Jugend forscht 2013 – Safecopter
Michael Stark, Maximilian Reif
Am 30. Mai 2013 ist es soweit:
Das Deutschlandfinale im Bundes
wettbewerb Jugend forscht in Lever
kusen beginnt. Dabei kommen
189 Teilnehmer aus ganz Deutschland,
die jeweils ihre Landeswettbewerbe
gewonnen haben, zusammen, um
ihre Projekte in der VIP-Lounge der
BayArena zu präsentieren. Der Wett
bewerb läuft folgendermaßen ab:
Zunächst bauen alle Teilnehmer ihre
Präsentationsstände auf. Anschließend
wird man von einer Jury des jeweiligen
Fachgebiets 2x 30 Minuten geprüft und
das Projekt wird unter die Lupe genom-
men. Zwischendurch wird ein vielfältiges
Rahmenprogramm mit interessanten
Vorträgen geboten und man hat zahl-
reiche Gelegenheiten, andere Teilnehmer
und ihre interessanten Projekte kennen-
zulernen. Am Presse- und Öffentlichkeits
tag kommen Fernsehteams, Radioredak
teure, Journalisten und interessierte Pri
vatleute, um die Projekte anzuschauen.
Der spannendste Moment des Wettbe
werbs ist kurz vor der Siegerehrung; nur
die Jury weiß, wer unter den Siegern ist.
Dieses Jahr sind wir (Michael Stark und
Maximilian Reif) mit unserem Projekt
„Safecopter“ dabei. 2006 haben wir uns
beim Regionalwettbewerb Jugend forscht
in Augsburg kennengelernt und sind uns
dort jedes Jahr wieder begegnet. Unsere
große Leidenschaft ist das Modellfliegen,
sodass wir vor zwei Jahren beschlossen
haben, gemeinsam einen Quadrocopter
(den Safecopter) zu entwickeln und ihn als
Projekt für Jugend forscht anzumelden.
In diesem Projekt haben wir einen Qua
drocopter von Grund auf neu entworfen
und gebaut: Vom Trägerrahmen über die
Elektronik und Regelungstechnik bis hin
zur intelligenten Flugsoftware. Das Be
sondere beim Bau des Quadrocopters ist
dessen Leichtigkeit und Steifigkeit. Das
Besondere an der Software sind die auto-
nomen Selbstschutzfunktionen, mit denen
sich der Quadrocopter eigenständig vor
Kollisionen und Pilotenfehlern schützt.
Das hat ihm den Namen gegeben: Safe
copter.
Der Carbon-Rahmen des Safecopters bie-
tet ein besonders günstiges Verhältnis
zwischen Gewicht und Belastbarkeit. Das
geringe Gewicht macht den Safecopter
besonders wendig und ermöglicht lange
Akkulaufzeiten. An den Auslegerenden
entstehen durch die Motoren Vibratio-
nen. Der Carbon-Rahmen nimmt diese sehr
gut auf und begünstigt somit die Präzision
der Trägheitssensorik (Inertialsensorik) und
damit die Präzision der Lageregelung. Es
kommt darauf an, dass die Ausrichtungen
der Carbonfasern zu den Belastungsrich
tungen passen. Der Safecopter-Rahmen
besteht daher aus speziellem Carbon mit
vier verschiedenen Faserorientierungen
(-45°, 0°, 45°, 90°).
Die Software hat 3 Abstraktionsebenen:
Die Lageregelung für eine stabile Flug
dynamik, die Navigation für den Autopi
loten und die Sicherheitsebene zum
Schutz vor Abstürzen, Kollisionen und Pi
lotenfehlern. Die Ebene der Lageregelung
ist in gängigen Hobbysystemen vorhan-
den. Autopiloten gibt es in den meisten
kommerziellen Systemen. Die Sicherheits
ebene ist neu und gibt es nur beim Safe
copter. Die Sicherheitsfunktionen greifen
ein, wann immer Gefahr droht und bildet
so eine virtuelle Knautschzone (SafeZone).
Mögliche Anwendungen sind die Luft
bildfotografie, die Lageaufklärung in Ka
tastrophensituationen, oder die Inspektion
von Windkraft- und Solaranlagen.
Die Präsentation des eigenen Projekts ist
nur ein Teil bei Jugend forscht. Mindestens
genauso wichtig ist das Zusammentreffen
mit den anderen Jungforscherinnen und
Jungforschern, die typischerweise Jufos
genannt werden. Da gibt es immer Ge
sprächsstoff. Obwohl alle miteinander
konkurrieren, herrscht kaum Rivalität, da
im Bundesfinale alle wirklich beein-
druckende Projekte haben. Von den
11.000 Teilnehmern in Deutschland sind
eben nur noch die 189 Besten übrig. Diese
positive Stimmung herrscht eigentlich auch
schon bei den Regional- und Landeswett
bewerben, sodass man jedem nur emp-
fehlen kann einmal teilzunehmen. Beim
Bundeswettbewerb konnten wir mit un
serem Safecopter die Technik-Jury über-
zeugen und haben den ersten Platz und
den Sonderpreis des DLR (Deutsches Zen
trum für Luft- und Raumfahrt) gewonnen.
von links: Michael Stark, Maximilian Reif
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