두 가지 비행 모드를 모두 잘하는 하이브리드 드론

2017-08-23 09:57 | 조회수 : 7,293


 

기존의 멀티콥터 드론은 호버링(공중정지) 및 VTOL(수직 이착륙)에서 뛰어나지만 고정익 항공기만큼 효율적으로 장거리 비행을 할 수가 없다. 싱가포르 기술대학의 학생들로 구성된 한 팀은 변신이 가능한 호버 로터 크래프트 (THOR)로 두 시스템의 장점을 최대한 활용하려고 노력하고 있다.

 

디자인 팀에 따르면 THOR는 1913년에 제기된 개념에 기반을 두고 있다. 모노콥터라고 하는 것은 '구조적'으로는 효율적이다. 전체 프레임이 양력을 생성하는 데 사용되기 때문이다. 그러나 '전략적'으로는 비효율적이라 할 수 있다. 토크를 상쇄하는 역회전 시스템이 없기에 조종사와 화물이 기체와 함께 회전해야한다는 것을 의미하기 때문에 실제로 타는 것은 비현실적이었다.

 


 

이러한 모노콥터에 관심을 가진 곳은 싱가포르 기술 대학만은 아니었다. 록히드 마틴 (Lockheed Martin)과 MIT는 본질적으로 자연에 근거를 둔 모노콥터 스타일 (monocopter-style) 개념을 만들었으며 현재의 무인항공기를 개선할 방법을 연구해오고 있다.

 


 

연구팀에 따르면, THOR의 디자인은 기본적인 모노콥터 디자인을 바탕으로 몇 가지 새로운 방식으로 향상시켰다. 우선, 두 번째 날개다. 그렇다. 더 이상 모노콥터는 아닌 것이다. 록히드 마틴의 설계는 날개 하나만 사용했지만 싱가포르 기술대학팀은 드론의 중심에서 튀어 나온 두 개의 날개를 장착했다. 연구팀은 안정된 날개형 모양 덕분에 바람을 이용해 먼 거리를 날 수 있는 비행 나무 종자인 사마라 씨앗에서 영감을 얻었다. 씨앗의 일부 변형은 단일 날개 (또는 프로펠러 블레이드)처럼 보일지 모르지만 사실 두개의 날개가 있는 예가 많이 있다.

 


 

THOR의 반대편 날개는 서로 직각으로 장착되고 헬기 스타일 호버에서 고정 날개 스타일 크루징으로 전환할 때 회전하여 정렬한다. 학생들은 또한 비행 모드에 따라 무게를 뒤섞는 패시브 시스템을 만들었다. 항공기가 호버링에서 고정식 항공기로 또는 그 반대로 전환하면 그 과정에 포함된 원심력을 사용하여 밸러스트(균형자)를 항공기 균형을 유지할 수 있는 위치로 이동시킨다.

 


 

지금은 단지 프로토타입일 뿐이지만 THOR 개념은 농업, 각종 감시 및 화물적재 영역과 같은 광범위한 산업 환경에서 유용하게 응용될 수 있다. 이와 달리 대부분의 하이브리드 무인 항공기는 비행 모드 중 하나에서만 효율적이다.

다만, 프로젝트가 공개적으로 활성화되기 전에 확보해야 할 몇 가지 사항은 있다. 그 중 가장 중요한 것은 안전인데, 만약 드론에 문제가 있을 때 추락하지 않도록 동력 없이도 안전하게 착륙할 수 있는 오토 자이로(자동 회전 시스템)를 연구팀은 개발 중이다.

 

 

 

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