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| DJI 사의 매빅 2 |
1. 개요2. 드론과 멀티콥터3. 헬리콥터와의 차이4. 종류5. 역사6. 기술적인 부분
6.1. 비행 원리6.2. 전기 모터 기반으로 제작되는 이유6.3. R/C 분야에서 멀티콥터가 많이 보이는 이유6.4. 멀티콥터가 일반 변속기를 사용하지 않는 이유6.5.
비행 컨트롤러
7. 용도7.1. 항공촬영 및 FPV7.2. 농업 이용7.3. 연구용7.4. 취미용7.5. 공연용7.6. 여행과 드론7.7. 유인 드론(택시)7.8. 군용: 무장 드론7.9. 택배7.10. 범죄7.11. 기타
8. 설치 대학9. 자격증10.
제조사11. 드론관련 해외 부품판매업체12. 해프닝13. 창작물에서14. 둘러보기 틀[clearfix]
1. 개요
Multicopter / Multiroter[1]2개 이상의 모터 및 프로펠러나 로터를 가진 비행체를 통칭하는 말이다.[2]
2. 드론과 멀티콥터
| TED에서 시연된 멀티콥터 드론의 비행 능력 |
드론이란 이름의 계기는 다음과 같다. 1935년 영국에서 사람이 탑승하는 훈련용 복엽기 '타이거 모스'(Tiger moth)를 대공사격 훈련용 무인기로 개조하면서 퀸비(Queen Bee, 여왕벌)라는 별명을 붙였다. 지금의 무인기와 비교하면 상당히 원시적인 수준이었으나 대공사격 훈련용으로는 효과적이었기에 당시 미군에서도 이를 관심있게 보았고, 특히 당시 퀸비의 비행을 관람했던 미 해군 쪽 인사가 미국에 돌아가서 드론(Drone, 수벌)이라는 프로젝트명으로 무인기 연구를 시작했다. 정작 무인기를 이용한 사격 훈련용 표적의 실용화에 먼저 성공한 것은 미 육군이었으나, 드론이란 이름이 인상적이었는지 미군 내에서 무인기를 드론이라고 부르게 되었다. 당시 미 육군에서 개발된 사격 훈련용 드론은 사람이 타는 비행기를 개조한 것은 아니고, 약간 덩치 큰 RC 비행기에 가까웠다.[3]
3. 헬리콥터와의 차이
사람이 타는 정도의 대형 헬리콥터는 멀티콥터인 경우가 거의 없는데, 크기가 그정도로 크면 공기역학적으로 주날개와 꼬리날개, 합쳐서 2개의 로터면 충분하기 때문이다. 로터는 많을수록 각각의 효율이 떨어지는 건 기본, 그만큼 엔진도 추가되기 때문에 연비는 물론, 손봐줘야할 곳이 많아지니 정비성도 개판이 되고 배기 및 열 배출/냉각 문제까지 생각해야 해서 효율이 개떡만도 못해진다. 여기에 로터간 기류의 간섭으로 인해 더더욱 커지는 비행 소음 문제는 덤. 그래서 크기가 큰 헬리콥터에는 굳이 로터를 더 많이 달 이유가 없다.소형 헬리콥터에 멀티콥터가 많은 이유는, 크기가 작기 때문에 안정성이 떨어지며 로터의 효율을 희생하더라도 개수를 늘려 안정성을 확보하는게 좋기 때문. 거기다 크기가 작고 가벼우니 무겁고 복잡한 내연기관과 연료 대신 전동기와 전지(장치)로 날릴 수 있기 때문에 전기 모터와 프로펠러를 여럿 달아서 날리는 방식으로 진화해온 것이다. 그리고 크기가 작아서 "비교적" 덜 시끄럽다는 것도 작게나마 한 몫 했다.
무인기는 크기가 작게 설계되는 경우가 많은데, 무인기를 이용하는 가장 큰 이유가 가성비라서 그렇다. 2020년대 기준으로, 아직까진 같은 크기의 새로운 비행기를 만들면 무인기의 제작 및 정비 비용이 조종사가 탑승해 조종하는 항공기보다 대략 최소 여덟 배에서 최대 열 배까지도 더 비싸진다. 주요 원인은 무인 제어 시스템에 들어갈 소프트웨어와 반도체 때문. 안그래도 기체 덩치가 크면 클수록 기류 변화에는 둔감해지더라도 한번 자세가 변화해버리면 회복하기가 더뎌지기 일쑤라 대충 풍랑 심한 망망대해에서 큰 배가 작은 배보다 뒤집어질 위험이 더욱 큰 것과 비슷한 판이지만, 기체 설계를 잘 해서 이걸 해결한다 쳐도 가성비는 끝내 살리지 못하고 있는 판인데, 기체 크기와 가성비가 반비례 관계 비슷해서 오히려 유인기가 훨씬 값싸지는 상황까지 갈 수도 있다. 이미 생산된 유인 조종 항공기를 무인화해서 쓰는 방법도 앞서 말한 소프트웨어 및 반도체 가격 때문에 그냥 유인기에 사람 태워 날려보내는 것보단 아직까진 저렴하지 않다.
소프트웨어와 반도체 못지 않게 추진 기관도 만만찮은 골칫덩이인데, 요구 출력은 두 배만 늘렸을 뿐인데 그걸 충족하기 위해 들어갈 가격은 세 배 이상으로 훨씬 높아지는 경우가 대부분이다. 그래서 현재는 큰 모터 한 개보다 작은 모터 두 개를 다는게 가성비가 좋고 그런식으로 탑재용량을 확장하다보니 로터 갯수가 4개.5개.6개...심지어 8개짜리도 존재한다.
위와 같은 이유로 소형 무인기는 자연스럽게 멀티콥터로 나오는 경우가 대부분이다. 반대로 멀티콥터도 작은 헬리콥터에 주로 쓰이다보니 자연스레 소형 무인기가 차지하는 비중이 크게 높아졌다. 사실상 '드론'과 '멀티콥터'가 가리키는 대상이 거의 겹치는 것도 이러한 이유.
4. 종류
멀티콥터의 로터 숫자에 따른 분류는 대충 다음과 같다. 이름은 라틴어 회수사를 접사로 붙인다.- 2개: 바이콥터
- 3개: 트라이콥터
- 4개: 쿼드콥터, X콥터, H콥터
- 5개: 펜타콥터[4]
- 6개: 헥사콥터, Y6콥터
- 8개: 옥토콥터, X8콥터
- 10개: 데카콥터
- 12개: 도데카콥터
이보다 더 많은 것들도 있으며, 로터의 수와 배치 형상에 따라 이름이 붙는다. 모터가 위아래로 쌍으로 붙는 제품도 드물게 존재는 하는데 멀티콥터는 구조상 가변 로터 피치 적용이 어려우므로 배면 비행이 안된다. 그래서 위아래로 프로펠러가 설치된 멀티콥터는 모터를 2개 붙이거나 아예 모터를 역회전시켜 보완하는 형식이다. 역회전이 가능한 이유는 기본적으로 쿼드콥터 변속기가 고속 제어가 가능한 점도 있지만 로터가 2개인 일반 R/C헬기보다 날개 크기가 극단적으로 작기 때문이다. 때문에 아직까진 소형 기체만 역회전을 통한 배면 비행이 가능하다. 물론 중형급 기체도 존재하는데 옥토콥터 같이 날개가 작고 여러개 붙어 있는 제품 형태로 구성되어 있어 가격이 비싼편이다.
일반적으로 쿼드콥터나 X콥터가 많이 쓰이는데, 모터가 적게 들어가서 자재비가 적게 들고 자세제어가 직관적이라 제어코드 짜기가 쉽기 때문이다. 트라이콥터의 경우는 호버링을 시키려면 꼬리에 서보 모터를 달고 세팅을 하는 등 약간 귀찮은 일을 해야한다. 큰 추력이 필요하면 각 방향에 모터를 하나씩 더 달아서 옥토로 개조하기도 쉽다.
사실 Roll(롤), Pitch(피치), Yaw(요)라고 부르는 항공기의 기본 3축에 대한 제어를 하면서도 안정적인 자세로 비행할 수만 있다면 어떻게 만들든 상관 없다. 다만 플립 등 곡예비행을 위해 일부러 안정성을 떨어뜨리기도 한다.
5. 역사
생각외로 멀티콥터는 상당히 오래전부터 존재했다. 하지만 쿼드콥터 형태의 이른바‘AR드론(Drone)’이라는 이름의 이 헬리콥터는
아이폰이나
아이팟 터치에서 와이파이 커넥션을 통해 조종할 수 있고 가속도계를 사용해 속도 또한 조절할 수 있다. 프랑스 ‘패롯’에서 만든 이 장난감 헬리콥터는 무게가 300g이며, 비디오카메라를 내장했다. 헬리콥터는 하늘을 나는 동안 조종센터인 아이폰과 아이팟 등에 실시간 풍경을 전송한다. -
(2010.01.07.)
전 세계적으로 일반 대중에게 첫번째로 알려진건 일본 대지진인 도호쿠 대지진이다. 당시 발생한 쓰나미로 인해 후쿠시마 원자력 발전소 사고가 일어났고 사람이 접근할 수 없는 상황에서 유일하게 상황을 볼 수 있는 장비로 무인 장비 중에 드론이 쓰이면서 드론의 효용성이 세간에 알려졌다. 사고 현장은 방사능이 강력한건 둘째치고 각종 장애물과 쓰레기들이 다른 장비들의 접근을 어렵게 만들었기 때문이다. 하지만 드론의 경우 배터리만 충분하면 하늘에서 상황을 확인하고 감시하기 좋았으며 뭣보다 이동에 제약이 없기 때문에 접근성이 매우 좋았다.
그 결과 세계적으로 드론을 취미용 이외로도 생각하게 되는 계기가 되었다. 그리곤 몇년 뒤에 미국 최대 인터넷 쇼핑몰 업체인 아마존닷컴이 드론으로 택배사업을 하겠다는 계획을 내놓고 그 뒤로 중국 최대이자 세계 1위의 거래량을 자랑하는 알리바바 그룹에서도 드론으로 택배 사업을 하겠다는 공식 발표를 하였다.
2014년, 이러한 변화를 관심있게 본 중국 당국에서도 드론 사업을 차세대 미래사업 부분으로 직접 지정하면서, 전폭적인 산업 지지를 받게 되었다. 중국 당국이 제시한 조건은 매우 파격적이었는데, 드론 사업을 한다고 하면 외국인에게 까지 공장건설을 위한 부지 대여[5]와 대출까지 지원했다. 덕분에 고급형부터 저가형까지 드론 홍수가 시작되었으며 2015년도에 들어서는 10만원 이내의 중국산 초저가 드론이 시장에 풀리게 되었다. 저가 드론이 시장에 많이 퍼지자 대한민국 뿐만 아니라 전 세계적으로 드론의 부흥기가 오게 되었다.
예전에는 일반적인 R/C에 이용되는 변속기나 수신기를 이용할 수 없었으나, 현재는 여러가지로 개발되어 R/C에 대한 기본지식만 있으면 별 어려움없이 만들어 날릴 수 있다. 전용 기판도 출시되었고, Arduino 기반으로 자작하여 날리는 사람들도 많다. 아두이노 프로젝트로는 대표적으로 Multiwii가 있다.
드론의 부흥에는 여러가지 원인이 있지만 단순히 비행체를 날리고 싶어서 하는 사람도 있고, 촬영용으로 활용하는 수요가 많은 점도 있다. 드론의 추력만 충분하다면 카메라를 싣고 공중 촬영도 가능하다. 지상파 방송을 비롯한 각종 TV 프로에서 드론 촬영을 도입하기 시작했으며 상당히 대중화된 현재에는 유튜버가 자신의 영상 촬영을 위해 드론을 활용하기도 한다. 이제는 무인항공촬영의 대부분을 멀티콥터 드론이 담당하고 있다.
내공이 깊은 동호인은 초음파센서, 지자기센서 등등 여러가지 센서를 이용하기도 하고, GPS를 달아 자동 경로비행을 시키기도 한다. 혹은 비행 프로그램을 짜서 구름위로(!) 날려올리기도 한다.[6] 다만 원칙적으로 멀티콥터의 고도 150m[7] 이상 비행은 특별비행 승인을 받거나 경량항공기 또는 항공기로 등록하지 않는 이상 불법이다.
6. 기술적인 부분
6.1. 비행 원리
멀티콥터는 이름대로 기본적으로 헬리콥터이며, 회전날개(로터)를 회전시켜 발생하는 양력으로 비행한다.[8]전후좌우로 움직이는 것도 헬기와 마찬가지로, 이동하려는 방향으로 로터를 기울이면 양력의 일부가 추력으로 작용하여 움직이게 된다.
단 로터가 1~2개인 일반 헬리콥터와 달리 멀티콥터는 로터가 여럿이기 때문에, 로터 자체를 기울이는 것이 아니라 로터들의 회전수를 조절하여 기체가 기울도록 한다.[9] 예를 들어 쿼드콥터를 앞으로 나가게 하려면, 전방의 두 로터를 천천히 회전하게 하면 기체 앞면은 내려가고 뒷면은 올라가므로 후방으로 추력이 발생해 콥터가 전진하게 된다.
제자리에서 회전(rotate)할 때도 로터의 회전수를 조절하는데, 이는 추력이 아니라 회전하는 로터의 각운동량(angular momentum)을 이용하는 것이다.[10]
쿼드콥터의 경우 평소 로터 두 개는 시계방향, 두 개는 반시계방향으로 회전함으로써 각운동량이 서로 상쇄되도록 하는데, 이 중 시계방향으로 회전하는 로터의 회전수를 낮추면 반시계방향의 각운동량이 작용하여 기체가 반시계방향으로 회전하게 된다. 물론 반대도 마찬가지.
위에서는 설명을 간단히 하기 위해 로터 회전수를 낮춘다고만 했지만, 실제로는 회전수를 낮춘 로터를 제외한 로터들의 회전수를 동시에 올려주지 않으면 양력 저하로 콥터가 하강하게 된다. 이처럼 멀티콥터의 제어는 인간이 수동으로 하기는 꽤 어려우며, 대부분의 동작이 컴퓨터에 의해 제어된다. 예를 들어 인간 조종사가 조종 스틱을 앞으로 밀면 드론이 앞으로 전진하는 것은, 드론의 컴퓨터가 스틱의 입력을 받아 <전면 로터 회전수 10% 감소, 후면 로터 회전수 10% 증가>라는 제어 출력을 내놓음으로써 행해지는 것. 물론 오늘날엔 유인 항공기의 경우도 FBW 시스템이 기본이라, 이는 멀티콥터에 한정된 것이 아니긴 하다.
6.2. 전기 모터 기반으로 제작되는 이유
경량화 및 소형화하기 쉽기 때문이다. 거기다 전기가 연료보다 구하기도 쉬운 편이며 엔진은 애초에 실린더와 크랭크 때문에 일정 부피 이하로 축소할 수 없고[11], 설령 축소한다 해도 엔진이 가지는 복잡한 구조라는 한계 때문에 일정 수준 이상으로 소형화할 경우 가격이 떨어지기는커녕 오히려 올라가는데다 기본적으로 정비 지식이 없으면 다룰 수 없고, 더 빨리 달궈지기 때문에 냉각에 신경써서 배치하지 않으면 손상되기 쉽지만, 모터는 간단한 구조 덕분에 아주 작은 모터를 굉장히 저렴하게 손에 넣을 수 있고 높은 내구성과 추중비를 보이므로, 450급 혹은 1kg 이내의 소형 기체는 회전익기든 고정익기든 자동차든 보트든 기종을 불문하고 전동이 유리하다.심지어 대형 기체에서도 간단한 구조로 인한 높은 내구성과 뛰어난 정비성, 매연이 없고 진동과 소음이 적은 등의 장점으로 인해, 배터리의 낮은 에너지밀도로 인한 비행시간의 한계에도 불구하고[12] 전동을 택하는 경우가 많아지고 있다. 정 장거리나 장시간 비행이 필요하면 아슬아슬할 때까지 배터리를 올리거나[13] 아예 연료전지를 달고 연료를 이용해 발전하면서 그 전기로 모터를 돌릴 만큼 멀티콥터는 전동화에 필사적이다.
