Die Reichweite der Drohne wird durch das Fernsteuerungssystem bestimmt

Drohnen: Höher, schneller, weiter? Wir klären die häufigsten Fragen

Publiziert von Nils Waldmann

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Drohnen gehören streng genommen auch in den Modellbaubereich. Hier gibt es seit den allerersten RC-Modellen (egal ob zu Land oder zu Luft) einige Fragen, die von interessierten Mitmenschen immer wieder gestellt werden. Diesen Klassikern wollen wir uns im folgenden Artikel widmen.

Wer schon einmal an einem öffentlichen Platz mit einem RC-Auto* unterwegs war oder auf einem Feld mit einem Modellflieger geflogen ist, kennt die klassischen Fragen der Passanten bereits gut.

Das Gleiche erleben natürlich täglich viele Drohnenpiloten, die mit ihren Multicoptern in der Natur unterwegs sind, um schöne Aufnahmen zu machen oder sich im Park gegenseitig aufregende FPV-Rennen liefern.

In diesem kurzen Artikel wollen wir uns kurz mit den drei Frageklassikern beschäftigen. Der Artikel richtet sich dabei sowohl an Piloten als auch an Neugierige und Interessierte.

Standardfragen, die jeder Drohnenpilot kennt

Eigentlich ist es fast egal, ob wir an dieser Stelle über eine Drohne, ein Modellflugzeug, ein RC-Car oder einen Helikopter sprechen: Die folgenden drei Fragen werden Modellbauern so regelmäßig gestellt, dass sich einige Modellbau-Kollegen die Antworten bereits auf die Rückseite ihres T-Shirts gedruckt haben.

So einfach und pauschal wollen wir euch aber nicht abspeisen. Immerhin geht es hier darum, etwas zu lernen und Wissen zu vermitteln.

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Wie hoch kann eine Drohne fliegen?

Die Flughöhe der Drohne wird durch zwei Dinge begrenzt. Zum einen ist das natürlich die Physik und der Antrieb. Ein Ausstieg in mehrere 1000 Meter Höhe ist rein physikalisch kein Problem. Wie ein Helikopter kann sich auch eine Drohne viele hunderte Meter in die Luft erheben.

Die Flughöhe einer Drohne ist in Deutschland auf 100 Meter begrenzt
Die maximale Flughöhe einer Drohne ist in der EU gesetzlich auf 120 m begrenzt (OFFENE Kategorie).

Der Antrieb spielt insofern eine Rolle, als dass irgendwann die Energie des Akkus zur Neige geht. Da die Drohne dann natürlich nicht am Höhepunkt einfach abschalten darf, um wie ein Stein zu Boden zu fallen, wird also auch noch Energie zur sicheren Landung benötigt. Damit wird Flughöhe also begrenzt.

In der Regel gilt: Je größer die Propeller, desto effizienter arbeitet der Antrieb. Soll die Drohne eine maximale Flughöhe erreichen, muss außerdem darauf geachtet werden, dass die Motoren in einem effizienten Drehzahlbereich betrieben werden, um die Energie aus dem Akku optimal zu nutzen.

Weiterhin spielt selbstverständlich die Beschaffenheit der Atmosphäre eine weitere Rolle für den maximalen Aufstieg. Irgendwann wird die Luft für die Drohne zu dünn und der Antrieb kann nicht mehr genug Auftrieb erzeugen, um weiter an Höhe zu gewinnen. Diese Grenze wird zugegebenermaßen aber erst in extremen Höhen erreicht. Für die Mavic 3 (zu unserem Testbericht) gibt DJI beispielsweise eine maximale Betriebshöhe bis zu 6.000 m über dem Meeresspiegel (NHN) an.

Im Übrigen wird die Flughöhe einer Drohne in der zugehörigen Drohnen-App in den allermeisten Fällen als Wert mit Referenz zum Startpunkt (Home Point) angegeben. Dadurch kann diese Höhenangabe auch negativ werden, wenn die Drohne etwa auf einem Berg startet und in ein Tal fliegt, das unter dem Startpunkt liegt.

Als absolute Höhenangabe in Relation zum Meeresspiegel gibt es noch die MSL-Höhe, die in der Regel nur von professionellen Drohnen-Anwendungen ausgegeben wird.

