Gestern habe ich mit einem Freund über Drohnen diskudiert. Nach ein paar Minuten bemerkte ich, dass er Spielzeugdrohnen meint, ich habe jedoch von Industrie-UAV gesprochen. Dann wollte ich ihm den Unterschied im Namen erklären, wobei ich bemerkte, dass ich auch nicht alle Abkürzungen genau kenne. Daraufhin habe ich am nächsten Tag ein bisschen recherchiert und hier ist eine Zusammenfassung.
Was ist der Unterschied zwischen dem Begriff Drohne und UAV? Drohnen sind unbemannte Geräte, welche an Land, unter Wasser oder in der Luft betrieben werden. Ein UAV ist ein unbemanntes Luftfahrzeug, und somit eine Drohne, welche fliegen kann. Der Begriff Drohne wird eher für ferngesteuerte Drehflügler (multicopter) verwendet, wobei große Luftfahrzeuge mit Autopiloten meist als UAV bezeichnet werden.
Es gibt eine Vielzahl von Abkürzungen im Bereich von Drohnen. Gerade wenn man beginnt sich mit diesem Thema zu beschäftigen können diese vielen Begriffe verwirren.
Drohne versus UAV
Eine Drohne ist ein unbemanntes Fahrzeug, welches selbstständig arbeitet, oder ferngesteuert wird. Der Term wurde ursprünglich für Maschinen verwendet, welche in einem gewissen Abstand vom Piloten einfache Aufgaben übernehmen. Dabei kann der Pilot entweder die Maschine direkt steuern oder automatische Bewegungen über eine Kamera überwachen. Es gibt Drohnen welche sich an Land, unter Wasser oder in der Luft bewegen können.
Somit ist auch ein ferngesteuertes Modellauto oder ein kleiner Roboter eine Art Drohne, aber der Begriff wird eher für komplexere Maschinen wie Minenroboter der Politzei oder U-Boote für Archäologen verwendet. Die ersten Flugdrohnen wurden bereits im 2. Weltkrieg getestet. Der Begriff Drohne wird durch die globale Verbreitung von Quatrocopter seit etwa 2010 fast ausschließlich für Drehflügler verwendet.
Ein UAV (unmanned aeral vehicle) ist im Grunde auch eine Flugdrohne. Der Begriff wurde erstmals vom Verteidigungsministerium der USA verwendet. UAS (unmanned aircraft systems) beinhaltet dabei auch alle Peripheriegeräte wie Bodenstation, Funkübertragung und Überwachungseinheiten. Somit wird der Begriff UAV eher für große unbemannte Luftfahrzeuge verwendet, wie beispielsweise Militär-UAV oder Rettungs-UAV.
Ein UAV wird generell von einem professionellen Piloten beziehungsweise von einer Mannschaft bestehend aus Piloten und zwei Sensorbediener in der Bodenstation bedient. Somit werden die Begriffe Drohne und UAV je nach Einsatzgebiet, Größe und Komplexität des Systems verwendet.
Die Unterscheidung nur aufgrund von Autopiloten ist mittlerweile nicht mehr gegeben, denn fast jede Spielzeugdrohne kann mittlerweile mit Flugrouten programmiert werden.
Manche Gesetzte unterscheiden Drohnen und UAVs über das Gewicht, aber dies kann von Land zu Land verschieden sein.
Ich persönlich verwende den Begriff Drohne für meine Quadro-, Hexa- und Octocopters und alles über 3m bezeichne ich als UAV.
Drohnen und verschiedene Abkürzungen
Jedes Hobby besteht aus einer Vielzahl von Abkürzungen. Gerade für Anfänger ist es oft schwierig sich hierbei zurecht zu finden. Hier ist eine Liste der wichtigsten Abkürzungen und was sie bedeuten.