특히 멀티콥터만 더 전동에 의존하는 이유라면 반응성. 전기모터는 esc만 달아주면 전기신호로 재깍재깍 모터의 회전수를 바꿀 수 있지만, 엔진은 크랭크의 관성과 흡기밸브 조정 등 여러 이유로 인해 스로틀 리스폰스, 즉 입력 후 반응이 늦다. 게다가 일정 수준 이상 커지지 않는 한 저렴한 모터에 비해 엔진은 크기가 작건 크건 비싸다.
무거운 걸 나른다거나 하는 이유로 큰 기체를 생각하고 있다면, 큰 엔진 하나로 돌리는 헬리콥터가 작은 엔진 여러 개로 돌리는 멀티콥터보다 더 저렴해지니 내연기관을 쓴다면 멀티콥터를 고집할 이유가 없어진다.
물론 위의 내용은 어디까지나 엔진의 크랭크축을 프로펠러에 직결시켜 사용한다는 개념이고, 파워트레인은 모터를 사용하면서 엔진을 발전기로만 활용하기도 한다. 물론 이 경우에도 진동 문제와 정비성 문제는 여전해서 1종에서만 제한적으로 쓰인다. 그리고 이마저도 엔진 대신 수소연료전지를 사용하는 방향으로 대체하는 움직임이 진행되고 있다.
6.3. R/C 분야에서 멀티콥터가 많이 보이는 이유
일반적인 싱글로터 헬리콥터의 스와시플레이트를 통한 콜렉티브/사이클릭 피치 조절로 자세제어를 하는 구조는 이미 20세기 초 자이로콥터의 개발로 완성되어 있었다. 초창기 헬리콥터에서는 로터의 토크 상쇄를 위해 2개 이상의 메인로터를 사용하는 경우가 있었지만,[14] 터보샤프트 엔진 실용화 이전의 피스톤 엔진은 중량 대비 출력이 떨어져 복잡하고 무거운 변속기와 동력전달구조 및 제어체계가 필수적인 멀티콥터를 만들기 힘들었다. 이후 기계적으로 훨씬 단순하고 가벼운 테일로터 방식이 대세가 되면서 대부분의 헬기는 1개의 메인로터를 사용하게 된다.또한 공기역학적으로 1개의 대형 로터를 1/n면적의 소형 로터 n개로 나눈다고 1개의 대형 로터와 동일한 추력을 내진 않는다. 로터의 회전면이 좁아질수록(로터 자체만 보자면 로터 깃의 길이가 짧아질수록[15]) 공기역학적인 비효율성이 증가하고, 회전속도의 증가로 인해 같은 추력일 때 모터에 걸리는 역기전력도 그만큼 커져서 효율성이 더 떨어진다. 여기에 사람이 타는 대형 헬기는 이착륙장의 크기나 격납고의 크기도 생각해야 하는데 멀티콥터가 되면 차지하는 면적이 장난 아니게 커진다. 그렇다고 로터의 크기를 작게 유지하는 대신 RPM을 올려버리면 일단 효율성이 떨어지는건 둘째치고 소음이 너무 강해진다. 거기다 프로펠러들이 만드는 공기흐름끼리 충돌해서 생기는 소음 증폭이 더욱 커지고, 같은 추력을 만드는데 필요한 출력까지 높아져서 연료소모율이 늘어나 비행 시간이 짧아지는 건 덤.
단순히 R/C용 쿼드콥터의 크기를 키우고 전기모터가 아니라 내연기관을 사용해 사람이 타는 크기의 쿼드콥터를 만든다면 단순 계산으로 각 로터 장착부마다 비싸고 무거운 엔진 1개, 구동계 1개, 그리고 복잡하고 무거운 가변피치 로터가 1개씩 달려야 하므로 비효율적이기 짝이 없다. 물론 엔진을 동체 가운데에 탑재하고 여기에 변속기를 물린 다음, 그 변속기에 4개의 구동축을 물려서 각 로터는 이 구동축하고만 연결하게 하는 방법을 생각해볼 수도 있으나, 이 방식은 각 로터별로 회전수가 달라지는 상황을 만들기 힘들고, 회전수를 신속하게 제어하기도 힘들다.
그러나 대부분의 현용 헬리콥터는 주 동력원으로 제트엔진의 일종인 터보샤프트를 쓰고 있다. 헬기들은 자체 동력만으로 자체 중량 + 추가 하중을 부양시켜야 하며, 때문에 1차적으로 가능한 가볍게 설계 되어야만 한다. 이런 이유로 중량 대비 출력이 높은 터보샤프트 엔진을 사용하는데 문제는 터보샤프트 엔진은 자세 제어가 가능할만큼 신속하게 회전수 제어를 하기도 힘들 뿐더러, 최적 회전수 영역도 대단히 좁다는 단점까지 가지고 있다는 것이다. 따라서 RC용 전동 멀티콥터와 같이 각 로터의 개별 RPM을 고속으로 제어하는 방식은 쓸 수 없으며, 최소한 추력 제어를 위한 로터 깃 각도를 바꿀 수 있는 관절은 필요하다. 결국 1~2개의 메인로터만을 가지는 일반적인 헬리콥터가 3개 이상의 로터를 가진 멀티콥터에 비해 오히려 더 많은 부품수와 복잡한 구조를 갖게 된다. 실제로 헬리콥터는 로터 회전수를 일정 수준으로 유지시키고 로터의 피치를 변화시키며 고도 및 비행방향을 조절한다.
또한 헬리콥터는 길고 무거운 로터의 회전관성과, 엔진/모터 제어가 아닌 로터의 받음각 제어를 통해 비행하는 특성상 만약 엔진/모터의 고장으로 시동이 꺼져도 콜렉티브 피치를 내리고 어느 정도 활공할 수 있다. 쉽게 말해 풍차 상태로 바람이 메인로터(+구동축이 연결된 테일로터)를 돌리는 오토로테이션[16] 상태로 활강이 가능하며, 일단 로터가 돌아가고 있다면 피칭, 요잉, 롤링의 3축 회전 제어가 가능하므로 자세를 유지한 채 활강하다가 지면이 가까워지면 기수를 들고 콜렉티브 피치를 올려 순간적으로 양력을 증가시켜 착륙이 가능하다. 하지만 멀티콥터의 경우 활강이 불가능한데, 헥사콥터 이상의 경우 엔진/모터 하나가 고장나도 추력만 충분하다면 고장난 모터와 맞은편 모터를 제외한 나머지 모터로 비행이 가능하지만,[17] 멀티콥터의 주류를 이루는 쿼드콥터의 경우 4개의 모터 중 하나만 고장나도 추락을 피할 수 없다. 그럼 헥사콥터 이상의 멀티콥터는 헬기보다 유리한가 하면, 딱히 그것도 아니다. 엔진 하나가 고장나면 나머지 엔진으로 대처할 수 있게 여러 개의 엔진을 다는 건 비행기나 헬기도 마찬가지다.
여기까지 읽었다면 “그러면 내연기관 대신 그냥 전기모터를 쓰면 되는 거 아니야?”라는 의문이 들 수 있다. 그러나 그것이 불가능한 이유는 바로 동력원 문제 때문이다. 현재의 배터리는 에너지 밀도가 화석연료에 비해 턱없이 낮기 때문이다.
각 동력원의 에너지 밀도(1kg당 Wh)
(1) 리튬이온 배터리: 270 Wh/kg(테슬라 전기차용)
(2) 가솔린: 12,889 Wh/kg
(3) 디젤: 12,667 Wh/kg
물론 전기모터가 내연기관에 비해 효율이 훨씬 우월하지만(90%: 30%) 그것을 감안해도 내연기관쪽이 16배 가량 에너지 밀도가 높은 것이다. 전기모터가 내연기관에 비해 훨씬 더 가볍다곤 하지만 극복해내기 힘든 차이이다.
현재 소형 드론도 30분 남짓밖에 비행하지 못하며 당연히 인간이 탈 정도로 큰 대형 기체가 된다면 아무리 효율적으로 만들어도 10분 남짓밖에 비행할 수 없을 것이다. 10분마다 착륙해서 배터리를 교체하는 것은 현실적이지 않으므로 이를 돌파하고자 배터리 대신 연료전지를 사용하려는 시도가 있고 실기도 이미 시장에 나와있다. 수소드론은 배터리드론에 비해 압도적인 체공 시간(1시간 30분 이상)을 가지지만, 그만큼 가격도 압도적이며, 드물지만 안전성에 대해 아직 검증이 제대로 되지 않았다는 이유로 혹시 비행 중 불의의 사고가 벌어졌을 때, 일반적인 배터리를 쓰는 드론보다 더 크고 강하게 폭발해서 인명 피해를 일으킬까봐 우려하는 의견도 있다.(…)
피루엣 속도의 문제도 있다 헬기의 경우 테일로터가 발생시킨 추력과 커다란 메인로터 회전의 반작용으로 인한 토크가 기체의 YAW축 회전을 제어하지만, 멀티콥터의 경우 이웃한 프롭의 회전 방향이 다르므로 시계 방향 프롭과 반시계 방향 프롭의 회전속도를 다르게 하여 그 반작용으로 인한 카운터토크의 차이를 이용해 기체를 회전시킨다.
문제는 프롭이 발생시키는 추력에 비해 회전으로 인한 카운터 토크는 훨씬 약하다는 것이다. 헬기의 경우 프롭(테일로터)의 추력이 기체를 직접 회전시키는데, 그 작은 테일로터의 추력이 길고 무거운 메인로터의 카운터토크를 간단히 상쇄시키는 걸 넘어 그 반대 방향으로 충분히 빠르게 회전시키는 걸 생각하면, 작고 가벼운 멀티콥터 프롭의 카운터토크는 말할 것도 없다. 물론 멀티콥터는 프롭이 작고 가벼운만큼 숫자가 많아 어느 정도는 커버되지만, 동급 중량의 헬기 메인로터의 카운터토크에는 훨씬 못 미치고 테일로터의 추력에는 더더욱 못 미친다.
더욱이 프롭의 회전 속도를 다르게 하여 회전을 제어한다는 것은, 다시 말해 회전을 위해서는 프롭 중 절반은 기체가 회전하지 않을 때보다 회전속도를 느리게, 나머지 절반은 빠르게 해야 한다는 의미다. 다시 말해 기체를 회전시키는 동안에는 모터의 힘을 단순히 100% 발휘할 수 없으며, 극단적으로 최대속도로 회전하기 위해서는 추력이 절반으로 떨어진다는 뜻이다. 참고로 이 문제는 좌우선회만이 아닌, 기체를 전후좌우로 기울이는 롤/피치 조작 시에도 마찬가지로 적용되므로 이런 조작을 동시에 할 경우 추력은 더 떨어지며, 심지어 자세를 유지하고 안정시키는 것도 각 프롭 회전수의 차이를 이용하므로 그 낮은 이론상 추력조차 다 낼 수가 없다.
물론 실제로는 FC가 기체의 안정을 우선하고 충분한 추력이 유지되도록 억제해 주기 때문에, 키를 친다고 기체가 중심을 잃거나 고도가 떨어지는 일은 수동제어 모드를 쓰지 않는 이상 어지간해선 없다. 문제는 안정성과 추력을 우선하기 위해 안 그래도 느린 회전 속도를 더 낮춘다[18]는 것이다.
소형 기체들은 기종을 불문하고 워낙 민감하고 빠르게 움직이기 때문에, 이렇게 속도가 낮아져도 3D헬기 같은 -
때문에 헬리콥터는 아래와 같이 특별한 경우가 아니고서야 이미 완성되고 검증된 스와시 피치제어와 테일로터 혹은 탠덤이나 동축반전 등의 1~2개의 메인로터만을 사용하는 방식을 놔두고 굳이 3개 이상의 로터를 가진 멀티콥터 형식으로 만들 필요성이 없다. 미래에 배터리 기술이 어마어마하게 발전한다면 전기모터를 사용하는 멀티콥터가 내연기관을 사용하는 싱글로터 헬기를 대체할 가능성은 있으나, 언제쯤이 될 지는 알 수 없다.
냉전시절 러시아에서 초대형 수송용 헬기를 만들면서 로터 2개로는 도저히 답이 안나와 3개의 로터를 사용하는 Mi-32라는 멀티콥터를 만들 생각까진 하긴 했는데 실용화는 안되었다.[21]
RC의 경우에는 아무래도 체급이 체급이다보니 실제 헬기 이상으로 중량에 더 민감하며 외란[22]에 극도로 취약하기 때문에 제어도 훨씬 빠르게 수행 되어야 하는데다 용도가 용도이기 때문에 접근성도 좋아야 하고 가격도 저렴해야 한다. 위에서도 언급했듯 내연기관, 특히 터보샤프트 등의 제트엔진은 전기모터에 비해 반응속도가 느리기 때문에 현용 RC 멀티콥터와 같이 순간적인 RPM 조절을 통한 제어가 불가능하다. 때문에 전자제어 기술 및 배터리, 모터 기술이 발달하기 전에는 농업이나 항공촬영 등의 용도에서 내연기관+스와시플레이트를 이용하는 실제 헬기와 구조가 동일한 RC헬리콥터가 오랜 기간 사용되었다.
그러나 2000년대 이후로 급격히 발전한 경량 고출력 브러시리스 모터와 리튬이온 배터리, 전자제어 기술에 힘입어 RC분야에서 내연기관 대용으로 전기 모터가 대중화되었고, 로터의 피치 제어에는 다소 못 미치지만 전기 모터 특유의 자유로운 RPM 제어 성능과 터보샤프트만큼은 아니지만 썩 괜찮은 성능[23], 그리고 터보샤프트 이상으로 동력 계통을 소형화 할 수 있으며 모터가 직결된 고정피치 프롭을 돌릴 뿐이라는 극단적으로 간단한 구조 등 여러가지 장점이 겹쳐서 소형 멀티콥터가 실용화될 수 있었다.
다시 말해 현재의 멀티콥터와 같은 방식은 고효율의 배터리와 고도의 전자제어 및 모터 기술이 뒷받침되어야 하고, 전통적인 헬리콥터에서는 터보샤프트의 출력과 효율을 뛰어넘을 만큼의 배터리와 모터 기술이 개발되지 못했기 때문에 아직까지 소형 RC분야에서만 사용되고 있다. 그나마 2020년대 들어서 겨우 유인멀티콥터가 개발되고 있는 수준이다.
