안녕하세요!! 드린이입니다 ::))
지난 포스팅에서 무인항공기를 뜻하는 용어의 변화와 종류에 대해서 포스팅했었는데요, 오늘은 무인기의 구동방식 혹은 기체의 형태에 따른 분류와 그 특징과 드론을 이용하여 치킨 배송, 피자 배송 등 각종 배송에 가장 적합한 무인기 형태에 대해서 포스팅해 보도록 하겠습니다.
- 고정익(Fixed Wing) 무인항공기
- 회전익(Rotary Wing) 무인항공기(무인 헬리콥터)
- 다중 로터형 무인항공기[무인멀티콥터(Multi-Copter) ]
- 동축반전형(Co-axial) 무인항공기
- 가변 로터형(Tilt-Roter) 무인항공기
- 기타(덕트팬형 등)
1. 고정익(Fixed Wing) 무인항공기
고정익 무인기는 우리가 하늘에서 쉽게 볼 수 있는 일반적인 비행기 형태라고 생각하면 됩니다. 일반 비행기와 같이 날개가 동체 부분에 고정된 형태의 무인기입니다. 주요 특징은 비교적 비행을 위한 연료의 소모가 작아서 오랜 시간 비행이 가능합니다.
하지만 이착륙을 위해 별도의 활주로나 넓은 개활지가 필요로 하며, 이착륙 시 바람의 영향을 비교적 많이 받아서 기상 상황 중 바람을 꼭 확인해야 합니다. 또, 고정익 무인기는 고정익 특성상 호버링(Hovering, 정지 비행)이 불가능하여 관찰(촬영)하고자 하는 목표물의 연속적으로 추적하는 능력이 떨어지는 단점이 있습니다.
2. 회전익(Rotary Wing) 무인항공기, 무인 헬리콥터
회전익 무인기는 일반적인 헬리콥터와 유사한 외형에 조종사만 없다고 생각하면 됩니다. 회전익 무인기는 수직 이·착륙이 가능하여 비교적 작은 공간에서도 이·착륙이 가능합니다. 이러한 장점으로 인하여 고정익 무인기와 같이 별도의 활주로를 구축하기 힘든 산악이나 배에서 활용도가 우수하며, 회전익의 특성상 상대적으로 방향의 전환을 단시간에 빠르게 변경할 수 있습니다.
또, 고정익과 달리 회전익 무인기는 공중에서 정지비행(호버링, Hovering)이 가능하여 특정 대상을 집중하여 관찰 혹은 촬영할 수 있습니다. 다만, 회전익 무인기의 경우 단거리 임무에 주로 사용되는데 이는 비교적 연료의 효율이 떨어져 오랜 시간 비행이 제한되기 때문입니다.
3. 다중 로터형 무인항공기[무인멀티콥터(Multi-Copter) ]
다중 로터형 무인기는 일반인들이 흔히 말하는 ‘드론’입니다. 3개 이상의 로터를 기체에 부착하여 운용하는 형태입니다. 다중 로터형 무인기는 농업용, 인명구조, 항공촬영, 재난 안전 및 배송 등의 다양한 목적으로 활용되고 있으며 각종 제어 기술의 발전과 조종법의 숙지가 쉽고 비교적 운용에 대한 비용이 적어서 앞으로 무한히 영역의 확장이 예상됩니다.
하지만, 다중 로터형 무인기는 돌풍 등 바람의 영향을 상대적으로 많이 받고, 주로 리튬폴리머(LiPo) 배터리를 사용하여 운용하기 때문에 비교적 비행시간이 짧은 단점이 있습니다.
4. 동축반전형(Co-axial) 무인항공기
동축반전형 무인기는 축 하나에 상부 로터와 하부 로터로 구성되어 있는 형태의 무인기입니다. 주의 깊게 보지 않는다면 회전익 무인항공기로 착각할 수 있습니다. 상부 로터와 하부 로터를 서로 반대 방향으로 회전시켜 반토크 현상을 상쇄하는 원리로 동력을 유지하며, 기체 기울기 문제 역시나 같은 원리로 해결하게 됩니다.
동축반전형 무인기의 장점으로는 탑재 용량이 비교적 많으며, 연료량을 늘려 비교적 장시간 시간이 가능하다는 것입니다. 또, 기체가 비교적 안정적이어서 조종 및 제어가 상대적으로 용이하여 무인기 조종 및 운영 방법을 단시간에 습득 가능합니다. 동축반전형 무인기의 비행 시 바람의 영향을 비교적 작게 받기 때문에 저속으로 장기 비행에 강점을 보입니다.
하지만, 동축반전형 무인기는 이중 로터시스템이라는 구조적 특성상으로 추가 양력이 발생하여 기체가 고속비행까지의 진입시간이 비교적 많이 소요되고 이중 로터로 인해서 기체의 높이가 높아지는 단점이 있습니다.
5. 가변 로터형(Tilt-Roter) 무인항공기
기변로터형 무인기는 일반적으로 ‘틸트로터(Tilt-Roter)’라고 불리기도 하며, 로터와 프로펠러 시스템이 가변형으로 구성되어 있습니다. 이착륙 시에는 로터를 수직으로 하여 양력을 발생시켜 이륙하며, 비행이 안정적인 단계에 들어가면 고정익 항공기와 같이 기체를 비행하게 됩니다.
가변 로터형 무인기의 장점으로는 회전익의 수직 이착륙이 가능한 점과 고정익의 고속 비행 능력 모두 가능하다는 것입니다. 하지만 가변 로터의 구조적인 특성상 기체의 크기가 비교적 크고 구조적으로 복잡하여 기체의 안정성 및 신뢰성이 비교적 떨어지는 문제가 있습니다. 또, 이착륙 시 바람의 변화에 비교적 취약한 단점이 있는데, 이는 가변 로터형 무인기의 구조가 양쪽의 이중 프로펠러와 로터 형태로 구성되어 있기 때문입니다. 복잡한 기체 구조에 의해서 비교적 내부 탑재량이 적어서 비행시간 역시나 짧은 단점이 있습니다.
6. 기타
앞서 언급한 5가지의 무인기 외에도 덕트팬형 무인기와 조류형 무인기 및 곤충형 무인기 등도 있습니다. 조류형 및 고충형 무인기의 경우 군대에서 적 지역의 감시 및 정찰 등에 활용되는 등 특수 목적용 드론이라고 생각하면 됩니다.
그리고 덕트팬형 무인기는 프로펠러를 원통으로 둘러싼 형태라고 생각하면 됩니다. 사족으로 덕트팬형의 경우 향후 드론을 이용한 치킨 배송과 같이 도심지 배송에 사용하면 유용할 것 같다는 드린이의 개인적인 의견입니다.
이상으로 오늘의 포스팅을 마치겠습니다.
감사합니다.::))