How it works

Die Geschichte der Drohnenrennen

Drohnen bzw. unbemannte Luftfahrzeuge haben einen militärischen Ursprung, der bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts zurückreicht. Seit einiger Zeit wird die Technik jedoch auch von Privatpersonen eingesetzt. Und das ist angesichts der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten kein Wunder. Schließlich kann eine Drohne für die Luftfotografie ebenso verwendet werden, wie für die Forschung. Nachdem die Quadrocopter schon seit einigen Jahren zum beliebten Hobby avancierten, vollzog sich um 2013 herum schließlich der Wandel von der Nebenbeschäftigung zu komplexen Wettbewerben. Die Drohnenrennen kommen ins Spiel, denn in Australien geht das sogenannte »Rotocross« (von Motocross) an den Start. Dabei setzen die Piloten auf die First-Person-View-Brillen kurz FPV (also der Blick durch das Cockpit der Drohne). Dadurch können sie die Drohne bequem auch aus der Ferne steuern. Das ist die Geburtsstunde der Rennen, wie sie heute auch von der Drone Racing League organisiert werden. Und das Interesse wächst stetig weiter, wie die Abrufzahlen bei Übertragungen zeigen. Daneben zeigt das Mitwirken von Großkonzernen wie Red Bull,  BMW und Vodafone, dass Rennen mit Drohnen im Mainstream angekommen sind.

Die Renn-Drohne

Ein Renn-Quadcopter unterscheidet sich stark von gewöhnlichen Fotografie-Drohnen. Er ist gebaut für extreme Geschwindigkeit, Beweglichkeit und Haltbarkeit. Außerdem wird er direkt vom Piloten ohne GPS-Navigation oder anderer Softwareunterstützung gesteuert. So ist eine Beschleunigung auf 100 km/h in 1,8 Sekunden möglich. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei über 140 km/h.

Rahmen

Der Rahmen eines Renn-Quadcopters kann man auch als seine Knochen bezeichnen: es ist eine starre Struktur, die alle elektronischen Komponenten zusammenhält. Er besteht in der Regel aus einer extrem starken mehrschichtigen Carbonfaser, um häufige und harte Crashs standzuhalten. Die Mindestdiagonale aller DCL Copter betragen 325mm von Motor zu Motor.

Schubsystem

Der Schub, der den Quadcopter beschleunigt und steuert, wird von Kunststoffpropellern erzeugt, welche von leistungsstarken brushless Elektromotoren mit variabler Geschwindigkeit angetrieben werden. Die ESC (elektronische Geschwindigkeitsregler) sind dafür verantwortlich, die korrekte Stromstärke an die Motoren entsprechend der erforderlichen Drehzahl zu liefern. Die am häufigsten verwendeten Propeller für den Rennsport sind 5 oder 6 Zoll im Durchmesser, mit 3 Blättern. Ein einzelner Motor kann bis zu 1,5 kg Schubkraft erzeugen. In Summe sind dadurch 6 kg Schubkraft möglich. Bei einem Copter von 700 g, erreicht man ein Schub-zu-Gewicht-Verhältnis von bis zu 8/1.

Batterie

DCL Renn-Quadcopter verwenden 4-Zellen, Hochleistungs-Li-Po (Lithium Polymer) Batterien. Sie erzeugen eine Nennspannung von 14,8 V und können bis zu 120-150 Ampere entladen. Die Batterien können verschiedene Größen und Kapazitäten haben, aber sie halten typischerweise bis zu 2-3 Minuten bei einem DCL-Hochgeschwindigkeitsrennen.

FPV System

Das FPV (First Person View) -System ermöglicht es dem Piloten und den Zuschauern in Echtzeit durch das „Auge“ des Quadcopters zu sehen, was ein unglaublich intensives und schnelles Erlebnis ermöglicht. Das System besteht aus einer kleinen analogen Kamera, einem Videosender (VTX) und einer FPV-Antenne. Der VTX kodiert das von der Kamera aufgenommene Video und sendet es mit einer 5,8 GHz Funkverbindung mit sehr geringer Latenzzeit (ca. 15 ms) an die Brille des Piloten.