대표적으로 2024 파리 올림픽에서 드론 택시로 대표되는 미래항공교통/ 도심항공교통 서비스 시범 운영을 할 것이란 소식이 전해지기도 했다. 2010년대 말기부터 유인 멀티콥터를 연구하는 걸로 이름 좀 날리던 독일의 VoloCopter(볼로콥터) 사도 참가할 예정. #
6.4. 멀티콥터가 일반 변속기를 사용하지 않는 이유
여러개의 프로펠러로 추력을 얻는 구조의 멀티콥터는 각 프로펠러의 추력을 조절하여 모든 자세제어를 해야하는데, 이를 위해서 기체에 내장된 MEMS 자이로스코프와 MCU는 마이크로/나노 초 단위에서 데이터 획득/처리/반응을 하게 된다. 하지만 일반 디지털 변속기의 서보 링크는 밀리 초 단위 까지만 반응이 가능하여 전체 시스템(=기체)이 엔지니어의 의도대로 반응 하지 않게되고 이는 곧 피해로 이어진다.가우이 같은 자이로만으로 나오는 모델이 스테빌라이저 옵션을 잘못잡으면 바람한번 불자마자 처박아버리는 것과 동일하다고 볼 수 있다. 다만 이는 변속기의 반응속도 문제라기보단 자이로 게인을 잘못 잡았거나 조종미숙일 가능성이 크다.
게다가 일반 변속기의 PWM 주파수는 다소 낮아서, castle 과 같은 고급형 변속기도 PWM 캐리어 주파수는 8~12kHz로, 역시나 고속 제어를 따라가지 못해 ROTOR SYNC FAILURE 를 때려버리면서 멈추게된다. 로터 싱크 오류란 변속기가 내보낸 전류에 비해 모터의 로터가 돌아가는 반응 속도가 늦어 예측되지 못한 위치에서 변속기의 출력파형이 바뀌어 모터의 동기화가 풀리는 현상을 말한다. 이 현상이 일어나면 드르르르륵 거리며 모터가 정지하고, 다시 싱크를 맞추기 위해 완전한 정지상태가 되어야한다. 홀-센서를 사용하여 로터의 위치를 물리적으로 감지하는 변속기에선 나타나지 않는다. 다만 보통 로터 싱크 오류는 모터에 정상치를 벗어난 고부하가 걸렸을 때 일어난다. 예컨데 땅에 부딪혔거나, 벽에 부딪혔거나, 나무에 부딪혔거나, 5045(5인치)프롭을 써야 할 모터에 1245(12인치)프롭을 끼우곤 갑작스레 풀스로틀로 올렸거나 등.
덕분에 멀티콥터는 이런 특징을 가진 변속기를 사용한다.
- 변속기 제어에 UART, I2C, USB 등 고속/초고속 디지털 인터페이스를 사용 하며, CPU와 양방향 통신을 한다.
- PWM 캐리어 주파수가 40㎑~100㎑ 정도로 고해상도 제어를 한다.
그러나 군사용 드론이나 특수 연구용 멀티콥터가 아닌 일반적인 취미용 멀티콥터라면 일반 변속기로도 충분하다. 애초에 프롭 회전수를 12,000rpm으로 잡아도 1초에 겨우 200바퀴 회전하는데 1초에 40,000~100,000번씩 회전속도를 바꾸라는 명령을 내릴 필요가 있을까? 물론 아주 약간이나마 더 탄탄하게 제어가 되긴 하겠지만, 애초에 프롭의 회전속도 변화를 통해 추력을 제어하는 방식 자체가 전혀 탄탄하지 못한 방식이다. 차라리 가변프롭을 적용하는 게 효과는 훨씬 좋다. 보통 50Hz, 빨라야 560Hz로 자이로의 신호를 받는 헬기의 테일서보가, 반토크가 미친 듯이 널뛰기하는 3D기동 중의 헬기 꼬리를 얼마나 정확하게 유지하는지(그리고 멀티콥터처럼 모터 속도로 추력을 제어하는 4채널 헬기가 얼마나 꼬리가 홱홱 도는지) 생각해 보자.
6.5. 비행 컨트롤러
7. 용도
멀티콥터의 활용성 자체는 폭넓긴 하지만 현재까지는 비접촉작업이 99.9%라고 해도 무방하다. 아래의 사례들도 전부 비접촉작업이다.7.1. 항공촬영 및 FPV
기술발전으로 인해 작은크기에 큰센서를 달거나 4K급으로 나오는 카메라와 캠코더들이 속속 나오면서[24] 멀티콥터에 장착하여 촬영하는 일도 생기고 있다. 최근에는 짭프로(샤오미), 짭짭프로(SJ시리즈) 등등의 유사 제품이 나오면서 가격이 현실적으로 내려왔다[25] . 과거에는 주로 RC헬기로 이루어지던 무인항공촬영이 최근에는 거의 멀티콥터 쪽으로 넘어가고 있는 것이다. 이는 유지보수 측면과 공간의 여유, 안전성 측면에서 장점이 있기 때문이다. 특히 멀티콥터는 구조상 짐벌(GIMBAL)을 설치하기가 용이 하므로[26] 동체는 안정된 화면을 찍기가 매우 수월하다. 한편 이 자체를 헬리캠이라고도 한다.짐벌 미장착(왼쪽)과 짐벌 장착 (오른쪽)영상 비교
- 자세한 내용은 짐벌문서 참조.
사실 같은 파워소스를 사용하는 RC헬기와 멀티콥터의 기계적 성능만을 따졌을 때는 헬기 쪽이 훨씬 뛰어나다. 안쪽부터 바깥쪽까지 받음각이 일정하고 프롭 대비 엄청나게 커다란 로터를 회전시키는 헬기는 정지추력이 뛰어나고 안정성이 높다. 게다가 헬기는 그걸로도 모자라 스테빌라이저를 달아 안정성을 확실히 확보하였으며, 서보를 통한 주기적 받음각 조작은 모터 회전속도의 증감과는 비교할 수 없을 정도로 반응이 빠르며 무엇보다 낮은 로터 받음각에서 저장해 둔 로터의 회전 에너지를 순간적으로 선회력이나 추력으로 변환할 수 있어서 순발력에서는 스포츠카와 경운기 수준의 차이가 난다[27]. 멀티콥터가 한 바퀴를 도는 동안 4~5바퀴는 돌아가는 엄청난 피루엣 속도는 덤. 모터의 출력으로 자세를 제어하므로 실질 추력이 명목 추력의 절반 수준까지도 떨어지는 멀티콥터와 달리 헬기는 모터는 모터고 서보는 서보라서 모터 출력을 항상 최대로 유지할 수 있으며 테일로터에서 사용되는 일부 추력을 제외한 대부분의 추력이 실질 추력이다. 다시 말해 2kg의 추력을 갖는 모터 하나가 달린 헬기와 500g의 추력을 갖는 모터 4개가 달린 멀티콥터를 비교하면 실제로는 헬기 쪽이 훨씬 과격하게 움직일 수 있다는 것이다[28] 최근에는 멀티콥터 헬기들도 3D비행이 가능한 제품들이 출시 되고 있으나 아직까진 가변피치 6채널 헬기들 수준까지는 따라오지 못하고 있다.[29]
고속/고해상도 파워셋과 자이로 등의 전자센서 도움이 없으면 비행 자체가 불가능한 멀티콥터와는 기계적인 성능에서 게임이 되지 않는다. 헬기도 테일자이로는 필요하지만, 멀티콥터처럼 3축 모두 빠짐없이 자이로가 필요하지는 않다. 게다가 80년대 초창기 RC헬기는 자이로가 없었지만 수직미익을 크게 달아 일반 비행은 무리없이 할 수 있었다
그러나 2013년 이후 이와 같은 문제들은 빠르게 발달한 전자장비의 사용으로 대부분 해결할 수 있다. 물론 RC헬기처럼 UFO 수준의 기동성을 보여주거나 배면비행을 할 수는 없지만[30], 일반 비행에는 문제가 없는 수준의 반응성과 헬기 못지 않은 안정성을 갖추고 있다. 그리고 항공촬영에는 그 정도면 충분하다. 작고 가벼우면서도 고화질을 보여 주는 카메라의 발달로 페이로드가 적어진 것도 멀티콥터에 유리하게 작용했다.
게다가 크고 무거운 로터를 돌리는 헬기에 비해 작고 가벼운 프로펠러를 여러 개 돌리다 보니 안전 면에서는 헬기보다 훨씬 뛰어나다. 물론 멀티콥터의 프롭도 잘못 맞으면 살이 찢겨나가는 수준의 위험이 있지만, 헬기 로터처럼 뼈를 박살내는 위험보다는 훨씬 안전하다. 게다가 멀티콥터나 비행기의 프롭이 일부 카본을 사용하는 제품도 있으나 대부분 플라스틱이고 개중에는 90도정도 휘어도 부러지지 않는 연질 플라스틱도 사용되는 반면, 헬기는 닥치고 충전재 채운 카본이고 돈 없어도 FRP다. 플라스틱 로터가 없는 건 아닌데, 아무리 커 봐야 200급 헬기에나 쓰고 대부분 손바닥만한 팜급 헬기용이다. 450급 헬기에도 플라스틱 로터가 있긴 있었는데 철심 넣은 아주 단단한 플라스틱이다. 이런 거나 카본제의 단단한 로터에 맞으면 당연히 엄청나게 위험하다. 로터의 회전속도 자체는 프롭의 1/2이하로 낮지만, 회전직경이 3배쯤[31] 되기 때문에 사실상 로터 끝단의 속도는 프롭보다 높은데, 무게는 10배쯤 나가고 무게중심이 회전축에서 멀어 운동에너지는 그 이상이며 단단하기까지 한 놈을 돌리며 날아온다고 생각해 보면...반면 멀티콥터는 고만고만한 모터와 프롭을 여러 개[32] 달기 때문에 하나하나의 모터 출력도 낮고 작은 프롭으로 인해 관성도 작다. 저고도에서 근접하여 촬영하는 무인항공촬영의 특성상 이는 매우 큰 장점이다.
전자제어가 중요한 멀티콥터의 특성상 필수적으로 마이컴이 들어가게 되는데, 이 역시 항공촬영에 유리하다. 카메라/영상 관련 장비를 제어할 필요가 있을 때, 헬기는 새로 제어회로를 달아야 하지만 멀티콥터는 마이컴을 조금 손보면 끝이다.
그리고 이게 가장 중요한 건데, 유지보수가 압도적으로 쉽다! 상승과 하강, 회전, 전후좌우 비행 및 안정성 확보 모두가 모터의 회전속도를 전자적으로 조절해서 이루어지는 멀티콥터는, 상승/하강/회전/전후좌우 비행, 심지어는 안정성 확보까지 기계적인 움직임을 통해 이루어지는 헬기에 비해[33] 기계적 구조가 터무니없이 간단하다. 간단히 말해 뼈대에 전자장비랑 프로펠러 달린 모터만 있는 셈이니.
특히 자이로 센서를 장착한데다 카메라까지 장착되는 항공촬영장비의 특성상 진동에 굉장히 민감할 수밖에 없는데, 크고 무겁고 복잡하기 그지 없는 헬기 헤드는 진동 없도록 세팅하려면, 양쪽 로터의 무게와 무게중심, 피치를 정확히 일치시키고[34], 패들 및 웨이트밸런서의 무게, 양쪽 플라이바 길이도 마찬가지로 맞춰야 한다. 패들의 피치도 맞추는 건 말할 필요도 없다. 서브트림으로 서보혼의 수평도 잡아주어야 하고, 링키지 길이는 대칭만 맞으면 되는 게 아니라 콜렉티브+사이클릭을 최대로 조작해도 아래위에 걸리는 부분이 없도록 적절하게 조절해야 한다. 플라이바 RC헬기를 FLS로 개조했다면 와시아웃암이 콜렉티브 0도에서 수평이 되도록 와시아웃의 위치를 조절해 고정한다. 또한 십수 개의 부품으로 이루어진 헤드 부분에서 조금이라도[35] 휜 부분이 있어서는 안 되며, 약간의 유격도 없이[36] 정교하게 맞춰져야 하고 십수 개의 헤드 쪽 베어링이 모두 정상 상태여야 한다. 와셔가 들어가는 부분은 마모되면 잔진동을 유발하므로 와셔의 상태도 확인한다. 볼링크는 힘을 많이 받는 곳이니 깨지거나 금간 곳이 없는지, 혹은 나사산이 헐거위지지 않았는지 확인한다. 테일 쪽도 메인허브보다는 간단하지만 양쪽을 균일하게 맞춰야 하며, 테일 쪽으로 동력을 전달하는 벨트 혹은 기어는 늘어짐, 이빨 마모 없이 완전한 상태에서 적당한 장력 혹은 백래쉬를 유지하여야 하며, 특히 벨트의 경우 조립이나 수리 시 꼬이지 않도록 조심해야 하고, 테일서보 링키지에 공진이 발생하지 않도록 링키지를 잡아 주는 부품도 적절한 곳에 장착해야 한다[37]. 헤드쪽으로 동력을 전달하는 메인기어 역시 와블링 없이 적당한 백래쉬를 유지하여야 한다. 물론 메인기어에 들어가는 원웨이 베어링의 상태가 안 좋으면 말짱 허당이다. 샤프트에 기스나 이물질이 없어 스와시플레이트나 테일 허브가 부드럽게 오르내리는지, 락링이 메인샤프트가 위아래로 흔들리지 않게 유격 없이 고정되었는지 등의 세세한 부분도 신경쓰지 않으면 안 된다. 이렇게 기계적인 정비가 완료된 후에 본격적인 세팅에 들어가게 된다.
이렇게 하루종일 걸리는 헬기 헤드의 세팅과는 달리, 멀티콥터의 기계적 세팅은 사기적으로 간단하다. 각 프롭의 양쪽 무게 중심이 맞는지, 깨지거나 금간 곳은 없는지 확인한다. 끝. 이 정도면 점검하면 아무리 오래걸려도 촬영 준비할때 짬을 내서 5분 정도하면 된다. 이것도 이제 구시대적 방식이고 요즘은 아예 로터가 볼트체결 방식으로 바뀌어[39] 탈부탁이 20초 이내로 간편하고 체결과 분리에 힘이 하나도 들지 않는다. 고정형 피치각을 가지는 제품들은 고화질의 항공촬영을 할 게 아니라면 로터 무게도 맞출 필요도 없어졌으며[40] 그냥 전원 키고 앱키고 GPS연결만 되면 바로 공중으로 날아오른다. GPS만 바로 잡히면 준비시간은 농담이 아니라 조립부터 세팅까지 1분안에 뜰 수 있으며 GPS가 필요 없는 완구형 드론은 그냥 전원 넣고 스로틀만 올리면 바로 뜬다.[41]
이런 장점 때문에 특수한 경우[42]를 제외한 무인항공촬영은 이미 멀티콥터가 대세를 이루고 있다. 아니, 사실상 멀티콥터의 존재의의가 이 항공촬영에 있다고 할 정도로, 일반 무선모형과 달리 대두된 시점이 고성능 브러시리스 모터, 고방전률 리튬폴리머 배터리, 전자식 자이로센서나 마이크로 콘트롤러 등 일반적인 전기/전자 기술과 맥을 같이 하지 않고, 오히려 초소형 고화질 디지털 카메라나 무선영상송수신기의 등장시기와 일치한다. 실제로 저렴하고 간단한 KK2 같은 비행제어보드(FC)가 간단한 셋팅과 부팅 시간, 우수한 비행성을 보여 줌에도 취미로 하는 동호인들 대부분 NAZA급, 본격적으로는 우공급 이상의 FC를 탑재하는 것은 영상촬영에서 보다 안정적인 화면을 얻기 위해서다. 즉 일반 항공RC같은 비행 자체에는 대부분 관심이 없다는 뜻이다.
다만 각국에서 사생활문제로 인해 관련 법들이 생기는 상황이므로 무작정 날리고 촬영하면 큰코다칠 수 있으니 주의.
2015년 7월 영국의 한 누드비치 상공에 드론이 출현했다는 기사가 나왔다. 해당 드론의 소유주나 촬영 장비 장착 여부는 아직 밝혀지지 않았으나, 당시 누드비치를 이용하던 사람들은 사진이 찍히지 않았을까 우려하고 있다고 한다.
