Eine Drohne mit nur einem Motor und einem Propeller zu fliegen, ist theoretisch möglich, in der Praxis aber kaum zu kontrollieren; bei Hubschraubern ist deshalb ein zweiter Rotor für Stabilität und Steuerung nötig. Lösungen mit nur einem Rotor sind wegen riesiger Propeller meist sperrig. Joshua Bird wollte eine sehr kleine Drohne mit nur einem Propeller entwickeln.
Der Schlüssel zur Lösung war eine gelenkige Propellernabe, die mit sehr hohen Drehzahlen und einem verstellbaren Blattwinkel die Kontrolle über Pitch und Roll ermöglichte. Da Standard-ESCs, die die Motordrehzahl nicht direkt messen, sondern sich auf die Back-EMF verlassen, nicht ausreichten, waren ein eigener Steuercode und langwierige Versuche nötig. Dass die Drohne ihre Position verlor und abstürzte, wurde mit einer im Raum angebrachten Infrarot-Markierung und einem Sensor an der Drohne behoben.
Die Projektdateien werden auf GitHub geteilt. Als Nächstes soll ein Scanner hinzukommen, damit die Drohne anhand von Merkmalen in ihrer Umgebung auch im Freien fliegen kann.
Warum das wichtig ist
Dieses Projekt hinterfragt die verbreitete Annahme, dass Stabilität und Steuerung bei Drohnen nur mit einem zweiten Rotor zu erreichen seien – wenn auch nur im Hobby-Maßstab. Einen einzelnen Propeller über hohe Drehzahlen und einen veränderbaren Blattwinkel zu kontrollieren, ist ein Ingenieursproblem, bei dem handelsübliche Motorsteuerungen nicht ausreichen und das auch auf der Softwareseite ein Umdenken erfordert; die Lösung ist daher ein Beispiel für alle, die sich nicht nur für die Hardware, sondern auch für den Steuerungsalgorithmus interessieren. Die Veröffentlichung der Dateien auf GitHub bedeutet, dass alle, die selbst an demselben Problem herumtüfteln wollen, ihre Versuche nicht bei null beginnen müssen. Doch die Drohne verdankt ihre Position weiterhin der Infrarot-Markierung im Raum; solange die Abhängigkeit von geschlossenen Räumen nicht beseitigt ist, bleibt der praktische Nutzen des Designs begrenzt. Ob die geplante Scanner-Erweiterung den Flug im Freien ermöglicht, wird die nächste echte Prüfung des Projekts sein.