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작성일 : 18-08-21 18:57
[기타] 쿼드콥터, 틸트로터 장점만 딴 무인기 (드론) 형상 제안
 글쓴이 : archwave
조회 : 2,917  

dron00001.png

청색은 프로펠러, 주황색은 수직안정날개와 수평날개, 녹색은 동체(페이로드)


작은 프로펠러 2 개는 동축반전형 프로펠러 1 개로 대신할 수도 있겠고,

동체는 (오른쪽처럼 세웠을때 기준) 앞뒤로 좀 길게 해도 되겠죠.


왼쪽 그림 - 이착륙시에는 쿼트콥터 형태의 드론과 마찬가지로 프로펠러에 의해 상승하면서,

기체를 기울여서 수평 속도와 양력 동시 확보.


오른쪽 그림 - 고도 확보후 기체를 세워서 프로펠러로는 추진력만 얻어서 수평 속도에 올인.

양력은 커다란(?) 수평날개로만 얻고요.


현재 개발하고 있다는 틸트로터 무인기를 보면 유인기인 오스프리와 같은 형식입니다.

사람이 탈 것도 아닌데, 굳이 이런 형상을 유지하려 드는지 모르겠네요.


쿼드콥터의 수직이착륙 성능, 틸트로터의 수평 비행 속도 두 가지를 모두 잡을 수 있는 형태라 생각됩니다.

정찰 용도인 경우에도 카메라 안정을 위한 짐벌은 어차피 필수입니다. 즉 기체가 누웠다 섰다 하더라도

카메라 운용에 전혀 지장없죠.


프로펠러 4 개의 원활한 제어에 대해 우려도 있을 수 있는데, 그냥 전기모터 4 개를 사용하면 됩니다.

대형(?) 기종인 경우 전력은 배터리가 아니라 기름을 쓰는 발전기를 탑재하면 되고요.

실제로 [ 발전기 + 전기 모터 ] 는 상당히 많이 쓰이고 있죠.


위 드론의 기동성을 더 높이려면 수직안정날개와 수평날개에 플랩을 달아서 쓰면 되겠고요.

출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com


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유일구화 18-08-21 19:30
   
호호,,,  님이 만들면 빼앗아 탈거임... 화이팅...
SimonHS 18-08-21 19:39
   
일단 캐드 모델링 하신뒤 유체해석부터 돌려보시고 주장하시는게 좋을듯 하네요
     
archwave 18-08-21 19:46
   
디자이너/아이디어 메이커가 멋진 상품 제안
공돌이 : 이게 말이 되냐 ? 어떻게 만들라는거야 ?
디자이너 : 그건 너가 고민해야지.

유체역학적으로 도저히 날아다닐거 같지 않은 것도 잘만 날리죠. 틸트로터만 해도 그렇고요.
          
booms 18-08-21 22:34
   
아놔!!!
배신자 18-08-21 19:50
   
일단 앞 뒤 프로펠러 크기가 다르면 바람을 뿜어내는 강도가 다를텐데 이륙시 자세유지가 가능할까요?

그리고 고도확보 후 기체를 세우는 것 보다

틸트로터처럼 프로펠러만 눕히는게 더 기술적으로 쉬울 것 같네요.
     
archwave 18-08-21 19:56
   
트라이콥터의 변형이라 보셔도 될거 같은데요.
바람을 뿜어내는 강도는 프로펠러 회전수 제어로 충분히 균형 잡을 수 있습니다.

동체와 가까이 있는 프로펠러 2 개는 크기를 키우고, 멀리 있는 프로펠러 2 개는 작게 만들어야 균형을 잡기 용이하죠. ( 무게 중심을 생각해보세요 )

쿼드콥터가 완구로도 만들어지는 이유는 기구적으로 굉장히 간단하다는 것 덕분입니다.

오스프리가 돈 먹는 하마가 된 이유는 바로 프로펠러를 눕혔다 세웠다 하는 것 때문에 메카니즘 비용이 폭증한 것 덕분이죠.

고도확보후 기체를 세우는 것은 간단합니다. 약간 기울어진 상태에서 작은 프로펠러 회전수를 높이든가, 큰 프로펠러의 회전수를 낮추면 되죠. 이 때 전체적인 양력의 저하로 고도가 떨어질 수 있기 때문에 어느 정도 고도확보뒤에 기체를 세울 필요가 있는 것이고요.

쿼드콥터의 기동을 보면 180 도 뒤집기도 하죠. 이건 90 도 이하의 기동일뿐입니다.
저 그림을 보시면 무게 균형을 감안하면 쿼드 콥터와 크게 다르지도 않고요.

--------------

기체 형상 때문에 착륙후에 서있는 것인지 누워있는 것인지 애매하게 될 수 있죠.

