge möglich. Auch im Außenbereich sind die Drohnen nur bei sehr windstillem Wetter benutzbar. Sobald Wind aufkommt, können die Drohnen wegen ihres geringen Gewichts und der kleinen Motoren nicht die Position halten. Sie werden weggeweht und stürzen meist ab.

Für eine kurze Arbeitsunterbrechung und zum Fliegen im Büro sind die Mini Drohnen allerdings bestens geeignet und sorgen für große Freude.

Mittlere Drohne

Mittlere Drohne DJI Mavic Pro

Die Drohnen mittlerer Größe werden meist im privaten und gewerblichen Bereich genutzt um Fotografien zu erstellen oder Filme aufzunehmen. Sie eignen sich ebenfalls für den Sport um beispielsweise im „Verfolgermodus“ die Ski-Abfahrt oder eine andere sportliche Aktivität aufzunehmen und dem Drohnenpiloten automatisch zu folgen. Am weitesten verbreitet in dieser Kategorie sind Quadcopter, welche diese Herausforderungen sehr gut beherrschen und durch einen attraktiven Preis viele Kunden überzeugen.

Große Drohne

Große Drohne fangen

Dieses Segment teilen sich sowohl die Hexa- als auch die Octocopter. Sie sind bauartbedingt deutlich größer und können durch die höhere Anzahl und meist auch stärkeren Motoren größere Lasten heben. Häufig handelt es sich bei diesen Drohnen um Spezialanfertigungen welche entsprechend individueller Kundenwünsche konstruiert und zusammengebaut werden. Durch diese individuelle Zusammenstellung können die Drohnen für besondere Einsatzzwecke mit Spezialausrüstung bestückt werden, wohingegen die meisten Drohnen mittlerer Größe standardisiert angeboten werden und nicht anpassbar sind.

Nach Ausstattung der Drohne

Drohnen können ebenfalls entsprechend ihrer Ausstattung klassifiziert werden. Dies war zu Beginn der Drohnenentwicklung ein probates Mittel zur Klassifizierung, da die Ausrüstung und das Zubehör der Drohnen sich stark unterschieden. Frühe Drohnen konnten anhand von Ausstattungen wie HD-Kamera, GPS-Sensor, Stabilisatoren und  FPV (First Person View, ein System bei welchem der Pilot ein Livebild der Kamera nutzt um die Drohne zu steuern) unterschieden werden. Bei heutigen Drohnen sind diese Ausstattungen allerdings meist Standard.

Aktuelle Drohnen unterscheiden sich hauptsächlich durch die verbauten Komponenten und deren Qualität sowie die herstellerspezifische Software, wodurch deutliche Unterschiede zwischen den Drohnen bestehen. Einen weiteren Unterschied stellen die eingesetzten Sensoren dar. Diese ermöglichen den Drohnen die Erschließung völlig neuer Einsatzgebiete und durch clevere Programmierung neue Komfortfunktionen beim Flug der Drohne. Ein prominentes Beispiel hierfür ist der Verfolgungsmodus, welcher durch neue Software realisiert wird und der Drohne vielseitige Anwendungsfelder wie das automatisierte Filmen von Sportereignissen ermöglicht.

Militärische Drohnen und Drohnen zum Katastrophenschutz

Im militärischen Bereich kommen ebenfalls Spezialdrohnen zum Einsatz, welche für besondere Aufgaben konzipiert wurden. Zum Teil lassen sich diese Konzepte auch auf den zivilen Bereich übertragen und können dort beispielsweise im Katastrophenschutz eingesetzt werden. Eine dieser Anwendungen sind sehr kleine Drohnen, welche das Militär für Spionageeinsätze entwickeln ließ. Diese Drohnen kann die Feuerwehr und Rettungsdienste ebenfalls einsetzen um in schwer zugänglichen Bereichen nach Verletzten oder verschütteten Personen zu suchen.

Da es sich bei diesen Drohnen allerdings um Spezialanfertigungen nach militärischen Standards handelt sind die Preise entsprechend hoch und die Ausgabe an Privatpersonen untersagt. Aus diesem Grund sind sie für Privatanwender und professionelle Piloten außerhalb dieser Bereiche nicht relevant.