7.2. 농업 이용
반면 농약방제 등으로 멀티콥터가 사용되는 예는 별로 없었다. 위에서 말한 바와 같이 성능 면, 특히 정지추력에 있어서는 헬기 쪽이 더 뛰어나서 많은 양을 싣고 날 수 있기 때문이다. 더욱이 멀티콥터의 엔진화가 어렵다는 점이 발목을 잡게 된다. 일반적으로 농업용으로 사용되는 헬기는 250cc 정도의 2행정 가솔린 엔진을 사용하는데, 이 정도는 되어야 30~40kg 정도의 약제를 싣고 한 시간 이상 비행이 가능하기 때문이다. 헬기건 멀티콥터건 배터리의 에너지 밀도상 전동으로는 10분 이상 비행이 어렵기 때문에 농업 등에 이용하기는 곤란하다고 알려졌으나...2016년 이후 멀티콥터로 농약방제를 하는 경우가 점점 늘어나고 있다. 상술한 대로 전동식의 멀티콥터로는 비행시간이 짧은 단점이 있는데, 헬기에 비해 상대적으로 매우 저렴한 가격과 유지비가 단점을 상쇄하고도 남는다.
일반적으로 방제용 헬기의 경우 크기가 대형이어서 이동용 1톤 탑차 차량이 필요한데, 당연히 차량이 필요하므로 헬기 구입 가격에 차량가격이 포함되어 보통 1억원이 넘는 가격을 자랑한다. 기체 가격이 대형차 수준이며 수리비도 대형차보다 싸다고 말할 수 없다. 거기다 헬기는 일단 추락사고가 발생하면 견적이 어마어마하므로 자차를 포함한 보험을 드는데, 보험료가 1년에 2천만원이 넘는다. 유지 보수를 위한 정비 비용을 포함하면 1년 유지비가 대략 3천만원선. 헬기 한대 유지할 돈으로 매년 저렴한 방제용 멀티콥터 한대씩 새로 사도 된다...
반면 방제용 멀티콥터의 경우 1천만원대~5천만원대의 저렴한 가격을 무기로 시장을 잠식해나가고 있다. 수입 대형차 가격에서 국산 소~중형차 가격으로 내렸으니 상대적으로 저렴하지만 개인이 구입하기엔 무리가 있을 수도 있으니, 가격은 구입 전 미리 알아두자... 멀티콥터 관련 부품의 가격이 점차 저렴해지면서 덩달아 저렴해지는 수리비와 보험료는 덤. 1년 유지비가 자차 보험료 포함해도 4백만원이면 한국소 고기 사먹을 돈이 남는다.
최근 드론으로 농업분야에 이용되는 작물관리 분야에서도 새롭게 각광받고 있다. 드론에 적외선,감마,자외선 카메라를 내장해서 집안에서 pc나 태블릿으로 자신 농장 영역만 설정해주면 드론이 GPS를 이용, 자동으로 이륙해서 해당 지점으로 날아간 뒤 카메라로 스캔해서 자동으로 위성시점의 로드맵을 만들어준다. 농작물의 상태와 온도를 앱에서 분석하여 알아보기 쉽게 시각적으로 표시해 주기 때문에 작물 상태를 살피러 직접 돌아다닐 필요가 없다. 특히 키가 큰 작물(가령 옥수수라든지)의 중심 지점에는 사실상 비행기나 헬리콥터를 타고 살펴보지 않는 이상 농작물 상태를 볼 수가 없는데 항공기를 띄울 필요없이 드론으로 간단하게 할 수 있어서 1년에 6,000달러가 넘는 엄청나게 비싼 비용[43]이 들어가지만 미국 같은 대규모 농작물을 운영하는 나라에서는 사용자 수가 급속하게 증가하고 있다. 사실 관리인원과 농작물 감시를 위한 항공기 운영비를 생각하면 되려 싼편에 속한다. 게다가 이건 자신이 언제든이 원하면 띄울 수 있는 장점이 있고 자동 비행이기 때문에 별도로 조작법을 배울 필요도 없이 그냥 마우스나 터치 몇번이면 완전자동이다. 유지비는 1년 사용료만 내면 그 이후론 배터리 충전비용이 끝이다. 참고로 유지비 안에 드론 수리 비용도 포함되어 있으므로 농업인들이 마음놓고 날릴 수 있게 되었다.
한국에서도 DJI사의 Agras 제품군, 그 외의 제품들이 주로 쓰인다. 흔히 농약 혹은 입제를 살포할 때 경운기를 동력원으로 농약을 분무하거나, 무거운 농약/비료 살포기를 등에 메고 가거나, 비료 살포기에 장착해 일일이 트랙터로 이동해 가며 뿌리는 게 일반적이다.
하지만 클릭 몇 번으로 구역을 지정하고 약/입제의 분사량과 분사 폭, 고도 등을 원하는 대로 조정하여 쓸데없는 약/입제의 낭비를 줄이고 위험한 장애물은 없는지,
7.3. 연구용
현재 무인기 연구의 대세. 멀티콥터의 연구소재로서의 장점은 기계적 구조와 제어변수의 단순성이다. 헬기는 기계적으로 멀티콥터보다 안정성이 높고, 쿼드 이하일 경우 하나의 모터만 멈춰도 추락하는 멀티콥터와 달리 엔진이 멈춰도 오토로테이션으로 활강 착륙할 수 있는 등 여러 장점이 있지만[46] , 그만큼 구조가 복잡하고 정비가 힘들기 때문에 기계적인 고장이 발생하면 초보자는 손을 쓰기가 어렵다. 멀티콥터는 극히 단순한 모터 + 고정피치프로펠러 라는 동력 구조가 대칭상으로 4회 혹은 그 이상 중복되기 때문에 이러한 제어 측면의 단순성이 부각되면서 현재 대세가 된것. 그 외에 값싸고 안전하며 실내 비행이 가능하고 유지보수가 쉬우면서 뛰어난 기동성까지 갖춰 수많은 연구소에서 사랑받는 존재이며, 매달 멀티콥터를 이용한 관련 논문도 쏟아져 나오고 있다. 사실 무엇보다도 기존의 고정익 혹은 R/C헬리콥터의 경우 공기역학이나 동역학적 설계를 구사할 수 있는 능력이 되어야만 했으나 멀티콥터는 완제품으로 구매할 수 있는 프로펠러를 제외하고는 공기역학 등을 잘 몰라도 어쨌든 날게는 할 수 있으므로 상대적으로 작은 대학 연구실과 같은 곳에서 특히 애용하며[47], 최근에는 대형 연구소에서도 상당한 관심을 가지고 연구중이다.사실 연구용으로 이만한 게 없는 게, 이와 같은 연구들은 대부분 최신 전자/IT 기술[48]을 활용하여 기체를 제어,활용하는 연구이며, 소프트웨어만 잘 짜여 있으면 큰 문제 없이 비행할 수 있는 멀티콥터가 너무나도 적절하다. 반면 헬기를 이용했다간 문제 발생시 대부분
환경, 생태계 연구에서도 활약하고 있다. 바다, 아프리카 초원 등 광범위하고 접근하기 힘든 곳의 생태계를 관찰하고 연구하기 위한 장비로 주목받고 있다.
7.4. 취미용
개인적인 취미로서의 항공촬영, 혹은 전자과 공돌이의 마이컴 활용이라는 측면에서 많은 인기를 얻고 있지만, 비행 자체를 즐기는 항공 RC로서 멀티콥터는 어정쩡한 특성으로 인해 인기가 많지 않았다. 위에서도 언급했듯 초기모델들은 RC헬기와 비교하면 배면 비행도 불가능하고 반응성, 순발력이 압도적으로 떨어지는 등 다양하고 과격한 비행은 불가능하기 했기 때문이다. 그야말로 딱 고성능 모터를 장착한 4채널 고정피치 헬기 정도의 비행이 가능한 수준이였다. 물론 멀티콥터에 가변피치 프로펠러를 적용한다면 이야기는 달라지지만, 대신 헬기보다 간단한 유지보수는 안드로메다로 날아가 버린다(...).반대로 적은 정비소요를 살려 가벼운 마음으로 날리는 정도로 즐기고 싶다면, 이번에는 RC비행기 쪽이 압도적으로 유리하다, 특히 EPP 재질의 전동비행기는 유지보수 따위 개한테나 주고 막 날릴 수도 있는 수준의 물건으로, 일상정비는 고사하고 추락해도 웬만하면 그냥 날리거나, 혹시 부러졌을 프롭만 교체해 날리는 수준이다. 물론 자이로 센서가 없으니 프롭의 무게 밸런스(그로 인한 진동) 따위를 신경쓸 이유도 없다. 정말, 아주 재수 없는 경우에 EPP재질의 날개나 동체가 부러지는데, 순간접착제로 붙이고 테이프로 감고 다시 날리면 된다. 물론 안정적인 호버링이나 좌우비행이 가능한 멀티콥터에 비해 자유도는 떨어지겠지만.
결국 항공RC에 있어서는 이도저도 아닌 어정쩡한 위치라, 유인항공기에 비유하자면 오토자이로정도에 해당하는 입지를 갖고 있다고 할 수 있겠다.
다만 최근 나오는 항공 촬영 멀티콥터들은 중량이 가볍고 로터를 정밀하게 세팅해야 하는 일반 4~6채널 R/C헬기와 달리 프롭자체를 나사돌리듯이 순식간에 분해하고 조립할 수 있어 등에 매는 가방 제품으로 나와 휴대성이 헬기 수준[50]으로 좋아졌다. 간편하고 준비시간도 짧아 초보자도 무리 없이 자전거나 오토바이등으로 이동하면서 즐길 수 있게 되면서 2015년 들어서 급 증가하는 추세. 무엇보다 조종이 정말로 쉽기 때문에 초보자들도 쉽게 접근이 가능한게 장점이다.[51]
게다가 최근에 나오는 완구형 드론들은 가변피치가 아니지만 날개 피치를 변경하는 대신 강력한 모터 제어를 통해 역추력!으로 배면비행을 실현시켰고[54] 최고급 테크닉에 속하는 3D 플립 비행[55]도 원터치로 되는등 기술 발전에 힘입어 빠르게 변화하고 있다. 과거에는 이런 비행기술들은 고급 컨트롤에 속했지만 시대가 변하면서 이것도 자동화(...)가 되어가고 있는 중이다[56]. 반응속도도 레이싱 드론급들은 거의 브러시리스 4채널 헬기 수준까지 따라 왔으며[57] 360도 롤비행이라던지 전진 플립, 백플립 하는 시간도 1초도 안 될 정도로 고속화되었다[58]. 특히 요즘에는 레이싱 드론이 FPV가 기본으로 되어가는 추세라 과거 로터 크기 때문에 헬기로 하지 못했던 숲속 나무 고속 통과라던지 장애물 속 통과 등 되려 드론으로는 할 수 있지만 R/C헬기가 못하는[59] 영역이 점점 늘어남에 따라 기존 유져들도 드론으로 많이 이동중이다.
7.5. 공연용
다수의 드론을 이용한 드론쇼를 공연할 수 있다.롯데월드 어드벤처는 나이트 퍼레이드인 Let's Dream 공연시 플라잉 랜턴이라는 이름의 등 모양 멀티콥터를 25대 가량을 운용한다. 롯데월드 실내에 30개의 센서를 설치하여 하트 모양 등 다양한 대형으로 자동으로 움직이도록 프로그램되어있다고.
인텔도 비슷한 작업을 했다. 100대의 멀티콥터와 오케스트라를 동원했다. 이후 2018 평창 올림픽 개회식에서도 시연을 보인다. 참고로 인텔은 DJI사 다음으로 가장 많은 드론 특허를 소지중이다.
북한도 2019년 신년맞이 콘서트에서 드론쇼를 선보였다.
7.6. 여행과 드론
드론이 대중화됨에 따라 여행의 재미와 기록의 가치가 더 높아지고 있다. 이전까지만 해도 여행 기록은 단순 사진이 한계였지만 대중화된 드론으로 인해 공중에서 촬영하는 동영상과 사진은 기록의 의미를 더 크게 확장시켜주었다. [60]동시에, 발전된 전기전자공학과 최첨단 기술에 힘입어 약 20여분에 달하는 긴 비행시간과 소형 경량[61]이면서 우수한 화질[62]을 지원하게 되어 더이상 예전처럼 항공촬영한다고 무거운 비행체를 띄울 이유가 없어졌다!
심지어, FPV기능을 이용하여 내가 드론에 탑승해 공중에서 보는것같은 시야를 제공받을수 있는데, 이 기능을 적극 활용한다면 금상첨화 그 자체. 여행을 더 즐겁고 신나게 즐길수 있다. 실제로 외국의 경우 스키여행 같은 눈덮인 산에서 FPV로 멋진 설경 감상과 촬영, 봄에는 푸른 들판과 산을 FPV로 감상하며 비행하는 영상이 유튜브에 다수 올라와있다.
드론이 대중화되면서 더이상 이런 컨텐츠들이 남의 이야기만은 아니게 되었다. 나도 드론을 다룰줄 알고 적당한 드론[63][64]을 구입하여 취급 방법을 익힌다면 영상속 컨텐츠 남부럽지않게 나도 즐길수있는 시대가 된 것.
물론, 드론을 보유하는건 자동차처럼 면허를 취득해야 한다는 걸 제외하면[65] 돈으로 해결할 수 있는 일이다. 레이싱드론처럼 직접 만들거나[66] 기성품 드론을 구입(보통 MAVIC시리즈가 가장 인기가 좋음)할수있는 자금만 있다면 누구든 드론을 확보할수 있기 때문이다. 심지어 예전처럼 항공촬영기체 한 대에 돈천만원 하는것도 아니다.[67] 가격도 하이엔드 컴퓨터 정도에 해당하는 100~200만 원 선. 옵션으로 추가배터리를 서너 개씩 집어넣고, 휴대용 여행충전기 등을 선택해야 200만 원 정도. 그게 아닌 본체+조종기+배터리 한개 혹은 두개정도는 일반적으로 100만 원 초중반선에서 가격이 형성된다.
7.7. 유인 드론(택시)
유인 드론도 현재 개발은 되고 있으나 안전성, 법률 등 여러가지 문제로 빠르게 개발되지는 못하고 있다. 한국에서는위에도 기술돼있듯이 멀티콥터는 배터리의 에너지밀도 문제로 인해 유인드론을 비롯한 대형기체에는 아직 현실적이지 않다. 이 때문에 배터리 대신 연료전지를 이용하는 방안 등이 연구 중이다.
7.8. 군용: 무장 드론
사람을 직접 접촉시키지 않아도 된다는 특성 덕에 무기를 장착한 멀티콥터를 도입하려는 시도가 종종 나온다. 물론 사람이나 동물을 해치는 용도로 사용하는 것에 반발하는 움직임도 만만치 않고, 드론을 조작하는 신호를 추적받으면 조종사의 위치가 발각되기 때문에 이를 은폐 또는 교란하는 수단도 함께 마련되어야 하는 등 군용 무장 드론 상용화는 쉽지 않을 것으로 전망되고 있다.2019년 언론 기사 중 튀르키예에서 Asisguard라는 회사에서 제작한 소총탄 200발들이 + 유탄 15발들이 무장 드론 도입을 검토한 적이 있다는 기사도 있었는데, 2022년 기준으로 아직 도입되지 않았다.
