안녕하세요!! 드린이입니다 ::))
오늘은 드론 입문자 혹은 초심자를 위한 드론의 비행 원리 29탄입니다. 29탄부터는 드론 가운데 멀티콥터가 공중에 떠 있을 수 있는 원리와 이유에 대한 내용을 포스팅하겠습니다.
무인멀티콥터가 하늘에 뜨는 이유를 알아보기에 앞서 멀티콥터와 유사한 구조를 가진 헬리콥터와 연결하여 뜨는 이유를 알아보도록 하겠습니다.
헬리콥터가 뜨는 이유
고정익 비행기는 엔진의 힘으로 활주로상의 일정한 거리를 비행기가 앞으로 나아가게 하여 날개에 공기를 계속 부딪치게 하여 양력을 발생시켜 하늘에 뜨게 하는 반면, 헬리콥터는 엔진의 힘으로 날개(로터)를 회전시켜 날개에 공기를 계속 부딪치게 해서 양력을 얻어 뜨게 되는 것입니다. 여기에서 양력은 부딪치는 공기의 속도가 빠를수록 강해지고, 날개의 각도가 클수록 강해지게 됩니다.
공통점
헬리콥터와 멀티콥터의 공통적인 특성을 알아보도록 하겠습니다.
1. Hovering 가능
Hovering 즉, 제자리 비행이 가능합니다. 제자리 비행은 고정익 항공기가 할 수 없는 헬리콥터와 멀티콥터 등의 회전익 비행기만의 장점입니다.
2. 측방 및 후진 비행
헬리콥터와 멀티콥터는 측방 및 후진 비행이 가능합니다. 다만 전투기와 같은 배면비행은 불가능합니다.. 측방 및 후진 비행은 고정익 항공기는 상상할 수 없는 일입니다. 멀티콥터의 경우 측방 및 후진 비행이 헬리콥터 보다도 더 자유롭기 때문에 이러한 면에서 더 큰 장점이라고 할 수 있습니다.
3. 수직 이·착륙
헬리콥터와 멀티콥터는 수직 이·착륙이 가능합니다. 제자리 비행이 가능하기 때문에 동체 길이가 허용하는 정도의 공간이 확보되면 수직 이·착륙이 가능합니다.
4. 자동 활공
비행 중 엔진 고장등의 이유로 갑자기 엔진 정지 시 자동 활공이 가능합니다. 자동활공이란 높은 위치에서 지면으로 떨어지면서 공기의 영향으로 회전력을 얻는 것을 의미합니다. 헬리콥터 엔진이 정지됨과 동시에 엔진 구동축과 로터 시스템이 분리되어 로터 블레이드는 동체가 공기 속을 통과할 때 회전력을 얻어 활공이 가능합니다.
5. 속도 제한
헬리콥터와 멀티콥터의 최대 속도는 제한적입니다. 헬리콥터는 회전익의 특성에 의해 최대속도에 한계가 있습니다. 예를 들어 아파치 헬기의 최대속도는 시속 300km 정도, 이 속도를 벗어나게 되면 블레이드와 후진하는 블레이드와의 양력불균형으로 실속(blades stall)에 빠질 위험이 있습니다.
6. 무게의 한계
헬리콥터와 멀티콥터는 추력과 양력대비 무게에 한계가 있습니다. 헬리콥터의 양력을 발생시킬 수 있는 힘은 로터 블레이드의 회전력인데 무한정으로 블레이드의 크기를 크게 할 수 없습니다. 비교적 대형 헬리콥터의 주회전날개의 길이가 32m 정도입니다.
7. 하강풍
회전익의 특성상 로터 및 프로펠러의 회전으로 인한 소음발생과 하강풍 영향으로 피해가 발생하게 됩니다. 대형 헬리콥터로 갈수록 소음과 하강풍으로 인한 피해가 발생할 가능성이 높습니다.
8. 최고 동력
회전익은 높은 동력에서 시작해서 높은 동력으로 종료됩니다. 고정익 항공기는 이륙 시 최대, 착륙 시 최소 출력 요구되는 반면에 헬리콥터는 이·착륙 때 모두 최고출력이 필요합니다.
오늘의 포스팅을 마치도록 하겠습니다.
감사합니다::))