| BEC | battery eliminator circuit – Es besteht die Möglichkeit die Flugsteuerung direkt über den Akku mit Strom zu versorgen, Hierzu verwendet man eine Platine, welche die benötigte Spannung bereitstellt. |
| Blimp | Im Gegensatz zum Zeppelin besitzt ein Blimp kein starres Gerüst, sondern erhält seine Form durch den Überdruck des Auftriebsgases (Helium). |
| ESC | electronic speed controller – ist der Regler, welcher die Drehzahl eines Motors steuert. |
| FailSafe | Ist jener Flugzustand welcher vorprogrammiert ist, welcher die Drohne einnimmt, wenn der Funkkontakt abbricht oder die Batterie eine kritische Mindestspannung erreicht. z.B. „halte Position“ |
| FC | flight controller – die Flugsteuerung ist das Herz jeder Drohne und besteht aus verschiedensten Sensoren um die Drohne zu stabilisieren. |
| FPV | first-person view – ist eine Methode um eine Drohne aus der Perspektive des Piloten zu fliegen. Hierbei wird ein Videosignal von einer mitfliegenden Kamera auf eine Datenbrille oder einen Bildschirm übertragen. |
| GCU | gimbal control unit – diese Steuerung verwendet die Daten der Flugsteuerung um den Gimbal aktiv anzusteuern. |
| Gimbal | Ist eine Kameravorrichtung, welche die Steuerbewegungen der Drohne für ein ruhiges Bild mittels einer oder mehreren Achsen ausgleicht. |
| GPS | global positioning system – GPS ermöglicht eine weltweite Positionserkennung. |
| IOC | Intelligent orientation control – ist eine Methode um die Steuersignale von Roll und Nick auf verschiedene Koordinatensystem umzurechnen. |
| OSD | on-screen display – ermöglicht es die Flugdaten der Steuerung in ein Videosignal einzublenden. |
| PDB | power distribution board -ist eine Stromverteilerplatine, welche den Strom vom Akku auf die verschiedenen Motoregler aufteilt. |
| PID | proportional, integral, and derivative – ist ein programmierter Regler, welcher in der Flugsteuerung für die Stabilisierung der Drohne verwendet wird. |
| PM | power management unit – überwacht die Stromversorgung auf der Drohne |
| UAS | unmanned aircraft system – ist ein unbemanntes Luftsystem bestehend aus Luftfahrzeug (UAV), Bodenstation, Datenübertragung usw. |
| UAV | unmanned aerial vehicle – ist ein ferngesteuerter Zeppelin, Luftschiff, Flugzeug, Mulitcopter oder Hybrid. |
| VTOL | vertical take-off and landing – dies bedeutet, dass das Luftfahrzeug senkrecht Starten und Landen kann |
| VTX | video transmitter integration – Aus gewichtsgründen haben manche Flugsteuerungen eine integrierte Funkübertragung des Videosignals |
Hybrids of drones
| Blimp-plane-drone | Ist eine Kombination aus Blimp, Flugzeug und einem Drehflügler |
| UAV-VTOL-fixed-wing | Ist eine Kombination aus Multicopter und Flugzeug, meist ein Flugzeug mit vier Drohnenpropeller an den Flügel für das senkrechte Starten und Landen. |
Braucht eine Drohne einen Piloten?
Nein, Drohnen können meist selbstständig starten und landen. Alles was sie benötigen ist ein GPS Signal, eine programmierte Flugroute und ein Startsignal. Nach dem Startsignal beginnt die Drohne zu schweben und steuert den ersten Wegpunkt an. Eine Flugroute besteht nicht nur aus Punkten, sondern auch aus Höhe, Geschwindigkeit und Blickrichtung.
Wenn die Drohne das Ende der Route erreicht hat, beginnt sie langsam die Drehzahl der Rotoren zu reduzieren und landet mit einer vertikalen Geschwindigkeit von etwa 1m/sek.
Für industrielle Zwecke wird dies beispielsweise für Medikamententransport zweier Spitäler in Zürich verwendet.
Der autonome Flug von Drohnen ist generell streng geregelt, beziehungsweise meist verboten. Die Schweizer Gesetzgebung ist diesbezüglich sehr offen, was zu einem Silicon Valley für Drohnen-Start-Ups geführt hat.
Haben UAVs Waffen an Bord?
Ja. Nachdem das Beobachtungs-UAV Predator im Jahr 2000 Osama bin Laden in Afghanistan entdeckt hat, beschlossen die USA ihre UAVs mit Hellfire Missiles auszurüsten, welche seit 9/11 so im Einsatz sind.
Seit diesem Ereignis zählen bewaffnete UAVs zur Standardausrüstung von militärischen Einheiten. UAVs haben den Charakter von Krieg seither maßgeblich geprägt. Der Tot kann nun per Knopfdruck am anderen Ende der Welt bestimmt werden. Seit 2009 werden in den USA mehr Drohnenpiloten als Jetpiloten ausgebildet.
Mehr Informationen über den Wandel von Krieg findest du hier.
Mehr Informationen über das Betreiben von Drohnen findest du hier.
Kann ein UAV gehackt werden?
Ja es gibt eine Vielzahl verschiedener Möglichkeiten die Kontrolle eines UAVs zu erzwingen. Gängige Wege sind die Simulation der Flugplanungssoftware oder das Zwischenschalten der Funkübertragung. Die Frage ist, was will der Hacker mit dem Angriff bezwecken. Mehr Informationen findest du hier.
Kann eine Drohne auch bei schlechtem Wetter fliegen?
Das hängt von der verwendeten Drohne ab. Sollte deine Drohne wasserdicht sein, kannst du auch bei Regen oder Schnee fliegen. Wenn die Drohne genügen Kraft besitzt um schnell zu fliegen, kann sie auch bei starkem Wind betrieben werden. Somit kann man mit der richtigen Drohne bei fast jedem Wetter fliegen und nur mein ein Blitz kann sie dann stoppen.