2020년 아르메니아-아제르바이잔 전쟁부터 시작해 2022년 러시아의 우크라이나 침공에서 드론을 사용하여 수송열차에 폭격을 한 것으로 원시적으로나마 실제 전투에서 사용된게 포착되었고, 러시아의 우크라이나 침공이 장기화되자 양 군 모두 드론을 사용하여 사병들을 유인한 후 폭격을 하거나 기갑장비나 군사시설에 접근해 자폭을 하는 등 현대전에서의 새로운 쓰임새를 보이며 새 전술병기로 이용하는 시도가 늘어나고 있다.
7.9. 택배
아마존부터 시작해서 구글도 드론을 택배업에 이용해 볼 계획이라고 한다. 물론 인터넷에서는 지나가는 무인기를 총으로 격추시켜 택배를 가로채자는 드립이 나왔다(...). 다만 현재 민간인이 활용 가능한 드론은 대부분 중량 2kg 이상 하중을 들 수 없을 정도로 출력이 약하고 고도 제약이 심하며[69] 비행시간이 15분 내외로 짧기 때문에 현실적인 문제로 인해 상용화는 초소형 고출력 배터리가 개발되지 않는 이상 불가능하다. 현재 아마추어 촬영용으로 인기를 끌고 있는 팬텀3나 3DR솔로, 인스파이어1 등의 드론의 경우 기껏해야 실 비행 15분 남짓[70] 날 수 있으므로 많이 날라가봤자 2km수준이다. 땅크기가 큰 중국이나 미국 같은 곳에서 수십km 이상을 배달하려면 현재 방식의 멀티콥터는 바람저항도 크고 에너지 손실이 커서 운반수단으로 쓰기에는 무리가 있다. 또, 도심지에선 건물 숲과 각종 장애물(전깃줄 같은)이 많아 우리나라 같은 인구 밀집형태의 도시는 사실상 활용이 불가능하다. 다만 중량이 가벼운 서류나 부피가 작은 물건인 경우 미국식 주택처럼 정원이나 마당이 있는 형태의 집인 경우에는 충분히 현 수준으로도 가능하다. 10분 정도의 플라이 시간만 확보된다면 시속 80km기준으로 5분안에 2km는 왕복이 가능하다.[71][72] 게다가 기술 발전이 빠르게 되고 있고 동일 부피의 리튬-이온 배터리 용량의 3-4배를 자랑하는 수소배터리[73]가 곧 상용화를 앞두고 있기 때문에 배터리 문제는 조만간 해결될것으로 보이고 장애물 회피 기술도 현재 실용화 단계 이전까지 다가와 있으므로[74] 향후 5년 안에 도심지에서도 드론 택배가 가능할 수 있을지도 모른다.7.10. 범죄
드론을 이용해 마약이나 기타 불법 물품을 몰래 밀수하는 범죄도 늘어나고 있다. #2017년에는 드론이 불법촬영에 악용되는 사례가 발견되어 우려를 나타내고 있다. 기사 당연하지만 걸리면 교도소 직행이다. 일부에서는 장난이라고 하는데 남의 사생활을 함부로 찍거나 인터넷에 올리는 것은 엄연한 범죄다. 특히 사생활 중에서도 탈의 장면이나 성행위 장면 같은 것들을 드론으로 촬영하면 성범죄로 처벌된다.
7.11. 기타
중국에서는 이 드론으로 부정행위도 감시한다. 보통고등학교학생모집전국통일고시에서 이 드론이 아주 유용한데 해당 학교 외에 시내 전 지역이 감지되기 때문에 각양각색으로 벌어지는 커닝을 잡아내는 데 사용되는 것이다. 미국에서도 비슷한 용도로 사용되고 있다.애리조나의 연구팀이 뇌파로 여러 개의 드론을 조작하는 모자를 개발하였다. #
중국의 드론 회사 이항이 개발한 유인 자율 운항식 소형 비행기(AAV·Autonomus Aerial Vehicle) ‘이항184’가 시험 비행될 예정이라고 한다. #
드론은 지금 전 세계적으로 무인촬영기로 카메라 작동이 가능하며 사람이 가기 힘든 산악 지역, 무인섬, 깊은 밀림 지역 등을 촬영하는 것이 가능하다. 목적은 군사용으로 처음 만들어졌는데 점차 시대가 발전하고 변화가 되어서 일반 용도로도 사용한다. 최근에 미국의 아마존은 무인 드론으로 400m 이내의 지역에 택배 배달하는 경우도 있다.
청라국제도시의 인천로봇랜드는 원래는 테마파크 컨셉이었으나, 개발 도중 방향을 바꾸어 로봇과 더불어 대한민국의 드론 산업을 육성하기 위한 특별업무지구로 변경되었다.
2018 평창 동계올림픽/개회식에서 인텔기술의 드론으로 오륜기를 만들었다. 1,218개의 동시비행으로, 이는 세계 기네스북에 등재되었다.
모 탈북자 단체에서 드론 1대가 파주에서 평양까지 168km를 이동해 대북전단 1만 장을 살포했다고 한다. 완전히 사실인지는 아직 불분명하다. 무게와 거리를 생각했을 때 아주 불가능한 것은 아니지만 현실적으로 대공망에 걸릴 가능성이 있기 때문. 기사
2022년 러시아의 우크라이나 침공 기간 중 2023년 3월에 우크라이나 사람이 자국군의 드론을 따라가 위험에서 탈출할 수 있었다.
소방조직에서도 드론을 활용하려는 시도를 하고 있다. '21 국립소방연구원 보고서 독일소방에서도 활용하고 있다. 붕괴 매몰자를 이젠 드론이 찾아낸다? 소방 조직 뿐 아니라 다양한 정부 조직과 지자체에서 여러 목적으로 활용하고 있다. 예를들어 산림청에서 산불 감시나 임산물 불법채취 감시 등으로 활용하고 있다.
현재 멀티콥터의 가장 큰 걸림돌은 바로 체공 시간이다. 업계에서 압도적인 점유율을 가진 DJI의 고급 라인인 인스파이어2의 경우 체공 시간이 25분에 불과하며 부속품을 장착한 경우 시간이 더욱 감소한다. 배터리를 내장하고 상승하는 멀티콥터의 특성을 감안하면 물리적으로 극복할 수가 없는 문제이다. 이를 해결하기 위해서는 전동기의 효율이나 배터리의 효율이 발전해야 하는데 문제는 2가지 모두 공학계에서 한계에 봉착한 상황이라고 여기는 분야라는 것이다.
발열이나 냉각 문제가 개입되기도 하는데 이를 극복하기 위해서 배터리가 아닌 수소연료전지를 탑재하기도 한다. 뉴스에 등장하는 배달용 멀티콥터가 실제로는 커피와 피자를 배달하는 수준으로만 운용되는 것도 낮은 체공 시간이 원인으로 인스파이어 2의 항속 거리가 12km 정도이므로 최대 활동반경은 6km이며 배달할 물품을 매달면 기하급수적으로 성능이 낮아진다. 결국 현재 사용되는 멀티콥터의 용도로는 농사나 촬영을 제외하면 취미로 사용할 수밖에 없고 매핑용과 운송용은 VTOL 멀티콥터로 전환하는 추세이다.
8. 설치 대학
8.1. 일반대학
- 극동대학교 무인기산업학과
- 신한대학교 사이버드론봇군사학과
- 한국항공대학교 AI융합대학 스마트드론공학과[75]
- 한서대학교 무인항공기학과[76]
- 세종대학교 우주항공드론공학부- 지능형드론융합전공
원래 융합전공이었으나 안 모교수의 주도로 우주항공시스템공학과에 2024년 통합 및 확충되어 70여명 가량의 학부생 모집을 한 전공이며, 현 우주항공드론공학부에서 가장 큰 전공이다. 1학년을 제외하면 세부 커리큘럼이 우주항공공학과 별개였으며, 주로 드론 설계 및 제작분야를 교육해 드론 전문 엔지니어를 양성하는 것을 목표로 한다.
8.2. 원격대학
- 서울디지털대학교 드론전공
8.3. 전문대학
9. 자격증
| 자격증 종별 | 조종 허용 기체 중량 | 비고 |
| 1종 | 25kg 초과 150kg 이하 |
장치 신고 필요 안전성 인증검사 연 1회 실시 상시비행 전 승인절차 필요 |
| 2종 | 7kg 초과 25kg 이하 | 장치 신고 필요 |
| 3종 | 2kg 초과 7kg 이하 | 장치 신고 필요 |
| 4종 | 250g 초과 2kg 이하 | 장치 신고 및 검사 필요 없음 |
수료증을 받으면 조종이 가능한 4종 멀티콥터를 제외하면 모두 초경량비행장치조종자를 취득해야 조종이 가능하다. 취미와 여행은 물론 산업을 비롯한 다양한 분야에서 멀티콥터는 대중화되는 중이지만 안전과 비행에 대한 제한사항을 잘 모르는 사람들이 많다. 자동차도 적신호에서는 정차하고 청신호는 주행하는 것과 같은 질서와 규칙이 존재하듯 멀티콥터도 안전사고를 막기 위해 항공법에 따라서 질서와 규칙이 마련되었다. 농업용으로 신고된 멀티콥터는 농업 수행을 목적으로 비행전용구역만 비행하는 경우 아직은 승인을 받지 않아도 무방하다. 과거에는 12kg을 초과하는 멀티콥터에 자격증이 요구되었지만 2021년 3월에 법이 개정되어 250g을 초과하는 멀티콥터부터 자격증을 소지해야 조종이 가능하다. 자격증의 정식 명칭은 '초경량비행장치 무인동력비행장치 조종자 증명'으로 최대이륙중량을 기준으로 1~4종으로 분류한다. 자격증의 등급마다 조종이 가능한 멀티콥터를 나누지만 상위 등급의 자격증을 취득한 사람은 하위 등급의 멀티콥터도 조종할 수 있다.
최하위 등급인 4종은 필기시험이나 실기시험을 치르지 않고 온라인 강의만 수료하면 자격증 취득이 가능하고 3종은 필기시험 합격을 요구하되 실기시간만 채우면 자격증 취득이 가능하다. 1~2종은 필기시험에 합격하고 전문교육기관에서 실기시간을 채워야 시험에 응시할 자격이 부여된다. 시험은 매우 엄격하게 평가하는데 까다롭다는 수준을 넘어 완벽주의 성향의 시험관들이 평가한다고 봐도 무방하다. 미숙한 부분은 감점하는 정도로 그치는 운전면허와 다르게 멀티콥터는 하나라도 미숙한 부분이 발견되면 실격이다. 정말 위험한 상황이 아니라 단순히 목표를 조금만 벗어나는 수준이어도 감독관이 실격시킨다. 항공기로 분류하는 자가용 조종사 비행시험이 모든 항목에서 C등급 이상을 받으면 합격인 반면에 멀티콥터 시험은 모든 기준에서 S를 받아야 하므로 하나라도 U가 있으면 실격이다. 자격증 종별에 따라서 난이도는 다르지만 단순히 평가하는 방식만 놓고 보면 약간의 미숙한 부분도 용납하지 않을 정도로 시험이 엄격한 것이다. 3종 이상의 자격증 소지자가 상위 자격증 시험에 응시할 경우 자격에 따라 요구되는 실기시간의 일부를 충족한 것으로 인정한다.
9.1. 권고 사항
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영상송신기 함부로 켜지 말 것, 기체 배터리 함부로 연결하지 말 것 : FPV 비행 중인 타인이 주변에 있는데 영상송신기를 켜는 순간 내 드론의 시야가 남한테 비춰지거나 서로 전파간섭이 발생, 시야 확보가 되지 않는다. 기체 주전원과 시스템이 일체화된 완제품형 드론 역시 배터리 함부로 꽂을 경우 그 순간 영상 송신기가 작동하여 같은 사고를 일으킬 수 있다.
보통 FPV는 원거리로 기체를 보내거나, 시속 수백km의 엄청난 속도로 비행하는 레이싱을 즐기는 경우가 많기 때문에 아차! 하는 찰나의 순간에 기체 분실, 추락의 사고가 발생할 수 있다. 문제는 그냥 땅에 추락하면 드론만 박살난다지만, 만약 사람을 친다거나 기물을 파손하였다면? 그래서 하지 말라는 것이다. 법적으로 정해진 게 아니라고 어겨도 된다는 것만은 결코 아니다...
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여러 대 드론 동시이륙시 이륙 자제할 것[77] - 특히 DJI 기체들. 여러 대 동시이륙하면 주변에 조종전파, 영상전파 등 강력한 전파가 다량 떠다니게 되고 이는 전파혼선사고로 이어질 확률을 높게 만든다. 실제로 다수의 DJI 기체가 이륙할 경우 일반적인 레이싱 드론은 영상관련 극심한 잡음, 조종기 신호인식을 제대로 못하는 현상이 보고되고 있으며 심할 경우 이러한 전파방해로 인한 추락까지 실제 보고되고 있다.
주변에 드론, 드론뿐만이 아닌 전파를 사용하는 RC가 다수 목격된다면 주변 상황을 충분히 파악하고 이륙할 것. 사고나 추락한 사람이 없는지. 오늘따라 조종 느낌이 영 좋지 않다 이런 말이 나온다면 당연히 이륙을 자제하는게 좋다.
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센서 드론은
지구자기장 간섭수치 확인 - GPS 등 인공위성을 이용한 위성항법, 지구자기장을 이용한 전자나침반 등은 우주로부터 내리쬐는 우주 잡음에 대하여 상당한 영향을 받는다. 이렇게 위치좌표 간섭에 의한 부정확한 위치신호를 계산, 수신하게 되면 당연히 드론이 제대로 움직일 리 없다.
보통 센서드론 보유자들이 흐른다 라고 하는 걸 들어보았을 텐데 부정확한 위치좌표연산과 수신은 드론이 정확한 코스로 내가 원하는 비행을 수행하지 못하여 제대로 비행하지 못하는 주 원인이 된다. 심각할 경우 지 멋대로 굉음을 내며 날아서 도망가버리는(...)상황이 일어날 수도 있고, 이륙지점을 못 찾아 이상한 곳에 자동착륙 시도하는 경우도 있다. 예를들어 수면 위, 고속도로 한복판 등등 당연히 대형사고 혹은 값비싼 드론을 분실하는 주 원인.
9.2. 무인기(드론) 관련 법안 및 참고사항
영국 드라마 Casualty에 나오는 장면. 내용은 나비 효과를 소재로 사용한 코미디에 가깝지만 저렇게는 아니더라도 충분히 큰 사고가 날 수 있다.위 사진은 2021년 개정 이전의 기준이며, 개정 이후로는 비행제한구역/금지구역을 제외한 나머지 공역에 대해서 1종 기체만 상시승인을 받아야 한다(초경량비행장치 전용구역 제외).
< 조종자 준수사항 (항공법 제23조, 시행규칙 제68조) >
△ 비행금지 시간대: 야간비행 (* 야간: 일몰 후부터 일출 전까지)
△ 비행금지 장소( 비행금지 및 제한구역 확인)
(1) 비행장으로부터 반경 9.3 km(5 NM) 이내인 곳
→ “관제권”이라고 불리는 곳으로 이착륙하는 항공기와 충돌위험 있음
(2) 비행금지구역 (원전[78] 휴전선 인근[79], 서울도심 상공[80] 일부)
→ 국방, 보안상의 이유로 비행이 금지된 곳
(3) 150m 이상의 고도
→ 항공기[81] 비행항로가 설치된 공역임
(4) 인구밀집지역 또는 사람이 많이 모인 곳의 상공 (* 예: 스포츠 경기장,각종 페스티벌 등 인파가 많이 모인 곳)
→ 기체가 떨어질 경우 인명피해 위험이 높음
▶ 비행금지구역에서 비행하려는 경우 지방항공청 또는 국방부의 허가 필요(타 항공기 비행계획 등과 비교하여 가능할 경우에는 허가). 촬영이 동반되는 경우 국방부의 허가 필요.
