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안녕하세요 정진센터입니다.
NAVION 프로젝트는 끝나지 않았습니다.
일정보다 천천히 진행 중에 있으며
기다리시는 분들에게 죄송하여
최근 도착한 기체에 사용할 부품들에 대해서 간략하게
소개해드리겠습니다.
그리고 변수가 생겨서 날개는 constant airfoil wing으로 만들 계획입니다.
이유는 비행기를 손으로 계산해서 설계부터 해석까지 하기 위해서입니다.
원래 비행기를 해석 즉, 여러 기동에 대한 안정성을 해석하기 위해서는
비행기를 함수로 만들어 선형화를 해야 합니다.
하지만 airfoil이 날개 길이방향으로 똑같은 형상(twist angle, angle of attack 등은 상관없음)
이 아니면 CFD(Computional Fluid Dynamic)를 이용해서 컴퓨터 수치해석으로
지루한 과정을 거쳐서 해석해야 합니다.
(참고 : 양력과 항력 등 force는 구하기 쉽지만 moment는 대학원생도 어려워함.)
저는 이 과정을 과감히 생략하고 기존의 공학자들이 만들어 정리해 놓은 데이터(그래프)를
이용해서 손으로 A~Z까지 완성해 보이려고 합니다.
여기에 구조해석, 비행기 설계 및 해석 등의 모든 과정이 포함됩니다.
결국 여러분도 엄청난 과정을 최대한 단순화하여 비행기를 설계할 수 있다! 이 말입니다.
가끔씩 들어오셔서 참고해주시면 큰 도움되시리라 생각드립니다.
서론은 이만치 하고 제가 구매한 부품들을 하나하나 말씀드리겠습니다.
(구매 팁 포함)
1. Main Landing gear
이 바퀴는 날개에 부착할 주 렌딩기어입니다.
생각보다 커서 놀랐습니다.
그림 5처럼 생각보다 NAVION이 커서 바퀴도 지름 75mm로 구매했습니다.
앞바퀴는 조금 작은 55mm입니다.
구매는 ailexpress에서 약 2만 원 정도에 구매했습니다.
국내에서 이렇게 완충장치(댐퍼)까지 겸비한 랜딩기어를 구매하시려면 아마 10만 원은 줘야 할 겁니다.
저는 중국에서 직구로 구매했습니다.
요즘 시국이 시국인지라 리뷰를 확인하고 배송이 최근까지 이루어진 곳을 찾느라 고생 좀 했습니다 ㅋㅋ
※ 참조링크
https://ko.aliexpress.com/item/671873150.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.701d4c4dtJPlQM
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2. 랜딩기어용 서보 일명 Retracter
그림 7은 최근에 도착한 리트랙터입니다.
서보와 같은 5v를 사용하고 3색 신호선도 있습니다.
서보와 차이점은 서보는 비행 중에 공기력을 견딜 수 있도록 기어로
이루어져 있는데 이 리트랙터는 내부는 정확히 모르지만
매우 강력한 시스템으로 되어있어서 기어 파손에 매우 강합니다.
대신 속도가 느린 편입니다.
따라서 착륙 시 발생하는 큰 하중을 견뎌줄 수 있습니다.
그림 8처럼 움직여주는 장치라고 보시면 됩니다.
약 만원 주고 구매했습니다.
보시다시피 무료배송입니다.
국내에서 구매하시려면 최소 3배는 주시고 구매하셔야 합니다.
※ 참조링크
https://ko.aliexpress.com/item/4000083244161.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.701d4c4dtJPlQM
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3. BLDC Motor
모터를 구매하실 때 주의하셔야 할 사항은 그림 14와 같이 프로펠러와 직경이 맞아야 한다는 것입니다.
이게 가장 까다롭습니다. 저는 대충 8mm에 맞추어 구매했는데
나사선 때문에 안 맞아서 이렇습니다.
중국에서 구매하는 만큼 이러 부분에 기대는 크게 하시면 안 됩니다. ㅋㅋ
가격은 약 2만 원 정도 주고 구매했습니다.
가성비는 좋은 것 같은데 성능은 잘 모르겠습니다.
제가 4S을 사용하기 때문에 그에 맞는 모터를 일단 알아봤고요
두 번째로 무게인데 생각보다 무게가 있는 것으로 샀습니다.
대부분 50g 정도밖에 안 나가서 나중에 무게중심 맞출 때 고생할 것 같아서요
프로펠러는 밑에서 소개하겠지만 10in짜리로 샀기 때문에 작아서 하중은 크게 무리가 없을 것 같습니다.
최대 추력은 2850g으로 NAVION 예상 무게가 1.5~2kg인데 반하여 상당히 큰 힘을 내줍니다.
kv는 rpm/v단위를 사용하여 사용할 배터리 볼트를 곱해주면
프로펠러가 없을 때 즉 무 하중일 때 모터의 분당 회전 속도 즉, rpm을 알 수 있습니다.
kv는 작을수록 즉 rpm이 작을 수록 토크가 강합니다.