Kontrollsystem

Eine zweite Antenne empfängt die Befehle der Fernsteuerung des Piloten über eine sekundäre Funkverbindung. Der Empfänger interpretiert sie und übermittelt sie an den Flugregler. Der Flugcontroller (FC) ist das „Gehirn“ des Quadcopters. Sein Hauptsensor ist ein Gyroskop, das die Rotationsgeschwindigkeit misst. Der FC vergleicht die erfasste Drehzahl mit der vom Piloten angeforderten und berechnet mit sehr hoher Genauigkeit tausende Male pro Sekunde die notwendige Drehzahl jedes einzelnen Motors, so dass der Quadcopter das ausführen kann, was der Pilot anfordert.

HD Kamera

Das FPV-Videosystem ist für extrem niedrige Latenz optimiert, seine Videoqualität und Auflösung sind verhältnismäßig schlecht. Aus diesem Grund verwenden die meisten Piloten eine HD-Action-Kamera, um atemberaubendes HD-Material aufzunehmen. Die am häufigsten verwendete Kamera ist die GoPro Session, wegen ihrer kleinen Größe und der Qualität des Filmmaterials.

Zusammenfassung

Abgesehen von den beschriebenen Hauptsystemen, installieren Renn-Quadcopter oft andere zusätzliche Komponenten: Eine der wichtigsten ist eine Anordnung von farbigen LEDs, die die Quadcopter für andere Piloten und Zuschauer leicht zu identifizieren macht.

Was ist Drone Racing?

Der Begriff Drone Racing steht für eine neue Art von Motorsport, die sich an eine junge Generation richtet.
Während des Rennens geht es darum, mit dem eigenen Quadrocopter einen Kurs zu bewältigen, der Schikanen aus unterschiedlichen natürlichen und künstlichen Hindernissen bietet und am Ende als Erster am Ziel anzukommen. Drohnenrennen sind in unterschiedlichen Ausprägungen möglich:

Bei den Time Trial Races befinden sich die Piloten alleine auf der Strecke. Dabei wird die Zeit ermittelt und am Ende mit den Zeiten der anderen Piloten verglichen. Actionreicher geht es bei einem Drag Race zu, wobei sich zwei oder mehr Drohnen auf der Strecke befinden. Ziel ist es, die 100 Meter lange Strecke als Erster abzuschließen. Beim Rotocross durchfliegen mehrere Drohnen die Strecke, welche auch bei Zeitrennen zum Einsatz kommt. Auch hier gilt, dass der Pilot gewinnt, dessen Drohne als Erste das Ziel erreicht.

Und wie sieht so ein Drohnenrennen aus?  Die Piloten sitzen nebeneinander auf der Bühne in ihrem »Cockpit« und nutzen beim sogenannten »FVP Drone Racing« Brillen, um die Strecke aus der Sicht ihrer Drohnen durchfliegen zu können, wobei die Drohne per Fernsteuerung kontrolliert wird. Damit Zuschauer verfolgen können, zu welchem Pilot welche Drohne gehört, sind LED-Lichter in unterschiedlichen Farben den den Quadrocoptern angebracht. Vom Start bis zum Ziel sind unterschiedliche Gates und natürliche Hindernisse vorhanden und bilden eine dreidimensionale Rennstrecke. Durch die oftmals hohen Geschwindigkeiten (die Höchstgeschwindigkeit liegt bei über 140 km/h) und die hohe Beschleunigung von 0 auf 100 km/h sind Unfälle oft nicht zu vermeiden.

Wer sind die Piloten?

Jeder kann in die Welt des Drohnenrennens einsteigen und in der Drone Racing League zum Champion werden. Alter, Geschlecht, Hintergrund und Co. spielen keine Rolle. Durch die im Vergleich mit anderen Rennsportarten niedrigen Preisen für Drohnen ist die Einstiegsbarriere außerdem recht niedrig. Die Piloten kommen aus der ganzen Welt, also beispielsweise aus Asien, Süd- und Nordamerika und konnten bei anderen Rennen schon Erfahrungen sammeln. Neben vielen spannenden Möglichkeiten winken bei den Veranstaltungen hohe Preisgelder.

Wie funktioniert das DCL-Rennformat?

Wir haben unser Rennformat überarbeitet, um den Fans, Piloten und Teams besser gerecht zu werden – mehr Spannung, mehr Präsenz, mehr Strategie und mehr Energie. Qualifikationsrennen bestehen aus Zeitflügen, bei denen das Gesamtergebnis eines Teams entscheidet, wo es für die Finalrunden platziert wird. In den Viertelfinals,  Halbfinals und dem Finale treten zwei Teams von vier Piloten in 5 Läufen gegeneinander an. Die ersten vier Läufe werden „Single Heat“ genannt, da jeder Lauf 1 gegen 1 ist. Der Sieger erhält 1 Punkt für sein Team.

