Failsave und Rescue Systeme

Zuletzt geändert: 2. Mai 2020
Geschätzte Lesezeit: 3 min

Es ist ja so, das ein durch die Gegend flie­gen­der Mul­ti­co­p­ter ein sehr gefähr­de­tes und gefähr­den­des Gerät ist. Wenn er run­ter­fällt wird er und sei­ne kost­ba­re Fracht einer­seits sel­ber schwer beschä­digt oder zer­stört, und er kann selbst Scha­den an Mensch / Natur und frem­der Leu­te Gegen­stän­de verursachen. 

Gefahrenquellen

Abstür­ze und Kon­troll­ver­lust durch tech­ni­sches oder mensch­li­ches Versagen… 

  • Abstür­ze durch sich lösen­de und weg­flie­gen­de Propeller.
  • Ver­let­zun­gen durch dre­hen­de Luftschrauben.
  • Lose und durch­ge­scheu­er­te Leitungen.
  • Gebro­che­ne Kabel oder Löt­stel­len (Kal­te Löt­stel­len), gelös­te oder oxy­di­er­te Steck­ver­bin­der.
  • Der Akku ist plötz­lich leer (natür­li­che Ent­la­dung, oder auch Kurz­schlüs­se im System).
  • Stö­run­gen durch elek­tro­ma­gne­ti­sche Fel­der, und Über­span­nun­gen — zB.
  • Ver­sa­gen elek­tro­ni­scher Bau­tei­le. ZB. wenn Bau­tei­le aus­ser­halb ihrer Spe­zi­fi­ka­tio­nen betrie­ben wer­den weil sie falsch dimen­sio­niert sind, oder man ne zu gro­ße Span­nung anlegt, oder man dran rum­ge­lö­tet hat, oder sie ein­fach so ausfallen.
  • Plötz­lich auf­tre­ten­de Win­de oder Regen.
  • Uner­war­tet auf­tre­ten­de Hin­der­nis­se in der Flugbahn
  • Unkon­trol­lier­ba­re Fluglage
  • Wir­bel­ring­sta­di­um / Vor­tex Ring State
  • Die Reich­wei­te der Fern­steue­rung wird überschritten
  • GPS wird gestört und zeigt falsch an (ver­setzt die Posi­ti­on mal eben um ein paar Kilo­me­ter bei akti­vier­tem Auto­pi­lo­ten)… all­ge­mein Stö­run­gen in der Sensorik.
  • Pilo­ten­feh­ler

Am schlimms­ten sind aber die Din­ge die einem nicht ein­fal­len… die uner­war­te­ten Zwi­schen­fäl­le. Das ers­te und wich­tigs­te Res­cue-Sys­tem ist eine Flug­ver­si­che­rung! Das zweit­wich­tigs­te Res­cue-Sys­tem ist: Das Gerät per­fekt manu­ell flie­gen kön­nen!

Lösungen

Sorg­fäl­ti­ger, mög­lichst ein­fa­cher und über­sicht­li­cher Auf­bau. Mög­lichst weni­ge Kom­po­nen­ten ver­bau­en… was nicht ein­ge­baut wird kann auch nicht kaputt gehen. Ein­hal­tung der Sicher­heits­be­stim­mun­gen beim Bau, und beim Flug, Flug­ver­si­che­rung abschlie­ßen, erfor­der­li­che Geneh­mi­gun­gen ein­ho­len (Flug­amt, Eigen­tü­mer der Grund­stü­cke etc.), Check­lis­ten für die Inbe­trieb­nah­me abar­bei­ten. Alles  drei mal und mit min­des­tens vier Augen prü­fen beim Bau, beim Set­up und bei der täg­li­chen Inbe­trieb­nah­men (Kabel schüt­zen, Schrau­ben sichern), kei­ne Bil­lig­bau­tei­le ver­wen­den, das Flug­ge­rät ken­nen und beherr­schen — (also flie­gen ler­nen)! Immer zu zweit oder sogar dritt flie­gen und Sicht­kon­takt hal­ten, wach­sam und auf­merk­sam sein. Sich nicht durch Zuschau­er ablen­ken las­sen… Fra­gen kann ja evtl. der Beglei­ter beant­wor­ten, etc… 

  • AP-Mana­ger für Red­un­danz des Flight­con­trol­lers Pixhawk !!

Fallschirme

Zu Fall­schir­men habe ich ein gespal­te­nes Ver­hält­nis. Einer­seits fin­de ich sie sehr geil — was gibt es bes­se­res wenn mein teue­res und wert­vol­les Flug­ge­rät vom Him­mel fällt, aber bei genau­em Nach­den­ken ent­de­cke ich auch eini­ge Schwä­chen. Fall­schir­me ent­fal­ten ihre Wir­kung nur in gro­ßen Höhen. Sie brau­chen Zeit zum öff­nen. Ein klei­ner Fall­schirm öff­net sich zwar schnel­ler, senkt aber unter Umstän­den die Fall­ge­schwin­dig­keit nicht aus­rei­chend  sodass der Auf­prall immer noch hef­tig ist. Ein gro­ßer Fall­schirm öff­net sich lang­sa­mer, ist daher nur für gro­ße Flug­hö­hen geeig­net. Das Sys­tem erhöht das Gewicht. Der Schirm öff­net sich zu spät oder gar nicht. Der Schirm kann sich in den Aus­le­gern und dre­hen­den Pro­pel­lern ver­fan­gen.  Durch die unkon­trol­lier­te Ladung kann der Mul­ti­co­p­ter im Baum hän­gen blei­ben, oder an Mas­ten bzw. Gebäu­den , oder er lan­det unkon­trol­liert im Was­ser. Alles irgend­wie nicht gut. Auf den Wer­be­vi­de­os sieht man immer nur das  der Fall­schirm sofort — wäh­rend des sta­bi­len Flu­ges  aus­ge­löst wird. Das hal­te ich aber für unrea­lis­tisch. Der Cop­ter fällt beschleu­nigt mit ca. 10 Metern pro Sekun­de.  Das bedeu­tet das auch der Mensch als Fak­tor eine Rol­le spielt, denn wenn er nach Rea­li­sie­rung der Not­fall­si­tua­ti­on und anfal­len­der Schreck­se­kun­de den Aus­lö­ser für den Fall­schirm drückt  kann es schon zu spät sein. Ich den­ke ein Fall­schirm soll­te nicht (nur) manu­ell aus­ge­löst wer­den, son­dern auto­ma­tisch ab einer bestimm­ten Flug­hö­he, wenn die Moto­ren abge­stellt (aus­ge­fal­len) sind oder der Cop­ter eine bestimm­te Schräg­la­ge über­schrei­tet (zb. 75 Grad). Mir fal­len bestimmt noch mehr Kri­te­ri­en ein

