Drohnen: Student baut Multikopter und will Patent - DER SPIEGEL
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Drohnenforschung: Kriegsgerät und Helferlein

Foto: Carsten Rehder/ dpa

Studenten als Drohnenentwickler Mir drohnt der Kopf

Sein Multikopter kann mehr als andere, sagt Lukas Hofstätter, 24. Der Elektrotechnikstudent hat eine extrem leichte und widerstandsfähige Drohne entwickelt.
Dieser Beitrag stammt aus dem SPIEGEL-Archiv. Warum ist das wichtig?

Der Aufbau von Multikoptern hat ihn gefesselt: In seiner Freizeit tüftelt Lukas Hofstätter, 24, an den kleinen Hubschraubern herum, die von mehreren Rotoren angetrieben werden. Dass er Elektronik studiert, kommt dem jungen Erfinder dabei zugute: Eine komplizierte Elektronik synchronisiert die Propeller, damit der Multikopter millimetergenau gesteuert werden kann.

"Wenn die Propeller gleich schnell drehen, steht der Hubschrauber waagerecht in der Luft. Drehen sich die hinteren schneller, kippt er nach vorne und driftet vorwärts. Genauso geht's zur Seite. Höhe gewinnt man, wenn alle schneller werden", erklärt Hofstätter das Prinzip des Multikopters. Das funktioniert mithilfe kleiner Sensoren, die Winkel und Beschleunigung der Rotoren messen. Ein Mini-Computer wandelt diese Daten sowie die Joystick-Befehle der Fernbedienung in Flugbewegungen um.

Probleme bei der Umsetzung systematisch ausgemerzt

"Ich war fasziniert von dieser Technik und auch von diesen Fluggeräten", erzählt er. Um die zugehörige Elektronik auszuprobieren, baute er 2010 seinen ersten Flieger: Zwei Aluminiumstreben wurden über Kreuz gelegt und mit einer Kunststoffplatte versteift. Doch in der Luft ließ sich der Eigenbau nicht richtig lenken, die Konstruktion war instabil und "eierte".

Auch bei den Nachfolgemodellen blieben die Probleme zunächst ungelöst: "Ich hab' schnell gemerkt, wie kompliziert doch Mechanik ist", lautete damals sein Fazit nach zahlreichen misslungenen Flügen und mehreren Abstürzen mit teurem Totalschaden.

Er listete dann seine Probleme auf:

  • Der Flieger sollte leicht und steif sein. Denn bei zu viel Gewicht hebt er nicht einmal ab. Jedes Gramm weniger bedeutet mehr Flugzeit.
  • Der Flieger braucht Sollbruchstellen, damit beim Absturz nicht das teuerste Teil kaputt geht.
  • Er braucht einen Schutz für die Elektronik und andere Lasten.
  • Die Befestigungsschrauben mussten weg aus der Mitte der Konstruktion, denn dort sitzt auch der schwere Akku, der bei einem Crash durch die Schrauben beschädigt werden könnte.

Der Geistesblitz für die Lösung kommt im Urlaub

Den Modellbau zählt Hofstätter bis heute nicht zu seinen Hobbys. Trotzdem grübelte er Monate lang in seiner Freizeit nach einer Lösung. Die er schließlich fand, da saß er gerade im Bus, auf dem Weg in den Urlaub: "Ich habe wieder das Kreuz aufgemalt und gesagt: Irgendwie müssen die Schrauben aus der Mitte weg. Es muss doch möglich sein, die Ausleger mit den Rotoren so anzuordnen, dass es hält, aber kein Stern ist." Und plötzlich habe er die Lösung gewusst: Die Ausleger anders formen und seitlich versetzen.

"Im Nachhinein scheint die Lösung ziemlich einfach." Man müss aber erst einmal darauf kommen, sagt Hofstätters Professor, Rainer Veyhl. Das Interessante ist der generelle Ansatz: Hoffstätter hat ein Problem gelöst, ohne die Anwendung einzuschränken. "Im Gegenteil - es können einige Anwendungen noch hinzugenommen werden, die vorher eigentlich nicht möglich waren", fügt Veyhl hinzu.

Hofstätter will den neuen Multikopter patentieren lassen

Was man mit Hofstätters Erfindung machen kann? Quadrokopter können als Träger von optischen Geräten und Scannern zum Beispiel in der Landwirtschaft eingesetzt werden oder bei der Inspektion von Brücken oder Strommasten; sie ermöglichen Geologen schnelle und zuverlässige Informationen über Bodenversiegelung und die Abwassersituation, Internethändler können mit ihnen Pakete verschicken und das Militär sie unter anderem zur Fernerkundung nutzen.

Wolfgang Runge/dpa/ilo