Heat 5, der sogenannte „Big Heat“, ist 4 gegen 4, es fliegen also alle 8 Teampiloten. Das Siegerteam erhält 1 Punkt. Ein Bonus von 3 Punkten wird vergeben, wenn 3 Piloten desselben Teams in den ersten 3 Positionen landen und ein Bonus von 5 Punkten wird vergeben, wenn 4 Piloten desselben Teams in den ersten 4 Positionen laden. Das Team mit den meisten Punkten durch 3 Läufe geht in die nächste Runde. In der Finalrunde gibt es wieder 5 Läufe. Jeder Pilot aus jedem Team startet in einem „Single Heat“ (insgesamt 4 Einzelwettkämpfe) und der Endlauf ist wieder ein „Big Heat“.

Qualifikation
Time Trials
Viertelfinale
5 Heats
Halbfinale
5 Heats
Finale
5 Heats

Was sind die ersten Schritte, um das fliegen einer Renndrohne zu erlernen?

Das Fliegen einer Renndrohne braucht Übung und Geduld, da der Anfang frustrierend sein kann. Unfälle gehören dabei einfach dazu. Umso wichtiger ist es, sich richtig vorzubereiten. Im Folgenden haben wir eine entsprechende Liste mit Tipps für die ersten Schritte beim Fliegen einer Renndrohne zusammengestellt.

  • Der Kauf einer Renndrohne: Wie bereits erwähnt, können Renndrohnen für einen vergleichsweise günstigen Preis erworben werden. Die Kosten für eine Renndrohne beginnen bei rund 100 Euro. Allerdings sind im oberen Preissegment auch Preise von mehr als 500 Euro für eine entsprechende Drohne möglich. Einsteigern empfehlen wir allerdings, mit einem günstigen Modell zu beginnen. Im Bereich »Beste Rennendrohnen für Beginner«. Übrigens: Eine Kamera muss immer an Bord sein, da diese für den FPV Drohnenflug (das Fliegen aus der Ich-Ansicht) elementar ist. Diese sollte 60 fps unterstützen.
  • Der erste Drohnenflug: Nachdem Auspacken der Drohne kannst du in den meisten Fällen sofort loslegen. Dazu platzierst du die Drohne auf dem Boden vor dir und richtest die Kamera von dir weg. Dann nimmst du die Fernsteuerung in die Hand. Verzichte am Anfang auf die FPV Brille und nutze diese erst, sobald du sicher im Umgang mit der Drohne bist.
  • Der erste Start: Am besten legst du im Schwebeflug los, indem du den Gashebel auf der Fernbedienung in vertikaler Richtung bewegst. Im nächsten Schritt kannst du mit dem linken Stick kleinere Richtungsänderungen vornehmen.
  • Mit FPV-Brille: Sobald du dich beim Steuern der Drohne sicher fühlst, kannst du die FPV Brille benutzen. Hier noch einmal der Hinweis: Achte bitte darauf, dass die Kamera von dir weg ausgerichtet ist und nach vorne zeigt. Für weitere Tipps und Tricks lohnt es sich, Online entsprechende Videos zu schauen.

Was sind die besten Renndrohnen für Anfänger?

Nachfolgend wollen wir einige Renndrohnen empfehlen. Hierbei gibt es, je nach verfügbarem Budget unterschiedliche Modelle, um mit dem Drohnenflug zu beginnen. Wichtig ist, dass eine Kamera an Bord ist, die mit 60 fps aufzeichnet und diese Bilder nicht per WLAN überträgt. Dabei wäre die Latenz (Verzögerung der Datenübertragung) mit rund 300 ms zu hoch, um die Drohne bei hohen Geschwindigkeiten steuern zu können.

Hierbei handelt es sich nur um eine kleine Auswahl. Der Markt ist gut bestückt und es finden sich Drohnen und das entsprechende Zubehör für jeden. Wem das nicht ausreicht, der findet abseits der fertigen Modelle eine große Auswahl an Teilen, um sich eine eigene Drohne zu bauen.