Sollbruchstellen

Hat­te ich schon an ande­rer Stel­le erwähnt. Beim Ent­wurf und der Kon­struk­ti­on berück­sich­tig­te Soll­bruch­stel­len kön­nen bei einem Crash Scha­den an wert­vol­le­ren Kom­po­nen­ten vermeiden. 

Redundante Systeme

Dar­un­ter ver­steht man ein Zweit­sys­tem das den Aus­fall des Haupt­sys­tems kom­pen­siert. Das fängt bei den Antrie­ben an — was ab 8 Antrie­ben wun­der­bar gelöst ist — dar­un­ter nur mit Ein­schrän­kung, und geht über Akkus, die Ver­ka­be­lung, den Bord­rech­ner, die Sen­so­ren und den Emp­fän­ger (zB. der Emp­fän­ger GR-32 Dual HoTT ). Bord­rech­ner und Sen­so­ren sind lei­der nicht red­un­dant aus­ge­legt. Als ers­te Sys­tem die­ser Art das mir vor kur­zem der GEMINI - Flight­con­trol­ler über den Weg gelau­fen. Das 3DR Pix­hawk Board zeigt auch ers­te Ansät­ze in der Rich­tung (sie­he Arti­kel Das Mul­ti­co­p­ter Flight­board). Hier darf man gespannt sein wo die Ent­wick­lung für Con­su­mer-Pro­duk­te hin­geht. Das Pro­blem bei der Red­un­danz ist, das man die Kom­ple­xi­tät des Sys­tems erhöht. Es ist schwer den “sin­gle point of fail­tu­re” / SPOF weg zu bekommen. 

Telemetrie, Datenlogger & Lipo Warner

Es ist auf jeden Fall von Nut­zen den aktu­el­len Sta­tus des Flug­ge­rä­tes ange­zeigt zu bekom­men, um even­tu­el­le Fehl­funk­tio­nen und Defek­te früh­zei­tig zu erken­nen und schnell reagie­ren zu können. 

Copter wieder finden

Ist das Flug­ge­rät uner­war­tet not­ge­lan­det lässt es sich oft  nur schwer wie­der­fin­den. Hel­fen kann ein GPS oder Peilsender: 

  • Ortungs­ge­rät Loc­ca
  • Lost and Found Tra­cker Tile
  • Peil­sen­der (zb.  Loc8tor, zB. bei Ama­zon)
  • Für eine Not­lan­dung im Was­ser eig­net sich das Get­ter­Back Angel Reco­very Sys­tem mit Schwimm­bo­je aus dem Ang­ler­be­darf. Geht der Cop­ter, unter kann er über die Schwimm­bo­je loka­li­siert und mit der Lei­ne gebor­gen wer­den wie die­ses Video zeigt..

Hilf­reich kann auch eine auf­fäl­li­ge Far­be des Flug­ge­rä­tes sein, oder ein Adress­auf­kle­ber / Tele­fon­num­mer.

Fin­den kann man ein not­ge­lan­de­tes Flug­ge­rät auch mit einem 2. Cop­ter + FPV Aus­rüs­tung, oder einer ein­fa­chen nach unten gerich­te­ten Videokamera. 

Fazit

Es gibt kei­ne 100% Sicher­heit. Man kann schon vie­le Gefah­ren­quel­len bei der Kon­struk­ti­on und beim Bau ver­mei­den. Egal ob Fall­schir­me, red­un­dan­te Sys­te­me, oder Ber­gung­sys­te­me. Alle Ent­wick­lun­gen auf dem Gebiet sind span­nend und wir wer­den sie mit Inter­es­se wei­ter ver­fol­gen. Man soll­te sich ein­fach bewusst sein das man kein Spiel­zeug bewegt son­dern ein aus­ge­wach­se­nes Flug­ge­rät, und ent­spre­chend soll­te man sich auch verhalten. 

Verwendete Rescue Systeme

Wir ver­wen­den zB. Lipo­war­ner, meh­re­re getrenn­te Strom­krei­se für die Elektronik,… 

Hier mal ein ers­ter Mock­up für einen Fallschirm-Behälter: 

P9200096
Mock­up für die Unter­brin­gung eines Fall­schirms am Copter.
War der Artikel hilfreich?
Nich so 0 0 von 0 fanden den Artikel hilfreich.
Ansichten: 61
Vorheriger Artikel: Die Funkfernsteuerung
Nächster Artikel: Montage des Multicopters