Fliegen mit einem MAV (Mini Aerial Vehicle)

hi,
ich hatte heute die Gelegenheit, mit einem professionellen Mini Aerial Vehicle zu fliegen, was ich in mancher Hinsicht interessant fand, speziell auch in Hinblick auf den zukünftigen Modellflug.

MAV
Auf den Fotos sieht man die testbeds #2 und #3 (zufällig fliege ich selber so ein testbed :cool: und kann deswegen die Flugeigenschaften gut vergleichen) - das endgültige Gerät wird ein reines Zweckmodell und entsteht gerade bei einer professionellen deutschen Flugmodellbaufirma.
Ausgestattet ist das MAV mit einem "Hitec" (ich nehme an er meinte Himax) Tuningantrieb und einem Backstein von Lipo.
Die gesamte linke Hälfte des Rumpfs ist abnehmbar um zur payload zu gelangen (hier eine ca. 400g-Digital SLR) und wird mit Glasfasertape am restlichen Rumpf befestigt. Offensichtlich hat das noch nicht zu Strukturproblemen geführt.

Elektronik - Funk
Insgesamt gibt es drei Funkstrecken:
2.4 GHz FASST für die manuelle Steuerung
2.4 GHz XBEE-Modul für die Telemetrie vom MAV zum PC (am Arbeitsplatz in einem Transporter). Bilder werden im jetzigen Stadium nicht live an den PC gesendet.
WLAN vom PC zu einem speziell programmierten Android-Handy am Futaba-Handsender. Das Handy ist ein Luxus-Display, auch mit Sprachausgabe ähnlich einem Vario, aber ohne Gedudel.

Elektronik - Lage- und Positionssteuerung
An Board des MAVs befinden sich neben GPS-Empfänger noch drei Lage- und drei Beschleunigungssensoren (barometrischer Höhenmesser weiss ich jetzt nicht, ich glaube aber, es war keiner drin!). Ein Mikroprozessor vergleicht die Position mit dem Flugplan und regelt das MAV entsprechend.

Betriebsarten
- völlig manuell
- völlig nach Flugplan, incl. Start und Landung
- "assisted Mode". Der ist relativ interessant:
Die Fernsteuerung wird nur als Geber für "links/rechts" und "höher/tiefer" missbraucht. Der onboard-µC rechnet daraus die Steuersignale für das MAV aus. Die Geschwindigkeit wird konstant gehalten. Zusätzlich gibt es eine virtuelle Box, die nicht verlassen werden kann! Wenn die Grenze erreicht wird, dreht das MAV selbstständig um und fliegt zur Mitte der Box.

Flugerfahrungen

- manueller Modus
erstaunlicherweise ähneln die Flugeigenschaften extrem denen eines MPX-Mentors! :cool:

- autonomer Modus
Der Start erfolgt mit einem Helfer. Der Pilot drückt nur auf ein Knöpfchen an der Funke und schon zieht das MAV wie an der Schnur nach schräg oben. Im Flug überrascht die Wendigkeit. Der µC regelt beim Kurvenflug die bank auf ca. 45°, und entsprechend zackig geht es zur Sache. Die im Flugplan programmierten Bahnen werden relativ sauber und zügig (75kmh) abgeflogen. Man kann deutlich erkennen, wie das Modell ääh MAV die Windeinflüsse aussteuert. Die Landung erfolgt mit Minimumgas bzw. ohne Gas auf relativ steilem Pfad; ein Abfangen gibt es nicht, das MAV platscht mit dem Gleitwinkel ohne Fahrwerk satt in Gras.

- assisted mode
dieser war für mich relativ interessant bzw. eigentlich auch nicht, denn das Steuern des Flugzeuges entfällt dabei ja eigentlich völlig. Interessant war die Reaktion der anderen Testpilot(inn)en völlig ohne Flugerfahrung. Eine weibliche Kongressteilnehmerin war gar nicht von der Funke wegzubekommen...
Man steuert also mit dem rechten Knüppel "Kurve" und mit dem linken "Höhe", alles andere an der Funke ist deaktiviert (ausser dem Mode-Schalter).
Ein bisschen links und nach einer wirklich kaum merklichen Denkpause (0,1-0,2sec?) kurvt das MAV überraschend zügig ein. Ein stärkerer Knüppelausschlag erhöht die Drehrate nicht wesentlich - es fehlt noch ein bisschen Expo. Nach Loslassen des Knüppels fliegt das MAV auf dem aktuellen Kurs weiter.
Der linke Knüppel bewirkt keine Geschwindigkeitsänderung, sondern nur ein Steigen oder Sinken.
Mit der jetzigen Software sei kein Strömungsabriss mehr hinzubekommen, versicherte mir einer der Entwickler. Ich habe versucht, das MAV mit engem Zickzack aufzuschaukeln, hatte aber keinen Erfolg.
Mit so einer µC-Flugregelung an Bord kann wirklich jeder fliegen...
Irgendwie witzig ist das Fliegen an die virtuellen Boxwände: Das Modell dreht wie von Geisterhand um und fliegt zurück zur Mitte. Nach der Kurve kann mn sofort wieder selber steuern, wenn man möchte.
Die Landungen im assisted mode gelingen besser als per Hand, weil die Geschwindigkeit perfekt eingehalten wird.

Probleme
Soviel GHz im MAV machen dem GPS-Empfänger das Leben schwer. Zusätzlich mit der Abschattung durch unsere Berge brauchte der GPS-Empfänger durchaus 15 Minuten, bis er endlich alle seine nötigen Satelliten hatte. Das sei aber in grösseren anderen UAVs kein Problem.

Ausblick
Ich kann mir vorstellen, dass der assisted mode mal als selbstständiger Teil erhältlich sein wird: er braucht keine Telemetrie. Das Fliegen damit ist völlig narrensicher, aber entsprechend langweilig. Überraschend für mich war eigentlich, wie gut alles funktioniert. Wenn man dem MAV zuschaut, wie es nach gelegentlichen Steuereingaben autonom seinen Kurs, Höhe und Geschwindigkeit hält, findet man die Technik doch bewundernswert.

Hier noch ein paar Bilder (mit ausdrücklicher Genehmigung des Herstellers):

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Bertram
 
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