토크가 강해야 큰 프로펠러를 사용할 수 있습니다.
따라서 큰 프로펠러를 사용하시거나 기체가 큰 비행기를 만드실 때에는
우선적으로 이 kv를 적정으로 맞춰주셔야 합니다.
저는 문제없습니다. ㅋㅋ
하.. 프롭 안 맞는데 어떡하지... 구멍 뚫어야 하는데 축휘면 망하는데 ㅠㅠ
※ 참조링크
https://ko.aliexpress.com/item/32964979756.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.27424c4dOcMx4N
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4. 3 blade Propeller
프로펠러에서 실수를 해서 모터랑 직경이 안 맞아서 드릴 프레스로 정확하게 홀을 뚫어줘야 합니다.
이게 제일 걱정입니다.... ㅠㅠ
가격은 약 4천 원 정도에 구매했습니다.
프로펠러 사이즈는 1006으로 프로펠러 반경은 10in이고
피치는 6in입니다.
세로 길이가 10in 즉 직경이고
가로길이는 한 바퀴 돌아서 오는 거리가 6in입니다.
피치가 크면 클수록 프로펠러에서 동일한 회전 대비 큰 추력을 내줍니다.
다만, 모터에 큰 토크가 걸려서 적절한 모터를 구매해야 합니다.
5. Pixhawk
픽스 호크는 일종의 컴퓨터입니다.
FC라고 불리며 Flight controller라고 말합니다.
비행 제어기이죠.
사실 모든 비행기에는 비행 제어기가 들어갑니다.
rc비행기에는 비행제어기가 없이도 비행이 가능하도록 만들어지지만
여러분이 좋아하시는 F22나 F15k 등 최신의 전투기는
비행 제어기 없이 날수도 없습니다.
그럼 제가 왜 이 pixhawk를 구매했냐?
저는 사실 비행 제어기는 필요 없습니다.
NAVION 자체에 제어기가 없어도 날 수 있도록 설계되었기 때문이죠.
하지만 랜딩기어가 열리고 닫히는 것을 구현하려면
많은 미니 서보모터가 들어가게 됩니다.
그런데 rc비행기 수신기는 최대 8 채널 정도밖에 지원을 하지 않기 때문에
더 많은 서보를 작동시키려면 픽스 호크에서 지원하는 SBUS 방식의 통신이 필요합니다.
이는 픽스호크에서 여러 채널을 사용할 수 있도록 해주는 것입니다.
그리고 픽스 호크로 비행데이터를 저장해서 수학적으로 선형화 된 비행기 함수와
실제 비행데이터 값을 비교하여 실제로 선형화 된 비행기 함수가 수학적으로
잘 만들어졌는지 확인하려는 연구적인 의도도 있습니다.
사실 그러려면 자동비행도 해야 해서 ㅋㅋ 샀습니다.
가격은 통신 모듈, GPS 등 필요한 부품들을 모두 포함하여 약 10만 원 정도에 구매했습니다.
※ 참조링크
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국내에서 구매하시면 3배 내고 구매하실 수 있습니다.
도착하는 데로 업데이트하겠습니다.
6. 배터리
배터리는 4cell 배터리로 구매했습니다.
용량은 5000mAh로 대략 20분 이상 비행이 가능하도록 했습니다.
여기서 주목할 점은 60C의 방전율을 가진 배터리로 했다는 것입니다.
위에서 모터의 최대 전류는 48A입니다.
그럼 ESC에서 48A이상의 전류를 보내줄 수 있어야 하므로
48A 이상되는 ESC를 구매해야 하고
배터리도 또한 48A 이상되는 전류를 보내줄 수 있어야 합니다.
이때 배터리에서 보내줄 수 있는 최대전압은 총 용량(5000mAh) x 60C입니다.
5A*60C=300A임으로 충분한 전류를 보내줄수 있습니다.
만약 제가 동일한 용량인 5000mAh를 구매하더라도 5C밖에 안 되는
배터리를 구매하면 5*5=25A임으로 ESC에 충분한 전류를 보내줄 수 없어서
모터가 제 성능을 발휘하기 어렵습니다.
이를 염두에 두시고 구매하시면 좋습니다.
배터리 용량과 방전율, 사용시간
RC용 배터리는 다른 일반 배터리와는 달리 방전율이 높은 배터리를 사용합니다. 배터리마다 자신이 낼수 있는 방전율이 있고, 이 방전율이 높을 수록 높은 파워를 구동할 수 있습니다. 그럼 배터
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무개는 574g으로 다소 무거운 편입니다.
배터리 가격은 약 3만 원 정도를 내고 구매했습니다.
※참조링크
https://ko.aliexpress.com/item/33042115755.html?spm=a2g0s.12269583.0.0.78467c1fSnBAQK
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다음 글에서 계속~
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