Die zweite Komponente ist die Gesetzgebung. Und diese macht die Überlegungen zur technisch machbaren Flughöhe einer Drohen eigentlich obsolet. Denn: In Deutschland gab es seit Inkrafttreten der Drohnenverordnung (2017) eine maximale Obergrenze von 100 Meter. Die EU-Drohnenregelen sehen seit 2021 eine leicht erweiterte maximale 120 Meter Flughöhe über Grund (AGL) für genehmigungsfreie Flüge in der OPEN-Kategorie vor.

Wie weit kann eine Drohne fliegen?

Die zweite Frage ist eigentlich gar nicht so viel anders zu beantworten, wie die Frage nach der Flughöhe. Die maximale Reichweite der Drohne wird physikalisch erneut durch zwei Dinge begrenzt.

Zum einen natürlich durch die Akkulaufzeit. Das ist wie bei einem Elektroauto. Mit einer bestimmten Menge an Energie kann nur eine bestimmte Strecke zurückgelegt werden. Moderne Drohnen überwachen den Akkustand daher stetig und geben dem Piloten meist auch eine Schätzung für die verbleibende Flugzeit auf Basis des aktuellen Energieverbrauchs an. Bevor die Drohne mit leerem Akku vom Himmel fällt, leiten moderne Drohnen mit RTH automatisch den Rückflug ein, sodass die Restladung noch für eine sichere Landung ausreicht. In der Regel wird als Referenzpunkt wieder der Startpunkt angenommen, sodass die Drohne stets berechnet, wann es Zeit zum Umkehren ist, damit der Home Point noch erreicht werden kann. Externe Faktoren wie Gegenwind können dem Ganzen aber auch einen Strich durch die Rechnung machen.

Die einfache Antwort auf die Frage lautet also auch hier: Die Drohne fliegt so weit, bis der Akku alle ist.

Die Reichweite der Drohne wird durch das Fernsteuerungssystem bestimmt
Physikalisch wird die Reichweite einer Drohne durch das Funksystem begrenzt.

Natürlich stimmt das nicht ganz. Denn wonach die Leute eigentlich fragen, ist die Reichweite der Fernsteuerung. Diese kann – abhängig vom System – ganz einfach mehrere Kilometer erreichen. Generell gilt: Die Steuersignale überbrücken im Normalfall größere Distanzen als der Live-Videofeed der Drohnenkamera.

Für seine Mavic 2 Serie, die mit der OcuSync 2.0 Technologie arbeitet, gibt DJI zum Beispiel eine Reichweite von bis zu 5 km in Europa an. Nach FCC-Standard soll die Drohne sogar mehr als 8 km schaffen, bis das Signal abbricht. Bei der Mavic 3 Serie, welche das neuere O3+ verwendet, sind sogar bis zu 8 km (nach CE) möglich. Mehr über OcuSync kannst du in unserem umfassenden OcuSync-Guide nachlesen. Mit Protokollen aus dem industriellen Bereich (z.B. DJIs OcuSync Enterprise) sollen sogar bis zu 15 km überbrückt werden.

Sollte das Signal einmal verloren gehen, kehren moderne Drohnen im Übrigen meist selbstständig zum Ausgangspunkt zurück oder fliegen den zurückgelegten Pfad selbstständig ab, bis wieder ein Signal empfangen wird. Diese Technologie nennt man auch Return to Home (auf Deutsch „Rückkehr nach Hause“) oder kurz RTH.

Natürlich spielt auch bei der maximalen Reichweite das Gesetz eine Rolle. Die meisten Länder geben keine konkrete Distanz an. Viel mehr muss die Drohne „auf Sicht“ geflogen werden. Das heißt, du darfst mit deiner Drohne nur so weit wegfliegen, wie du die Fluglage ohne optische Hilfsmittel einwandfrei erkennen kannst. Technologien, wie FPV-Kameras, erweitern diese „auf Sicht“-Reichweite nicht. Mit optischen Hilfsmitteln sind in diesem Kontext unter anderem Ferngläser oder Zoomkameras gemeint.

Damit ist rein realistisch betrachtet auch bei bestem Wetter nach gut 200 bis 300 Metern Schluss – natürlich abhängig von der Größe der Drohne. Einige Kritiker argumentieren, dass die Sichtgrenze schon nach knapp über 100 Metern erreicht ist. Auch hier schränkt der Gesetzgeber die technischen Möglichkeiten von Drohnen also deutlich ein.

