Quadrocopter

Sehr beliebt sowohl für Luftbilder / Flugvideos als auch für das FPV-Fliegen sind Quadrokopter. Bei diesen Flugmodellen befinden sich Elektronik, Akku und Kamera(s) auf einer zentralen Plattform. An vier Auslegern sind Rotoren montiert, von denen jeweils zwei im bzw. gegen den Uhrzeigersinn laufen. Durch Veränderung der Drehzahl der vier Motoren kann man den Quadrokopter in jede beliebige Richtung steuern und drehen sowie die Flughöhe bestimmen. Ruder oder Klappen wie bei Flächenmodellen sind bei Quadrokoptern nicht notwendig. Neben Quadrokoptern mit vier Motoren gibt es auch Multikopter-Varianten mit drei (Trikopter), sechs (Hexakopter) oder acht (Oktokopter) Motoren in verschiedenen Preisklassen.

Mit entsprechender Modellbau-Erfahrung kann man sich einen Multikopter individuell aufbauen und so bestimmte Eigenschaften gezielt optimieren (Flugzeit, Agilität, Tragfähigkeit etc.); es gibt auch eine Vielzahl von Multikopter-Bausätzen, entweder komplett oder als Basis für individuelle Projekte. Verbreitet sind z. B. bei Quadrocoptern "450er-Rahmen", also eine Basisplatte mit vier Auslegern (Aluminium, Carbon, Kunststoff), bei denen die Achsen diagonal gegenüber liegender Motoren 450 mm Abstand haben. Daneben gibt es (weitgehend) flugfertige Multikopter für verschiedene Zielgruppen, z. B. DJI Mavic Pro / Air / Mini und viele andere. 

In letzter Zeit sehr beliebt sind kleine "Race-Copter", bei denen weniger Video oder Foto im Vordergrund stehen, sondern in erster Linie das schnelle und akrobatische FPV-Flugerlebnis; es gibt dazu auch Wettbewerbe auf vorbereiteten Strecken mit Toren o. ä.; Race-Copter haben oft relativ kleine Rahmen, z. B. mit 250mm oder 280mm Achsenabstand.

Entscheidend für die Flugeigenschaften eines Multikopters ist die zentrale Steuerelektronik (FC = flight control), die mittels Lage-, Beschleunigungs- und Höhensensoren jederzeit die Lage des Flugmodells feststellt und entsprechend den Steuerkommandos des Piloten verändert. Beispiele für Multicopter-Steuerungen sind DJI NAZA, APM/Pixhawk, CC3D, Naze 32, AutoQuad und KK.

Die NAZA (verschiedene Versionen verfügbar) ist eine kompakte Steuereinheit für Quadro- und Hexakopter mit sehr guten Regeleigenschaften. Zusammen mit dem optionalen GPS/Kompass erlaubt sie u. a. "position hold", dabei hält der Quadrocopter vollautomatisch Höhe und Position, das ist sehr praktisch für Luftaufnahmen, da man die Kamera quasi an einer beliebigen Position in der Luft "parken" kann. Weiterhin gibt es wie bei den Autopiloten der Flächenmodelle einen RTH-Modus (return to home), dabei kehrt der Quadrokopter auf Kommando zum Startplatz zurück und landet dort wieder.

Das folgende Bild zeigt den Quadrokopter Flame Wheel F450 mit NAZA M V1 und GPS/Kompass (die runde weiße Scheibe). Die Onboard-Kamera ist bei diesem älteren Bild auf einem Gelkissen in einem Servo-Gimbal montiert, das die Bewegungen der Quadrocopter-Ebene im Flug ausgleicht, so dass das Bild immer weitgehend horizontal und ruhig aufgenommen wird. Der blaue Pfeil deutet auf den Videotransmitter für FPV, in der runden schwarzen Kapsel befindet sich die zirkular polarisierte Antenne.

Mit noch besserer Kamera-Stabilisierung als bei Servo-Gimbals arbeiten die sog. Brushless-Gimbals, bei denen Brushless-Motoren direkt die Achsen der Kameraaufhängung bewegen; für die Befestigung leichterer Action-Kameras (GoPro, SJ4000 etc.) sind Brushless-Gimbals mittlerweise Standard. An der Kamerahalterung ist dabei ein Lagesensor, und ein eigener Controller steuert die schnelle und weiche Ausrichtung der Kamera im Flug, unabhängig von der Flugelektronik des Copters. In den folgenden Bildern sieht man die GoPro HD Hero 2 auf einem 2-Achsen-Brushless-Gimbal. An den Auslegern des Quadrocopters sind zur besseren Lageerkennung im Flug LED-Streifen (vorne weiß, hinten rot) montiert.

Hier das aktuelle Bild eines Quadrocopters mit der FPV Factory G3 im Brushless-Gimbal; zusätzlich ist eine RunCam SKY für das FPV-Livebild verbaut, zwischen beiden Kameras kann im Flug über einen Videoswitch umgeschaltet werden.