△ 비행금지 행위
- 비행 중 낙하물 투하 금지[82]
- 조종자 음주, 약물 투여 상태에서 비행 금지
- 조종자가 육안으로 장치를 직접 볼 수 없을 때 비행 금지 (* 예: 안개·황사 등으로 시야가 좋지 않은 경우, 눈으로 직접 볼 수 없는 곳까지 멀리 날리는 경우)
- 승인 없이 야간비행 금지
음주 상태에서 조종하는 상황이 아니라면 관련 기관의 승인을 받으면 야간비행이 가능하다. 실제로 대한민국에서 최초로 야간비행을 승인받은 경우가 2018 평창 동계올림픽의 개회식인데 드론 퍼포먼스는 불빛을 매개체로 삼기에 야간에만 비행이 가능하다.
기존에는 12kg가 넘는 무인기는 항공법에 따라 항공정보간행물(AIP)에 고시된 18개 공역을 제외한 기타 공역에서는 비행 전 지방항공청, 각 군, 소방서, 관제센터와 ATCC에 자신의 비행 계획을 알리고 UBIKAIS 에 비행 일정을 입력하고, 비행 승인을 받아야 했다. UAV이용사업자도 아닌 일반인이 승인을 받기는 상당히 어렵다고. 다만 신청 자체는 시청이나 구청에 가면 신청서가 있어서 작성만 하면 처리는 시청 직원이 해준다. 2021년 개정 이후에는 상시승인 대상이 1종 기체(25~150kg)에 한정하는 것으로 축소되었다.[83]
국토교통부의 드론비행시 주의사항 안내문
2016년 부터 전국적으로 드론 시범 비행지역이 지정되며 해당 지역에는 비행 제한[84]사항이 사라진다. 특히 전남 지역의 경우 중국처럼 국가 미래사업으로 드론 특성화 사업지구로 지정되었으며 직경 300km이 넘는 엄청난 공역 크기를 자랑한다. 그리고 전주는 공역범위가 10km로 작지만 유일하게 도시 내(!)에서 비행이 가능한 공역 구역이다. 10km전부가 언덕이 없는 평지[85]라서 주말이면 동호인들이 드론을 가지고 와서 날리는 장면을 쉽게 볼 수 있다. 2017년에는 군사지역과 항공권역을 제외한 모든 구역에서 드론의 실험, 개발, 비행에 대한 제한이 없어진다. 현재는 드론용 비행금지구역을 표시하는 앱들이 무료로 나와 있으므로 드론을 운영중이라면 필수로 설치하도록 하자.
다만 주의할 점은 인스파이어처럼
2017년부터 비행금지구역등의 비행시 필요한 신청절차와 국방부에 신청해야하는 항공촬영신청을 원스탑이라는 항공청 운영 사이트에서 받고 있다. 휴전선인근의 비행금지구역이나 절대구역(A/B구역으로 나뉜 금지구역에서 A구역)은 여전히 불가능하나 그 외의 금지/제한구역은 신청서를 받아서 가능한곳은 비행허가를 내준다.[87]
금지구역의 비행행위에 대한 단속은 서울은 수도방위사령부와 경찰이, 지방은 경찰이 단속을 실시하지만.. 금지구역이나 제한구역에서 날리면 어딘가에서 나타나 단속당하는 서울과는 달리 지방은 금지구역이라도 멀티콥터의 비행금지등에 대한 인식이 적은 탓인지 신고나 단속이 이루어지는것이 적은 편이다. 허나 예민한 지역(군부대 인근이라던지)에서는 칼같이 단속하는 경우도 있으니 가능하면 비행허가를 꼭 받도록 하자.
군 부대 외에도 촬영하면 안되는 장소로는 국가보안구역이라는것이 있는데 국방부 훈령에서 확인 가능하다. 대체적인 내용은 정부청사, 국가기반시설들(철도, 항만, 통신센터, 다목적댐의 주 댐, 대형 교각등 적에게 점령이나 파괴당할시 심대한 장애를 초래하는 시설들)에 대한 촬영금지인데 일견 멋저보인다는 이유로 이런 시설들을 촬영하여 공개하게되면 벌금을 맞을 수 있으니 주의.
그리고 관제권 구역이라 하더라도 무조건 비행을 못하는 것은 아니다. 실내 비행이야 원래부터 문제가 없고, 관제권 내의 비행 허가는 각 지방항공청장의 재량 하에 승인이 가능하기 때문이다. 김포국제공항의 경우 건물의 높이를 결정짓는 고도제한에 따라 관제권 내의 초경량비행장치의 비행을 승인하는데 활주로 반경 4~6km 구간의 경우 비행승인신청 시 대부분 허가가 잘 나며[88] 활주로 반경 4km 이내의 구간에서는 드론을 육안으로 확인하며 드론의 움직임을 지시하는 안전관리사[89] 를 대동해야 하고 비영리용 기체라 할지라도 보험에 가입한다면 45m 고도 이내에서 비행 승인이 이루어진다.
10. 제조사
11. 드론관련 해외 부품판매업체
HobbyKing: 미국 기반의 드론 부품 리테일러. 세계 각지에 Warehouse를 두고 판매한다. 가장 큰 International Warehouse는 중국에 위치하고 있고 한국에서 주문하면 이곳에서 물품이 배송된다. 드론뿐만 아니라 RC에 관련된 거의 모든걸 팔며, 3D 프린터도 판다! 다른 업체들과 가장 큰 차이점이라면, 가격으로 승부한다는 점. 모든 부품을 구입해서 조립한다면, 완제품을 사는것보다 엄청난 가격절감을 낼 수 있다. 특히 레딧과 같은 해외 드론 커뮤니티에 널리 알려져있는데, 싸고 나쁘지 않은 품질이 가장 큰 장점. 다만 국내에서 주문하려면 홍콩에 있는 창고에서 주문해야 할텐데, 환전후 15만원을 초과할 경우 세금이 붙는다. 잘못하면 세금폭탄을 맞을수 있으니, 반드시 배송비를 제했을 때 15만원이 안넘게 주문하자.이히로보: 홍콩 업체. 하비킹과 자주 경쟁적으로 세일을 하며 둘다 서로 안겹치는 품목을 세일을 하므로 같이 보면 좋다. 주로 완제품위주로 세일을 하는 편으로 재고 털이로 싼 구세대 제품이 파격적으로 풀리는 경우도 있다.
뱅굿: 중국 업체. 하비킹이 적당한 퀄리티를 적당히 싸게 (물론 다른 판매처랑 비교했을때 싸다는것) 파는거라면 방굿은 그냥 싸게 판매하는 업체다! 웬만한 제품을 정말 싸게 구입할 수 있지만, 가격이 가격인만큼 퀄리티 조절은 저질이다. 이곳에서 주문할거면 적어도 1~3개정도를 여분으로 주문하자. 분명히 불량제품이 있을것이다.
12. 해프닝
흔하게 일어나는 일 중에서는 드론 카메라를 이용해 드론이 드론을 구출하거나, 물가에 추락하려는 드론을 구하기위해 강에 과감하게 뛰어드는 경우도 있다.러시아의 중세 리인액트먼트 행사를 촬영하기 위해 관객 한 명이 촬영용 드론을 띄웠는데, 한 리인액터가 이를 보고 살짝 거슬려서인지 창을 던져서 격추시켰다. 오마이뉴스 링크.
원래는 저 행사가 속옷조차도 전부 옛날 방식으로 철저히 재현해서 입고 나갈 정도로 현대문물 반입을 제한하는 행사라 드론을 띄운 것 자체가 심각한 트롤링이자 비매너였다. 그래서 눈살을 찌푸리는 사람이 많았다고. 그래서 원래는 항의의 의미로서 던진 것이긴 하지만 의외로 해당 리인액터는 저게 진짜로 맞을지 몰랐다고 사과했으며 격추한 드론에 대해서는 배상까지 하였다. 그래도 훗날 다른 리인액터 양덕후들이 이 사건을 재미있게 생각해서인지 드론을 악마처럼 그려놓고 악마사냥하는 식의 벽화로 바위에다 조각하고 그려 인증했다.
중국에서는 동물원 호랑이의 다이어트에 드론을 이용했다. 그런데 너무 낮게 날다가 드론이 호랑이에게 잡혔다.
메이저 리그 베이스볼 클리블랜드 인디언스의 투수 트레버 바우어는 2016 아메리칸 리그 챔피언십 시리즈 기간에 본인의 드론을 수리하다 투구하는 손인 오른손을 베이는 황당한 부상을 당한다. 68년간 우승을 못했던 팀의 역사적인 순간에 이런 멍청한 부상을 당하자 비난과 조소가 이어졌고, 급기야 드론 보이라는 별명이 생겼다.
2012년에는 한 사람이 자기가 키우던 고양이가 죽자 그 고양이의 가죽을 벗기고 드론에 씌운 "고양이콥터(Cat-Copter)"라는 것을 만들었다. ( # 제작자는 자기는 그 고양이를 무척 사랑했으며 이 고양이가 영원히 살았으면 좋겠다는 생각에 이런 짓을 벌였다고 밝혔으며, 심지어 라이트 형제 중 오빌 라이트의 이름을 따 '오빌'이라고 명명하기까지 했다. 제아무리 죽은 동물을 썼다지만 고인드립에 가까운 행위인지라 동물 애호가들의 큰 질타를 받았으며, 해당 영상에 나오는 비난 여론 중에는 '제작자는 예술가가 아니라 사디스트다(That man is not an artist - He's a SADIST)'는 의견까지 나왔다. 이 '고양이 가죽 씌운 드론'은 월드 오브 워크래프트 드레노어의 전쟁군주에서 '여우콥터 조종기'라는 장난감으로 패러디되었다.
13. 창작물에서
무인기/대중매체 문서 쪽에 설명이 있는 경우가 많다. 주의할 사항이 있다면 멀티콥터 뿐만이 아니라 무인기 전반을 다루기 때문에 범위가 좀 더 넓다는 것.
DRONE SHADOW STRIKE : 해당 문서로.
프롬 더 씨 : 선택할 수 있는 기체 중에 드론이 있다. 다만 이 게임은 기체가 파괴되면 파일럿이 낙하산을 타고 탈출하는데, 모든 기체에 동일하다보니 드론인데 격추당하면 파일럿이 낙하산을 타고 탈출한다.
13.1. 커맨드 앤 컨커 제너럴 시리즈의 드론
미국 사이드의 차량에서 생산되는 보조메카같은 존재로 제너럴에선 2기의 드론을 생산할수 있으며 제로아워에서는 개별 유닛 드론까지 합해 2기가 더 추가되었다. 각각의 차량마다 한기의 드론을 생산할수 있으며 생산된 드론은 플레이어가 조작할수는 없고, 자신이 생산된 차량의 주변을 떠다닌다. 드론이 파괴되면 다시 생산할수 있으며 한번 생산하면 현재 생산된 드론이 파괴되어야만 다른 드론을 생산할수 있다. 센트리 드론은 드론이지만 군수공장에서 개별 유닛으로 따로 생산할수 있다.- 배틀 드론 : 자동소총으로 무장했으며 자신이 생산된 차량이 손상을 입으면 수리한다.
- 스카웃 드론 : 전투능력은 없지만 유닛 시야를 증가시키고, 은폐된 유닛을 볼수 있다.
- 헬파이어 드론 : 제로아워에서 추가된 드론. 헬파이어 미사일을 발사한다.
13.2. 홈월드 2의 드론
13.2.1. 프로제니터 무버
| 함급 | 콜벳( 초계함) | |
| 장갑 | 무버 장갑 | |
| 내구도 | 1000 | |
| 속도 | 230 m/s | |
| 생산가 | 200 | |
| 센서범위 | 6000 | |
| 무장 | 플라즈마 포 1정 | |
13.2.2. 프로제니터 키퍼 드론
|
|
||
| 함급 | 콜벳( 초계함) | |
| 장갑 | 경장갑 | |
| 내구도 | 3500 | |
| 속도 | 275 m/s | |
| 공격력 | 40(플라즈마 포 1정) | |
| 생산가 | 2000 | |
| 센서범위 | 6000 | |
| 무장 | 플라즈마 포 2정 | |
13.3. EVE 온라인에서의 드론
13.4. 라스트오리진의 AGS
14. 둘러보기 틀
| 항공기의 날개 분류 | ||
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<colbgcolor=#CCC,#999><colcolor=#000,#FFF> 위치 구분 | 고익 · 중익 · 저익 |
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| 단면 형태 구분 | 날개골 | |
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| 개수 구분 |
고정익 단엽익 ·
복엽익 ·
다엽익
|
|
|
회전익
멀티콥터 ·
쿼드콥터
|
||
| 기능 구분 | 주익 · 미익(회전익의 경우 테일로터) | |
|
주·미익 일체형
전익(동체익기 · 리프팅 바디)
|
||
| 기타 | 러더 · 플랩 · 엘리베이터 · 윙렛 · 카나드 · 스피드 브레이크 | |
| ※참고: 날개 / 항공기 관련 정보 | ||
[1]
멀티로터
[2]
'왜 1개로는 못하냐?'라는 의문이 있을 텐데, 1개만 달면 프로펠러가 회전하면서 생기는 반작용으로 동체가 역회전한다. 다만 2개 이상을 달더라도 전부 같은 방향으로 회전하면 소용없다. 이걸 막으려면 2개 이상의 서로
회전방향이 다른 프로펠러를 달아주거나 헬리콥터처럼 꼬리에 작은 프로펠러(테일로터)를 달아두는 방법이 있다. 멀티콥터 중 쿼드콥터를 예시로 든다면 로터 중 2개는 시계방향, 2개는 반시계방향으로 회전한다.
[3]
참고로
마릴린 먼로가 이러한 훈련용 드론 공장에서 색을 칠하는 파트타임 직원으로 일하다가 군 기간지에 '군수물자 조달을 위해 열심히 일하는 여성'으로 사진이 찍혀서 훗날 사진 모델을 시작으로 연예계에 데뷔한다. 이 때에 이러한 프로듀싱에 관요한 것이나 다름 없는 인물이
로널드 레이건. 그렇다. 마릴린 먼로는
존 피츠제럴드 케네디와의 관계를 맺은 것으로도 유명하다. 이로 인해, 미소 냉전 시기 양당을 대표하는 최연소-최고령이란 차이가 있으나 공통적으로 대중 소통, 특수전과 우주 진출에 역사가 주목할 수준의 공통점을 지닌 특히 무인기 분야와 대통령 이전 시기에 연을 맺는 두 명과 인연이 깊다.
[4]
모터 4개로 쿼드콥터를 구성하고, 나머지 하나는 따로 장착하여 트라이콥터처럼 방향전환용으로 사용하는 구조다.
[5]
중국의 땅은 국가 소유이므로 구입이라는 개념이 아니라 평생 대여권을 빌리는 개념이다.
[6]
현재 완성형 제품에선 3DR에서 판매하고 있는 드론들이 TOWER이라는 앱을 이용해서 GPS 프로그램 비행이 가능하다. GPS 비행 정보가 아예 기체내에 저장되어 있으므로 조종기의 수신거리가 상관없는게 특징이다. 말 그대로 무인비행.
[7]
500ft. 'UA공역'이라 부른다.
[8]
가끔 헬기 로터와 비행기 프로펠러의 차이를 알고 있는 꼼꼼한 사람들은 회전날개의 중심에 있는 회전축이 각도를 바꿀 수 없는 멀티콥터들을 헬리콥터의 일종이라고 부르기 어려운 거 아니냐는 의견을 제시하기도 한다.