Wie schnell kann eine Drohne fliegen?

Die wohl beliebteste Frage: Wie schnell kann eine Drohne fliegen? Und interessanterweise auch die einzige Sache, die (noch) nicht durch ein Gesetz reglementiert wird, sondern tatsächlich durch die Physik beschränkt ist.

Bei der maximalen Geschwindigkeit kommt es natürlich extrem auf die Art der Drohne an. Aktuelle Filmdrohnen, schaffen im ATTI-Modus knapp 70 km/h in der Spitze. Größere und schwerere Filmdrohnen machen knapp 60 km/h bei Vollgas. Rückenwind kann natürlich für eine höhere Top-Speed sorgen. Wichtig ist, dass in vielen Fällen die Höchstgeschwindigkeit nur mit abgeschalteter Hinderniserkennung und Positionierung erreicht werden kann. Das fordert den Piloten natürlich mehr Können ab, als ein Flug bei dem alle Assistenzsystem aktiviert sind.

Ganz andere Geschwindigkeiten erreichen Racing Quads (auch FPV-Racer genannt). Hier sind Geschwindigkeiten von über 200 km/h keine Seltenheit. Einzelne Drohnen knacken sogar die 250-km/h-Grenze. Piloten brauchen hier hervorragende Reflexe, um die Drohne bei diesen Geschwindigkeiten durch den Parcours der Rennstrecke zu lenken. Natürlich werden diese Werte auch hier nur auf sehr langen Geraden oder bei Geschwindigkeitstest möglich.

Eine schnelle „Drohne von der Stange“ ist beispielsweise die DJI FPV Drohne (zum Testbericht) mit einer Top-Speed von bis zu 140 km/h. Die kleinere DJI Avata (zum Testbericht) schafft immerhin noch 97 km/h im manuellen Steuermodus.

Die neuen EU-Drohnenregeln geben erstmals eine Höchstgeschwindigkeit der Drohnenklassen C0 und C1 vor. Diese darf bei maximal 19 m/s bzw. 68,4 km/h liegen. Für die meisten Anwendungen also völlig ausreichend.

Insgesamt können Interessenten einer Kameradrohne die Höchstgeschwindigkeit als Kaufkriterium links liegen lassen, denn in 99% der Anwendungsfälle spielt diese keine oder eine untergeordnete Rolle. Sinnvoller ist es hier, auf die sogenannte „Wind Resistance Speed“ zu achten. Diese gibt an, bis zu welcher Windgeschwindigkeit die Drohne Böen trotzten kann und infolgedessen auch abseits von windstillen Tagen eingesetzt werden darf. Viele Consumer-Drohnen ziehen hier bei Windstärke 5 (etwa 10 m/s) die Grenze. Genaue Angaben zur Windwiderstandsfähigkeit finden sich im Handbuch der Drohne.

Bonusfrage: „Dürfen Sie hier überhaupt fliegen?“

Diese Fragen will natürlich kein Drohnenpilot hören. Wichtig ist es daher, sich vor dem Flug gut darüber zu informieren, ob ein Aufstieg erlaubt ist. Dabei helfen dir diverse Drohnen-Apps und natürlich die Website deiner Gemeinde.

Was wir allgemein von ungerechtfertigten und besserwisserischen Mitmenschen halten, die dir dein rechtmäßig ausgeführtes Hobby madig machen oder verbieten wollen, liest du in unserem Kommentar.

Grundsätzlich gilt, dass jeder Flug gut vorbereitet sein sollte. Die Registrierung des Betreibers und das Anbringen der eID gehören hier in den meisten Fällen genau so dazu, wie ein ausreichender Versicherungsschutz.

Schlusswort

Wir hoffen, dir hat dieser Artikel dabei geholfen, die drei Standardfragen zu beantworten, die jeder Drohnenpilot irgendwann einmal gestellt bekommt.

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Nils Waldmann

Hi, ich bin Nils! Ich bin leidenschaftlicher Modellbauer, Hobby-Fotograf, Akku-Liebhaber und RC-Pilot. Ich berichte hier über die neusten Entwicklungen in der Drohnen-Branche und kümmere mich um detaillierte Anleitungen, Guides und Testberichte.

