드론의 분류

안녕하세요~

 

오늘은 드론을 어떻게 분류하고, 분류 대상의 기준점에 대해서 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다

 

드론도 일반 항공기와 마찬가지로 다양한 형태가 있다. 드론에 대한 명확한 개념을 정립한 국가나 학자도 없기 때문에 드론의 국제적인 분류 기준도 아직까지 없는 실정이다.

 

하지만 일반적인 상식에 비춰 보면 드론의 분류 기준은 날개의 형태, 고정익 드론의 세부 분류, 멀티콥터의 프롭의 개수, 사용용도, 군사목적 등이 있다.

 

1. 날개의 형태에 따른 분류

 

드론을 날개 형태에 따라 분류하면 고정익(Fixed Wing) 드론, 회전익(Rotary Blade) 드론, 틸트로터(Tiltrotor) 드론, 하이브리드(Hybrid) 드론 등이 있다.

 

첫째, 고정익(Fixed Wing) 드론은 전통적인 항공기의 형태로 고정된 날개가 부착돼 있는 것을 말한다. 우리가 취미로 만들어 날리는 종이비행기도 고정익의 형태라고 볼 수 있다.

 

고정익 드론의 경우 항공기와 유사하고 단순한 구조를 갖고 있다. 동일한 양의 연료를 사용해도 회전익 드론에 비해 비행시간이 길고 고속으로 운행이 가능하다. 장거리로 더 작은 동력을 사용해 무거운 짐을 운반할 수 있어 더 크고 성능이 뛰어난 카메라와 센서(sensor)를 장착할 수 있다. 고정익 드론은 제자리 비행인 호버링(hovering)이 불가해 특정 지역을 정밀 촬영하기에는 적합하지 않다. 이착륙을 위해 활주로나 발사대가 필요하며 일정 규모 이상의 회전반경이 필요해 감시나 정찰과 같은 목적으로 좁은 지역에서 지속적인 감시 작전에 운용하는 것은 어렵다.

 

둘째, 회전익(Rotary Blade)은 다수의 로터로 움직이는 헬기와 같은 종류이다. 이륙을 위해 활주로가 필요하지 않고 고정익에 비해 소음이 적은 편이다. 멀티콥터는 고정된 지점에서 호버링이 가능하고 어떤 방향으로든 곧바로 날아갈 수 있다. 고정익 드론에 비해 기동성이 좋고 효율적이다. 활주로가 필요없이 어디서든 이착륙할 수 있다는 것도 장점이 있다.

 

로터가 다수일 경우 1개가 고장이 나도 운행이 가능하다. 반면에 고정익 드론에 비해 속도가 느리고 항속시간이 짧다는 단점이 있다.

 

셋째, 틸트로터(Tiltrotor)는 고정익과 회전익을 모두 포함하는 드론으로 수직 이착륙이 가능하다. 이착륙은 회전익을 이용하고 비행은 고정익으로 하는 방식이다. 회전익이 고정익에 비해 운항거리가 짧고 비행속도가 느리다는 점을 보완한 것이다.

 

하이브리드(Hybrid)는 틸터로터가 고정익과 회전익의 형태를 모두 포함하고 있다는 의미에서 사용되는 용어다. 호버링도 가능하지만 필요하다면 고정익처럼 빠르고 효율적으로 전환이 가능하다. 장거리를 운행할 수 있으며 이착륙을 위해 활주로는 필요하지 않다.

 

결론적으로 회전익은 민수용으로 주로 활용되며 영화 촬영, 개인 촬영, 드라마 촬영 등 레저와 취미용으로 활용되다가 정밀농업 분야로 확대되고 있다. 회전익 형태의 드론이 상업용 드론 산업을 주도할 것으로 전망된다. 고정익 드론이 군사용으로 주로 활용되는 것과 대조적이다.

 

2. 고정익 드론의 종류

 

고정익 드론은 일반 항공기와 마찬가지로 고정된 날개를 갖춘 드론을 말한다. 고정익 드론의 날개는 직선익(straight wing), 타원익(Elliptical wing), 삼각익(deltawing), 후퇴익(swept wing), 전진익(forward swept wing), 가변익(variable sweptwing) 등이 있다.

 

첫째, 직선익은 날개가 직사형을 갖춘 드론이다. 항공기의 경우 비행 중 날개에 골고루 양력이 작용하고 안정적이어서 조종하기가 쉬운 장점이 있다. 날개의 제작이 용이하기 때문에 소형의 저렴한 항공기에 많이 채용된다. 직선익은 저속 항공기에는 많이 사용되며 고속 항공기에는 적합하지 않다.

 

둘째, 타원익은 직선과 비슷하지만 양력 분포에 중점을 두어 직선익보다양력 효율이 훨씬 우수하다. 반면에 생산하는데 시간과 비용이 많이 들며 곡선으로 인해 공기저항이 증가해 최고속력이 느려진다는 단점이 있다.

 

셋째, 삼각익은 삼각형의 평면형을 가진 날개로서 그리스 문자인 델타(4)와비슷해 델타 날개라고도 부른다. 뒤쪽으로 많이 꺾인 후퇴익을 기본으로 날개의 뒷부분을 서로 직선으로 연결했다. 고속비행에는 적합하지만 저속 비행이나 이착륙에는 조종이 불안하다는 단점이 있다.

 

넷째, 후퇴익은 날개를 뒤쪽으로 꺾은 형태를 말하며 여객기, 전투기 등 고속항공기에 많이 사용된다. 고속으로 비행할 때 날개 앞부분에서 발생하는 공기의 벽을 헤쳐 나가기에 유리한 구조를 갖추고 있다. 대부분의 항공기 후퇴익을 사용하고 있는 이유다.

 

다섯째, 전진익은 후퇴익과는 정반대로 날개의 앞쪽으로 꺽은 형태를 말한다. 날개에 작용하는 공기의 압력이 강하기 때문에 날개의 구조를 튼튼하게 제작해야 하므로 제작비용이 많이 소요된다.

 

여섯째, 가변익은 날개의 후퇴각을 자유자재로 바꿀 수 있다. 저속비행 시에는 직선익, 고속비행 시에는 후퇴익을 사용한다. 기계장치가 복잡하고 제작비용이 많이 들기 때문에 현실에서 사용하는 데는 제약이 많이 따른다.

 

날개의 형태뿐만 아니라 날개의 개수에 따라 단엽날개, 복엽 날개, 삼엽 날개 등이 있다. 단엽 날개는 날개가 1개, 복엽 날개는 날개가 2개, 삼엽 날개는 날개가 3개씩 장착된다.

 

날개의 장착위치에 따라 고익(high wing), 중익(middle wing), 저익(low wing) 등으로 구분된다. 고인은 동체 위, 조익은 동체 아래에 날개가 장착된 것을 말한다.

 

이상 드론 날개의 형태 및 고정익 드론의 종류에 대해서 소개해드렸습니다. 초경량비행장치 조종사들에게는 필수적인 기본 소양으로서 자격증 취득을 위해 공부하시는 분들께서는 한 번은 읽어보셔서 알고 계셔야 한다고 생각합니다.

 

긴 글 읽어주셔서 감사드리며, 다음에도 유익한 글로 돌아오도록 하겠습니다.