2. 쿼드콥터 (QuadCopter)

드론에는 다양한 형상이 존재하는데, 이 중 '쿼드콥터'는 단어 그대로 4개의 프로펠러를 사용한 드론을 말한다. 우리가 드론을 떠올렸을 때 가장 쉽게 생각할 수 있는 모양의 드론이다.

 

이번 포스팅에서는 쿼드콥터의 간단한 비행 원리에 대하여 알아보려고 한다.

 

1. 비행 원리

쿼드 콥터에서는 장착되어 있는 모터와 프로펠러를 사용하여 양력 및 추력을 발생시킨다.

 

하지만 모터의 회전 방향은 특정한 규칙을 따라 정해져야만 제대로 된 비행이 가능하다.

 

흔히 회전하는 물체에는 관성이 작용하게 되는데, 아래 그림에서 'B'의 상황과 같이 만일 4개의 프로펠러가 모두 동일한 방향으로 회전하게 된다면, 기체에 동일한 방향으로 회전하려는 관성이 생기기 때문에 제대로 된 제어가 불가능하다.

 

즉, 기체가 같이 회전해버리게 된다.

 

따라서 위 그림의 'A'와 같이 2개씩 짝지어 서로 반대 방향으로 회전시킴으로써 기체에 가해지는 관성력을 상쇄시키는 것이다.

 

모터의 개수가 더 많은 드론의 경우에도 위와 동일하게 2개씩 짝지어 서로 반대 방향으로 회전한다고 생각하면 된다.

 

2. 롤, 피치, 요

비행하는 물체에 대한 제어의 3요소라고 생각하면 쉽다.

 

각 단어가 의미하는 바는 아래 그림과 같다.

롤, 피치, 요

롤(Roll) → 기체 진행방향으로 바라보았을 때 좌, 우로 흔들리는 정도

피치(Pitch) → 기체가 진행방향으로 비행하고 있을 때 위,아래로 흔들리는 정도

요(Yaw) → 기체를 수직 위쪽 방향에서 바라보았을 때 좌,우로 회전하는 정도

 

드론 역시 비행체이기 때문에 위의 3요소를 적절히 제어해야 안정된 비행이 가능하다.

 

예를 들어,

 

롤(Roll) 현상이 일어나게 되면, 기체 진행 방향으로 바라보았을 때 좌, 우에 있는 모터의 속도를 조절하여 제어하게 된다.

 

피치(Pitch) 현상이 일어나게 되면, 기체 진행방향으로 비행하고 있을 때, 앞, 뒤에 있는 모터의 속도를 조절하여 제어하게 된다.

 

요(Yaw) 현상이 일어나게 되면, 현상이 발생하는 방향으로 회전하고 있는 모터의 속도를 조절하여 제어하게 된다.

 

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다음 포스팅에서는 쿼드 콥터의 구성 요소에 대하여 알아보도록 하겠다.