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2 Gedanken zu „Drohnen: Höher, schneller, weiter? Wir klären die häufigsten Fragen“

  1. Avatar-Foto

    Die Drohnen können mehrere Tausend Meter hoch fliegen, aber es wurde eine willkürliche Grenze von lächerlichen 100m festgelegt.
    Einfach mal den Wert von Drachen am Seil übernommen, ohne die Unterschiede in der Steuerbarkeit zu berücksichtigen.
    Gibt es da Informationen wer aus der Politik und welche Autoren/Juristen da beteiligt waren?

    Man sollte nicht pauschal harte Einschränkungen machen, sondern Gesetze so schreiben dass es die Möglichkeit gibt höher zu fliegen oder in NSG zu fliegen wenn man bestimme Anforderungen erfüllt.

    Welchen Grund hat z.B. das Verbot in einem NSG? Lautstärke?
    Dann hätte man die Chance nutzen können durch einen dB-Wert die Hersteller dazu zu animieren leisere Drohnen herzustellen.
    Und wenn einmal Drohnen existieren die wie Vögel fliegen, wie die Festool-Drohne, welche Basis haben dann noch die Verbote in NSG?

    Und was die maximale Höhe angeht hätte man ja Regeln aufstellen können die Kontakte mit Flugzeugen verhindern.
    Auch in technischer Hinsicht.

    Wenn Ich an mein Smartphone einen kleinen USB-DVBT-Stick anschließe kann ich die Transponder aller Flugzeuge in der Gegend empfangen, und deren Position sehen. Warum also nicht die Höhe freigeben, wenn die Nutzer zugleich alle Flugzeuge in der Gegend beobachten. Z.B. automatisch per App die eine Warnung abgibt.

    Oder sogar in die Drohne eingebaut mit automatischem Abstieg wenn sich ein Flugzeug nähert.

    Es gibt jetzt Windkraftanlagen ohne das Geblinke (ist mir gerade entfallen warum das ein Problem sein kann), weil die es geschafft haben für ihren Bereich eine Technik durchzusetzen die nur noch blinkt, wenn sich ein Flugzeug nähert.

    Bessere Gesetze können die Technik verbessern. Leiser, Luftraumüberwachung mit automatischem ausweichen etc..
    Fliegen ohne Sicht etc..
    Es darf auch keinen Fall soweit kommen dass Amazon etc. das Recht erhalten, gewerblich ohne Sicht auf über 100m ohne Sicht oder sogar automatisch (um mal alles zusammen zu packen) zu fliegen, das aber der Bürger nicht darf.
    Und wenn man es darf, sollte es nicht nur unter hohen Hürden, Gebühren etc. etc. etc. möglich sein.
    Irgendwann fliegen schließlich auch private automatisch fliegende „Drohnen“ mit Menschen drin, die keinerlei Flugschein haben…

    Und natürlich könnten auch die kleinen Drohnen einen Transponder mit sich führen.
    Das sollte ja sogar im Interesse reaktionärer Überwachungsfanatiker sein…
    Nötig wäre es aber nicht. Denn ausweichen sollte immer die Drohne.
    Sie ist auch wendiger als Flugzeuge.

    Aber ist erst mal ein Gesetz eingeführt, wird in Deutschland oft nichts mehr verändert…
    Jetzt wäre natürlich die Chance dass Rot/Grün/Gelb das Gesetz verbessern.

    Nein, Ich habe keine Drohne.
    Mich stört jede Art von dummem Reaktionismus ;-).

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    • Avatar-Foto

      Hallo Tobias,

      danke für deinen ausführlichen Kommentar. Interessanterweise haben einige Drohnen ja bereits genau diese Technologie (ADS-B Empfänger) und entsprechende App-Notification bei Näherung eines Luftfahrzeuges integriert. DJI nennt das beispielsweise AirSense. Das Problem sind hier viel weniger die Drohnen, als die eher langsame Verbreitung entsprechender Sender in den bemannten Flugzeugen/Helis. Ich habe es noch nicht recherchiert, stelle mir aber die Frage, ob es auf Seiten der bemannten Luftfahrt gleiche Vorbehalte gegen die Ortung von Luftfahrzeug inklusive Pilot gibt, wie im UAV-Sektor. Denn eines ist wohl klar: Wenn „beide Welten“ sich gegenseitig digital orten/sehen könnten, wäre es wohl am sichersten (und fairsten).

      Viele Grüße,
      Nils

      Antworten

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