이륙하기 전에 작은 프로펠러가 들려있는 상태라면 작은 프로펠러를 역회전시켜서 아래로 끌어내려서 기체를 수평으로 맞춰야 할거고요. 전기 모터를 씀으로서 정회전 역회전 자유롭게 할 수 있으니 가능한 얘기.
          
몽골메리 18-08-21 20:18
   
우선 특허부터 내시구여
특허 낼 돈이 아깝다 싶으시면 다른거 연구하시구여
               
archwave 18-08-21 20:41
   
특허 내서 뭐합니까 ? 누구나 해볼 수 있는 생각을 특허로 내는 것은 영 마음에 안 들어서요.
발자취 18-08-21 20:30
   
오른쪽 도면이 수평이동시 비행체의 측면 모습인 듯한데요...

저런 측면을 가진 고정익 프롭기가 왜 만들어지지 않았을까하는 고민은 해보셨는지요?
     
archwave 18-08-21 20:44
   
당연히 만들어도 쓰기가 난감해서죠.

옛날에 고정익인데 수직이착륙기가 만들어진 적도 있습니다. 비행기를 로켓 마냥 세운 상태로 이착륙하는 방식이었죠. 조종사가 누운 상태로 이착륙하거나 짐벌에 타야 한다는 점도 문제지만, 당시로선 제어하기도 힘들었다는 점 때문이죠. 지금은 쿼트콥터로 곡예도 하는 판이니 가능할지 모르겠지만..

무엇보다 성능도 애매했다는 점도 있겠고요.

유인기라면 난감한 것이 많겠지만, 무인기면 그런 제약은 없죠.
상파 18-08-21 21:35
   
tailsitter 와 개념이 비슷한 듯 하네요.
강풍이 불 경우 tiltrotor보다 이착륙이 매우 힘들 듯 합니다.
     
archwave 18-08-21 21:52
   
X-13 버티제트(Vertijet) 이거 얘기신거 같은데, 이건 바로 위에 제가 댓글단거고요.

위 글에 쓴 것은 이착륙때 기존 쿼드콥터 ( 흔하게 보는 드론 ) 와 거의 차이가 없는 형태입니다. tailsitter 와는 전혀 인연이 없는건데요.

아 아니다. 어떤 면에선 비슷하기도 하네요. 동체 자체가 뜨고 나서 90 도 돌아가는거니까..
스포메니아 18-08-22 01:06
   
     
archwave 18-08-22 01:14
   
올리신 것 모두 이착륙때나 수평비행때나 동체가 수평을 유지하는 것들입니다.
즉 프로펠러가 더 많아졌다는 것만 다를뿐 오스프리 사촌들이죠.

제가 올린 방식은 이착륙때와 수평비행일때 동체 자체가 누웠다 섰다 하는겁니다.
그런 이유로 인해 프로펠러를 제외한 그 외 부분에 구동부가 아예 없습니다.
프레임, 날개 모두 완전히 고정되어 있는거죠. 극도로 단순한 구조.
쿼드콥터에 날개 하나만 추가된 것임. 이것조차 완전한 고정식.

그러고 보니 제 방식은 어디에서도 나온 적이 없는건가요 ?
정말 특허 내야 하나.. ^^;
          
스포메니아 18-08-22 01:38
   
               
archwave 18-08-22 02:08
   
역시 누구나 생각할만한 아이디어였네요. ^^;

그런데 다들 어째 유인기 디자인에서 크게 벗어나지 못한듯한 느낌도 드네요.
대칭형 디자인을 벗어나지 못 한 느낌도 들고..
스타워즈의 X wing 전투기였나 그거 닮은 듯도 하고..

제 구상은 비대칭형이고 조금 더 파격적이긴 한데, 어쨌든 기본원리는 같으니까 특허내는 것과는 거리가 멀듯..
                    
스포메니아 18-08-22 02:24
   
유인기나 로켓의 모양과 비슷한 이유는 아무래도 비행안정성과 기체/연료효율 때문이겠지요.

비대칭형에 프로펠러를 3개, 2개 까지 줄인 더 파격적인 모델들도 이미 개발이 되었네요.

https://robohub.org/delftacopter-innovative-single-propeller-hybrid-drone/

https://www.fujipress.jp/main/wp-content/themes/Fujipress/JRM/abst-image/00280003/06.jpg

https://cdn3.futurheli.fr/25327-large_default/x-vert-vtol-rtf-550-mmradio-dx6e-mode2-e-flite-efl1800eu.jpg
                         
archwave 18-08-22 02:32
   
그 디자인들은 tailsitter 와 가깝겠네요.

쿼드콥터의 변형에 비해 tailsitter 형태들은 기상 상태에 따라서는 아예 이착륙이 불가능할거 같습니다. 공중 급기동도 힘들거 같고요.