[9]
물론 각각의 로터를 자유자재로 움직이는 서보 짐발에 연결하면 기체는 수평을 유지하면서도 전후좌우로 콥터가 이동하도록 할 수 있지만, 그럴 필요가 별로 없는데다 중량과 제작비용이 증가하게 된다.
[10]
단, 프로펠러의 갯수가 홀수 개인 일부 멀티콥터는 헬리콥터처럼 외따로 떨어진 프로펠러 1개의 추력 방향을 조정하여 회전하기도 한다.
[11]
현재 기본적인 RC헬기 사이즈가 된 450급이 처음 도입되던 당시 마이크로 헬기라는 소리를 들은 것도, 엔진헬기 중 실질적인 최소 사이즈였던 30급 엔진 헬기보다 훨씬 작고 가벼웠기 때문이다. 30급 엔진 헬기의 사이즈는 현재 구분으로는 500급으로 불리며, 배터리나 모터 출력이 450급의 두 배 정도다.
[12]
전동, 특히 항공RC에서 비행총중량 중 배터리 중량이 차지하는 비중은 단일 기자재 중에서 가장 높다. 그나마 항속거리나 체공시간 따위는 중요하지 않은 RC헬기 등과 달리, 촬영용 드론은 총 중량 중 배터리가 거의 절반을 차지한다.
[13]
배터리든 연료든 많아지면 무게가 무거워지므로 일정량 이상에서는 오히려 체공시간이 줄어들거나 뜨지도 못하게 될 수 있다. 그리고 배터리는 워낙 무겁다. 아예 극단적인 경량화와 대량의 배터리를 이용해도 1시간 체공하는 게 만만치 않다. 거기다 멀티콥터는 한번에 여러 모터를 돌리기에 멀티탭에 전선을 많이 꽂으면 열이 올라 화재가 나기 쉬운 것과 같은 원리로 이쪽도 발열이 꽤 나기에 가능하면 한 번 비행하는 시간을 안전선은 20분 이내, 길어도 30분 안에는 한번씩 착륙시키고 시동을 꺼서 냉각을 한번 해주는 걸 권장하고 있다.
[14]
의외로 동축반전도 초창기 헬리콥터에서 볼 수 있었다.
[15]
정확히 말하자면 로터의 가로세로비가 작아질수록. 가로세로비가 작아지면 같은 면적이라도 레이놀즈수가 더 높아진다.
[16]
그렇다고 수직으로 떨어지면 로터가 와류에 빠질 뿐이고, 비스듬하게 활강하면 풍차 상태+로터의 양쪽 받음각 차이로 로터가 회전하게 된다.
[17]
물론 어디까지나 이론상으로 그렇다는 것이지, FC 펌웨어에 따라서는 추락할 수도 있다.
[18]
즉, 테일 키를 끝까지 쳐도 절반의 모터가 완전히 멈추거나 다른 절반의 모터가 최대 출력으로 돌지는 않는다.
[19]
예컨데 최대추력 2t의 헬기 비행총중량이 900kg에서 1800kg으로 늘어나면 단순 계산으로 질량만 두 배 늘고 나머지는 그대로라 회전 속도가 절반이 된다면, 멀티콥터는 질량이 두 배 늘고 회전을 위해 여유추력이 1100kgf에서 200kgf으로 감소했으므로 회전 속도는 1/11이 된다. 900kg일 때의 회전속도부터 헬기보다 느렸는데 말이다!
[20]
사실 피루엣 문제는 간단히 해결 가능하다. 헬기처럼 수직으로 테일프롭을 달면 된다. 전후좌우 조작 시에도 가변피치 프롭을 이용하면 모터 출력을 100% 사용하면서 키를 칠 수 있다. 근데 여기까지 오면 간단한 구조에서 오는 여러 장점도 사라지므로 차라리 헬기를 쓰는 게 낫다.
[21]
이 마이너한 헬기를
가이낙스에서 어떻게 알았는지
에반게리온에서 지나가는 장면으로 이 수송헬기가 나온다.
[22]
바람이나 외부 충격 등등 비행 성능을 떨어뜨리는 모든 요소.
[23]
헬리콥터에 사용하는
터보샤프트 엔진은 RPM이 만 단위가 넘어가지만(롤스로이스 앨리슨 250 가스터빈 엔진의 경우 52,000rpm에서 최고출력이 나온다.) 헬기 로터의 적정 RPM은 보통 몇 백 수준이기 때문에 변속기가 필수적이고 이는 무게와 가격 증가 요인이다. 다만 어차피 RPM변동폭이 작기 때문에 일반 자동차 같은 다단변속기와는 달리 1단 감속기로도 충분한 점은 있다. 간단히 말해 큰 톱니바퀴 하나랑 작은 톱니바퀴 하나.
[24]
물론 아직까지는 완벽하다고 할순없다. 왜냐하면 전문항공 촬영 장비들은 일반 카메라를 들고 날아오르기 때문에 공중에서도 줌인-줌아웃을 쓸 수 있지만 현재 이 분야에서 가장 유명한 제품인 GoPRO 같은 액션 캠은 구조상 고정형 렌즈를 쓸 수 밖에 없기 때문이다.
[25]
하지만 취미에는 돈을 아끼지 않는 사람들이 많아, 2014년경부터 매니아들은 미러리스 카메라를 평범하게 올리고 있다.
[26]
로터가 2개 달린 R/C 헬기들은 로터 때문에 상판에는 물건을 올릴 수가 없다. 게다가 무게 중심 문제 때문에 반드시 아래쪽에만 장착해야 돼서 공간의 여유가 없지만 3축 이상의 멀티콥터들은 로터가 전부 수평으로 기체 끝에 매달려 있으므로 중심부에 다양한 장비를 올릴 수 있다.
[27]
결코 멀티콥터의 순발력이 부족하다는 소리는 아니다. 러더를 제외하면 최소한 RC비행기에 지지 않을 정도의 순발력은 가지고 있다. 그저 헬기의 3D기동이 4차원 수준이라는 것뿐이다.
[28]
예컨데 총추력 2kg의 멀티콥터 무게가 1.5kg에 달한다고 치면, 이 멀티콥터로 풀러더를 치는 순간 헬기에 비해 형편없는 피루엣 속도를 보이면서도 풀스로틀로 올려도 하강하는 콥터를 보게 될 것이다. 멀티콥터는 어떤 방향으로건 조작하는 순간 그 절반에 비례해 추력을 잡아먹는다. 반면 헬기는 그런 거 없다.
[29]
일부 멀티콥터에서는 가변 피치 로터가 달린것도 있지만 그건 촬영용이라기 보다는 전문R/C용에 가깝다. 참고로 3D 드론들의 배면비행 원리는 역회전(...)
[30]
기껏해야 가변피치 프롭으로 배면비행이 가능한 수준일 뿐, 헬기처럼 크고 무거운 로터의 회전력을 순간적으로 추력으로 변환하는 블레이드박 같은 기동이라든가, 프롭에 비해 터무니없이 낮은 피치와 터무니없이 느린 회전속도를 터무니없이 큰 블레이드로 보상함으로써 얻는 강력한 정지추력은 멀티콥터에서는 얻을 수 없다. 프롭의 피치와 크기는 유지하면서 프롭의 숫자를 증가시킴으로써 추력을 보강하는 것이 지금의 설계사상이기 때문. 그나마 가변피치를 사용하는 것도 극히 일부의 경우이다.
[31]
450급 쿼드콥터의 경우 8~10인치 정도의 프롭을 사용하는데, 동급 헬기의 로터 회전직경은 대략 70cm, 27~28인치에 달한다. 게다가 대형화될수록 멀티콥터가 프롭과 모터의 숫자를 늘리는 것으로 추력을 증가시키는 데 비해 헬기는 닥치고 큰 로터를 달 수밖에 없다. 700급 정도 되면 일본도만한 메인로터 두 개+어지간한 프롭만한 테일로터 두 개를 돌리며 날아다니는 게 헬기다
[32]
많게는 12개까지
[33]
최근 유행하는 플라이바리스 헬기를 제외하고.
[34]
200g짜리 로터 무게에서 1g, 10cm 링키지 길이에서 1mm만 차이나도 심각한 수준의 진동을 유발한다
[35]
특히 샤프트의 경우 잔진동을 일으킬 정도로 휜 건 육안으로는 도저히 알 수 없으니 추락이나 하드랜딩 후에는 분해해 유리판 위에 굴려 확인해 보거나 그냥 맘 편하게 새 걸로 갈아버리자.
[36]
혹은 양 쪽이 정확히 같은 유격으로
[37]
대충 1/2지점에 놓으면 공진이 일어난다
[38]
덧붙여 당연히 남은 소프트웨어(조종기) 세팅도 멀티콥터에 비해 어렵다. 적어도 NAZA 세팅 따위와는 천국과 지옥 차이다
[39]
로터 회전 반대방향으로 감기 때문에 로터가 돌면 오히려 꽉 조여진다
[40]
단 짭프로급이라도 FHD급 이상의 촬영을 하려면 프롭 밸런스는 맞추는 편이 좋다. 자칫하면 진동으로 젤로 현상이 일어나 QVGA급 화질이 되어버린다. 단 싸구려 프롭이 아니라면 밸런스는 크게 걱정할 필요가 없는 퀄리티거나 최소한 맞춰 나오는 것이 보통이다.
[41]
단 헬기도 매번 날릴 때마다 저 짓을 해야 한다는 소리는 아니다. 최초 세팅시에 한 번만 잘 맞춰 놓으면 어디 나사 풀린 데는 없나 확인하는 정도면 충분하다. 그리고 헬기는 로터가 접힌다. 휴대성은 헬기 쪽이 우수하거나 폴딩프레임을 장착한 멀티콥터와 비슷하다. 이륙에 필요한 시간은 2~3초만에 자이로 초기화만 끝나면 되는 헬기가 빠르다(KK2 달린 멀티콥터를 생각하면 쉽다). 하지만 한 번이라도 추락한다면, 아니 하드랜딩이라도 한다면......
[42]
고화질의 영상을 얻기 위해 무거운 카메라를 달아야 하는데, 저공에서 근접촬영해야 하는 상황이라 유인헬기는 위험한 경우 등
[43]
제품 구입 가격이 아니라 클라우드 서버 1년 임대 비용(...)장비가격 3,000달러는 별도.
[44]
자동 방제의 대부분 경우 배터리, 약/입제가 부족하 알아서 이륙 장소로 온다.
[45]
DJI에선 전용 발전기도 나온다.
[46]
이전 버전에선 멀티콥터가 헬기에 비해 제어상의 안정성이 높다고 쓰여 있었지만, 멀티콥터가 안정적으로 날 수 있는 건 수많은 전자센서 덕이다. 보통 헬기가 1축 자이로를 사용하다 최근에야 헤드 구조를 단순화하여 기동성을 높이기 위해(안정성을 높이기 위해서가 아니다!) 3축 자이로를 도입한 반면, 멀티콥터용 FC에는 아무리 싸구려라도 3축 자이로와 3축 가속도 센서가 들어간다. 그리고 그런 싸구려 FC를 쓰는 경우는 토이RC 수준이 아니면 거의 없어서, 보통 지자계, 기압계, GPS 등 다양한 센서를 추가한다. 만약 멀티콥터에 센서가 없이 믹싱만 걸어 날린다면 인간은 아예 조종이 불가능하다.
[47]
항공계통 학과에서는 제어 계통이 아닌 이상 잘 다루지 않는다. 공기역학이나 추진, 구조 같은 전통적인 부분과는 엮일 일이 별로 없기 때문.
[48]
GPS부터 시작해서 가속계,지자계,기압계,자이로스코프,무선 통신 등
[49]
단 생각하는 것을 그만두는 편이 의외로 적절하다. 사이클릭 피치 입력의 위상 변화와 세차 효과가 상쇄되어 그냥 스와시플레이트와 기체가 같은 방향으로 기울기 때문에, 외력에 의한 움직임을 고려하지 않는다면 생각하는 것을 그만두어도 설명이 가능하다.
[50]
헬기는 로터를 테일붐 쪽으로 접으면 매우 콤팩트하고 로터를 매번 분해조립할 필요가 없다.
[51]
다만 이것은 헬기와 멀티콥터의 본질적인 차이라기보단 FC의 차이, 개발사상의 차이다. NAZA-H 같은 헬기용 FC를 사용하면 헬기도 멀티콥터와 마찬가지로 아주 쉽게 띄울 수 있다. 하지만 RC헬기에 FC를 싣는 사람은 거의 없는데, RC헬기는 멀티콥터처럼 날리려고 만든 게 아니기 때문이다. 최근에 유행하고 있는 헬기용 3축 자이로는 헬기를 좀 더 안정적으로 날리기 위해서가 아니라, 헤드를 간소화해 유격과 저항을 줄여 더 힘차고 더 과격하고 더 직관적으로 날리기 위해서 도입되었다. 더 쉽고 안정적이고 자동적으로 날리기 위한 FC와는 방향성이 정반대다. 전투기 중에 조종하기 쉽고 안정적인 상반각 잔뜩 들어간 고익기가 없는 것과 마찬가지다.
[52]
최근 드론들은 가속도 센서가 비약적으로 발달해서 칼같은 수평을 지켜주는데다 GPS와 기압계, 초음파센서 및 지자계의 도움으로 방향과 위치와 고도를 저절로 유지해 주기 때문에 가능한 일.
[53]
참고로 헬기 날리는데 호버링 연습이 한달 걸리는것도 최근의 자이로센서 발달 때문에 엄청나게 좋아진거다. 국내 RC헬기 초창기인 1980년대만 해도 날리자마자 지면에 꼴아박지 않고 안정적으로 일단 날리기만 하는 데에도 최소 한달이다. 호버링보다 패턴비행이 먼저라는 점에서 의아하겠지만 초기 RC헬기는 헤딩락 기능은커녕 자이로가 없거나 매우 원시적인 기계식 자이로(모터로 회전자를 돌려 물리적으로 회전을 감지했다)가 달려 있어, 비행기처럼 커다란 수직미익을 달아 테일을 안정시켰다. 당연히 호버링에는 수직미익이 아무 역할을 못 하니 꼬리 잡는 게 가장 어려운 일이었다. RC비행기를 자유자재로 날리는 사람들도 헬기는 어려워서 못하겠다 했던 시절이다. 아니, 지금도 헬기는 비행기보다 아득하게 어렵다. 게다가 가격은 더럽게 비싸서 최고 싼 RC헬기가 100만원대다.[92] 그시절 100만원이면 지금돈으로 2000만원 정도 한다. 당시엔 전동RC가 없어 전부 엔진 헬기긴 했지만
[54]
다만 아직 손바닥만한 소형드론만 가능하다. 대표적인 모델이 H8 mini 3D, X100. X100은 6체널 헬기에 가까운 기동이 가능하다! 이유는 브러시 모터의 제어가 브러시리스 모터의 제어보다 훨씬 쉽기 때문. 애초에 현용 항공RC용 브러시리스 모터-변속기는 보통 역회전 기능 자체가 없다!지금은 생겼다, 존재 한단 것이다.
[55]
실제로 RC헬기에서 정립 패턴 매뉴버를 마치고 3D에 입문하는 길목에 있는 최대의 난관이다. 뒤집는 것 자체도 어렵거니와 배면 상태에서 키가 꼬이기 십상이기 때문. 정립 4면 호버링 땐 적어도 테일키(러더) 방향은 그대로였지만 여기부턴 테일 방향도 바뀐다! 그래서 컴퓨터 시뮬레이터가 보급되기 전에는 플립 후 배면호버링만 해도 고수라 불렸다. 자이로 성능이 시원찮기도 했고. 그러나 지금은 말 그대로 3D 입문하는 길목이다. 헬기3D 할 줄 안다고 말할 수 있는 정말 최소한의 기술 정도.
[56]
사실은 이제 겨우 헬기3D의 기본 중의 기본을 흉내내는 정도에 불과하지만, 정말 무서운 건 패턴 비행을 정말 간단하게 할 수 있다는 것이다. 예컨데i 피루엣서클, 즉 자전을 하면서 공전도 하는 행성처럼 빙글빙글 돌면서 원을 그리는 기동은, 헬기로는 기체의 방향과 자세를 보면서 그에 맞춰 계속해서 수정타를 연속적으로 넣어 줘야 하는 매우 어려운 기술이지만 NAZA FC가 있는 멀티콥터는 이론상 홈락 스위치 넣고 출발 위치에서 10m 이상 날아간 뒤 러더랑 에일러론만 밀고 있으면 된다! 그 외에도 기수를 회전원의 중심으로 향한 채 원을 그리며 도는 사이드서클 기동을 이용한 POI촬영 정도는 촬영용 드론에선 기본적으로 자동 구현된다.
[57]
다만 태생적으로 6채널에는 어림도 없다. 일반 멀티콥터는 흉내도 못 내는 피루엣 속도는 일부 트라이콥터만이 겨우 흉내낼 정도인데, 레이싱 드론의 주류는 서보가 없는 쿼드콥터다. 0.2~0.3초만에 최대추력과 최대역추력을 오가고 0피치에서 올려둔 로터의 회전 관성을 순간적으로 추력으로 변환시켜 모터 출력 이상의 추력을 방출하거나, 전후좌우로 기울이거나 회전하는 동안에도 모터를 최고출력으로 돌리는 것은 지금과 같은 구조의 멀티콥터에게는 불가능하다. 아니 지금의 멀티콥터는 수직상승시조차 모든 모터를 최고출력으로 돌리면 제어불능으로 추락하기 때문에 어떤 상황에서건 FC는 항상 모든 모터에 여력을 충분히 남겨 둔다.
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다만 원터치로 이런 기동이 된다는 게 장점이자 단점인데, 일단 정해진 기동만 가능한데다 그 기동조차 마음대로 제어가 안 된다. 예컨데 별 거 아닌 루프기동을 하고 싶어도 뒤집을 방법이 1초도 안 되는 사이에 360도 플립하는 버튼 누르는 것밖에 없으니 내가 원하는 반경대로 루프를 그릴 수가 없다. 일단 버튼을 누르면 한 바퀴를 돌아버리는고로 메트로놈 같은 기동도 불가능하고, 그 외에는 수직으로 세울 방법도 없으니 스톨턴도 안 된다. 피루엣플립이나 나이프엣지피루엡, 텀블링루프 같은 기동은 그야말로 꿈 속의 꿈많은 RC헬기인의 손가락으로도 꿈 속의 꿈
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정확히 말하자면 못 한다기보단 비용과 정비시간상 유지가 불가능한. 200급 레이싱드론과 비슷한 크기의 헬기가 없는 건 아니다. 하지만 헬기는 한 번 떨어지면 수리비가 엄청날 뿐만 아니라 누가 공짜로 부품을 대 준다 해도 수리 및 세팅에 최소 한나절을 잡아먹는다.
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단순히 공중에서 사진찍고 촬영하는게 뭐그리 큰 대수냐 일반 사진과 무슨 차이가 있느냐고 반문할수 있겠지만, 특별한 촬영 기술을 배우지 않은 사진에 문외한인 일반인도 손쉽게 주변 경관을 더 멋지게 담아낼수 있고, 땅에서 촬영한것보다 더 아름답고 현실같은 사진을 담아낼수 있다. 왜 우리가 땅에서 찍은 사진보다 비행기, 헬리콥터를 이용해 공중에서 찍은 사진(특히 경치)을 멋지다고 느끼는지와 같은 것.
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MAVIC(매빅,마빅 등으로 불리는 DJI의 드론)같은 드론은 크기를 줄이기 위해 접이식 구조를 채택, 다 접을경우 여성용 소형 손가방안에 들어가며 추가적인 배터리 몇개를 더 집어넣더라도 우리가 보통 수영배울때 들고가는 수영가방 정도 사이즈면 조종기를 포함한 모든 시스템을 전부 휴대할수 있다.
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1920x1280/1280x720/4K등 요즘 많은 촬영용 드론은 완구형 아닌 이상 고화질 지원은 이미 오래 전부터 필수기능화 되어버렸다
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보통 완구드론만을 다루어본 입장이라면 잘 모를수도 있는데 사실, 드론에도 여러 종류가 있다. 자동차도 F1 경주용 차량, 승용차, 스포츠카, 트럭 등이 있듯이 드론도 F1경주차량에 해당하는 레이싱드론, 승용차에 해당하는 커머셜&데일리스타일 드론, 트럭과 같이 짐 수송을 하는 드론(이미 외국은 드론택배를 시도하고 있음) 과 같은 여러 종류의 드론이 있다. 즉, 완구드론만 접한 상태에서 아무것도 모르고 드론이면 다 촬영되고 하는줄 알고 덜컥 사고봤더니 레이싱용 경주드론이더라(...) 이런 사태가 벌어질수 있다는 것. 이런 사고를 미연에 방지하기위해 인터넷 동호회와 적극적인 검색과 정보수집을 통해 사전 조사해볼 필요가 있다.
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보통 우리가 드론이라 부를때 가장 대중적인 장난감 드론을 토이드론급에서 취급, 그 외에 드론이라 하면 MAVIC 혹은 인스파이어같은 촬영용 드론이 대다수를 차지하고 있다. 심지어 레이싱드론이 대세가된 자작 드론 분야도 여전히 외골수 팬들이 남아서 여전히 촬영용 드론을 만들고 있지만 MAVIC같은 소형 경량 기체에 비해 전혀 메리트가 없기에 예전보다는 많이 사장된 상황. 구태여 장점을 찾아보자면 직접 만들었으니 AS가 더 쉽다는것과 배터리를 잘 선택하면 30분 이상(!!) 비행하는 글라이더급 비행시간을 확보할수 있다는 정도?
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물론 4종(2kg 이하급)은 별도의 시험을 칠 일이 없다.
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제한적이지만 레이싱드론도 FPV 카메라를 통한 녹화기능(DVR, 디지털 비디오 레코드)을 지원한다. 하지만 FPV 화질이 워낙 열악하기때문에 보통은 고프로같은 외장형의 아주 가벼운 카메라가 이 기능을 대신하여 고화질의 깔끔한 영상을 촬영하는 경우가 일반적. 결과적으로 놓고볼때 레이싱드론이라고 촬영이 불가능하다는건 틀린말. 단지 화질이 안좋고 애시당초 경주용으로 태어난 녀석들이라 촬영에 부적합할 뿐... F1경주차라고 해서 타고다니지 못하는건 아니듯이.
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그러나 카메라의 화질과 실시간 스트리밍 기능까지 모두 잡는다면 천만 원은 우습게 깨진다.
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이걸로 뭔가를 본격적으로 추진하고자 한 것은 아니었고 아마도 사업 시작 시점에서는 국산 실기체가 없어 개념 시연용으로 소량 들여왔던 것으로 추정된다. 참고로 해당 항공 택시를 개발했던 중국 업체 이항은 한때 항공 시장의 새로운 다크호스로 떠오르나 했지만 사실 공장 설비 등은 전혀 갖추어지지 않았고 해당 제품은 다른 회사의 부품을 그대로 사와 조립한 후 라벨만 갈았다는 사기 의혹이 떠오르며 주가가 대폭락했다(...). 현재는 회사 측의 반박이 나왔고 주가 역시 오르락 내리락 하는 상황. 아무튼 대중교통에 있어서 사실상 100%에 가까운 국산화를 추진해왔던 대한민국의 정책 특성상 국산 제품이 개발 중인 시점에서 해당 업체의 제품이 한국 항공 택시의 주력이 될 가능성은 매우 적어 보인다. 더군다나 도심 내 비행이라는게 워낙 안보 사항이나 법적, 정책적으로 민감한 주제인지라 최근 각종 백도어 논란 등에 휩싸이는 중국제를 여론 반발에 거스르면서까지 선택할 확률은 높지 않을 것으로 추정된다.
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가령 대한민국의 경우 중량 12kg 이상이면 UAV취급을 하기 때문에 무인기 허가증을 발급 받아야 하고 비행시에는 시와 군당국에 허가를 받아야 하며, 수도권 지역은 대부분이 비행 제한 구역이라 허가조차 안 나온다. 게다가 걸리면 벌금도 아니고 군법으로 회부된다. 걸리기도 쉬운데 이유는 군 레이더에 드론 위치가 딱 찍히기 때문(...).
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20~25분 날 수 있다고 광고하지만 실제론 아무것도 장착 안하고 날때 이야기. 당연히 중량물을 장착하면 그만큼 모터를 더 세게 돌려야 하므로 에너지 소비가 더 심하다.
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나머지 5분은 수직 상승과 하강하는 시간이다. 미국식 주택가를 상정하더라도 장애물이 없는 상태로 날려면 적어도 고도 70-80m은 상승해야 하는데, FC의 상승속도 제한이 없다고 해도 10초 이상 걸린다. NAZA의 초기설정치라면 30초는 걸릴 수 있다. 그보다 더 문제는 착륙인데, 착륙시에는 빠른 속도로 하강할 경우 비행기의 주익 역할도 하는 프롭의 받음각이 커져 자칫 와류로 인한 실속에 빠져 추락하므로 일정 수준 이상의 속도 이상으로 하강이 불가능하다. 수직착륙이라면 더욱 그렇고. 게다가 착륙용(현재는 착륙용이라기보단 저고도 호버링시 고도정밀유지용으로 쓰임) 초음파센서가 있는 경우를 제외하면 지면과의 거리를 알 수 없으므로 자율비행시에는 더더욱 천천히 하강한다. 왕복을 하려면 이착륙을 2번씩 해야 하는데 수직으로 이착륙한다면 전체 비행 시간의 절반을 이착륙이 차지한다.
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에너지 문제도 고려해야 하는데, 상승시건 수평비행시건 스로틀을 끝까지 올리는 한 사용전류는 엄청나다. 거기에 하강시에도 오토로테이션이 가능한 헬기나 활강착륙이 가능한 비행기와 달리 멀티콥터는 계속 전기를 먹는다! 10분을 이런 식으로 비행하려면 배터리를 제외한 기체 전체 무게와 맞먹는 대용량 배터리를 써야 하고 페이로드는 형편없이 줄어든다.
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현재 수소 배터리는 군용 드론들에게 채용되어 꽤 몇년전부터 실전 배치되어 있었다.
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현재 장애물 회피용 방식은 크게 2가지가 쓰이는데 하나는 박쥐처럼 초음파 센서를 통한 근접 스캔 방식이고 또 하나는 카메라 영상을 분석해서 물체를 피해가는 방식이다. 전자의 방식은 스캔 거리가 짧은 대신 360도 범위를 커버할 수 있고 두번째 방식은 카메라가 달린 방향밖에 스캔만 가능하지만 비교적 원거리에서 식별하므로 빠르게 이동할 때 유용하다. 현재는 기자재 크기 때문에 두개의 방식을 동시에 쓰지 못하고 있지만 이것도 기술이 발달하면 곧 통합 될 것으로 보인다
[75]
국내 대학 중 드론 관련 학과가 개설된 대학은 많지 않은데다 대부분 조종 위주의 교육이 이뤄지는 실정인데 반해, 항공대 스마트드론공학과는 드론 관련 이론부터 설계·제작·운용까지 전 분야를 수학한다. 이는 단순히 드론 조종에 관심이 있어서 스드공에 진학하는 경우는 상당한 애로사항을 꽃 피울 수도 있으며 드론 자체의 매커니즘에 관심이 있고 그것을 연구하는 엔지니어를 꿈꾸는 학생들이 진학해야 큰 의미가 있음을 말한다.
[76]
한서대학교 항공학부 중 학업량이 상당한 학과 중 하나로 손꼽힌다.
[77]
"그럼 드론 쇼는 어떻게 한 거냐!?" 라고 의문을 가질 텐데, 드론 쇼는 사람이 아닌
컴퓨터가 프로그램에 맞춰 신호를 송신해 다수의 드론을 제어하는 방식이다.
[78]
P-61 고리원전, P-62 월성원전, P-63 한빛원전, P-64 한울원전, P-65
한국원자력연구원(보통 '원자력연구소' 정도로만 말하는 곳).
[79]
P-75
[80]
P-73 용산 대통령실 인근.
[81]
정확히는 경량항공기
[82]
물론 구명도구 투하 같은 구난 목적의 무인항공기는 적합한 상황에 한해 예외사항으로 인정된다.
[83]
단, 농업용으로 신고된 멀티콥터는 2종 이하와 마찬가지로 상시승인 예외 대상으로 규정되어있다.
[84]
고도 150m(500ft) 이하 (300-450m으로 확장된다), 야간비행 금지, 중량12kg가 넘는 기체의 비행 계획신고(다만 등록은 해야된다), FPV 불가능(현재는 시계 비행 이외엔 불법), 고고도 항공 촬영 불가능(현재는 해당 관할 기관에 신고하고 촬영)
[85]
다만 근처에 밭이 있기는 하다.
[86]
송수신 신호가 꽤 강한 편이라 인스파이어가 비행할 경우 주변에 드론이 있다면 해당 드론이 신호를 못 잡고 그대로 멈춰 있거나 최악의 경우 추락하기도 한다.
[87]
단, 비행허가 문건을 이메일로 보내주지 않고 팩스로만 보내주므로 팩스를 받을수 있는 여건이 안되는 경우에는 스마트폰앱중 MMS를 소모하여 팩스수발신이 가능한 앱으로 개인 팩스번호를 발급받아 신청해도 가능하다. 최대 6개월간의 장소 허가가 가능하며, 비행 전 최소 3일 이전에 신청을 내야 하니 참고. 촬영도 신청가능한데, 촬영의 경우는 1주일전 신청을 해야하며 비행허가와는 다르게 1달간 허가를 받을수 있으나, 촬영시에는 해당 군부대의 보안담당관과 일정을 협의 후 보안담당이 촬영 입회 후 결과물 확인까지 하므로 실제로는 1달의 기간 안에 합법적으로 촬영 가능한것은 며칠 되지 않는다.
[88]
그런데 최고 고도 제한이 걸린다. 신청 때마다 허가 고도가 달라지니 주의
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특정한 자격을 가진 사람은 아니고 눈으로 드론을 보면서 위험한 상황이 있을 경우 조종자한테 지시를 할 수 있는 사람이면 된다.
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정 손해를 입기 싫거나 싸움을 조금이라도 피하고 싶다면 AI 무버의 목표 선정 우선순위를 이용하자. 콜벳->전투기->프리깃->주전함 순이다. 콜벳은 독(dock)에 정박시켜두고(아무래도 속도 면에서 잘 도망가지 못한다.) 속도가 빠른 전투기로 웨이포인트를 지정해주면서 출몰지점이나 이미 전투중인 지점을쓱 지나가게 하면 공격하던 것도 버리고 알아서 졸졸졸 쫓아온다.
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사실은 무버의 체력이 5000에서 1000으로 바뀌는 연구이다. 아쉬운 점은 이 연구를 하건, 하지 않건, 아군이 뽑는 무버는 체력이 1000이다. 연구를 하지 않고 진행하면 연구 항목은 그대로 남아있으며, 다음 미션에도 계속 남아있다.
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물론 요즘에는 30만원으로도 6채널 헬기 신품키트를 구할순 있다.