https://youtu.be/GQUZn62u26s - 2호기 비행

오른쪽 문서는

본인이 유체역학이나 회전익기 공학을 배우기 전에

프로펠러 추력 이론을 개발해본 자료야(그림도 그려가면서)

수식이 너무 더럽게 나와서 이게 맞나 싶었는데 몇 년 후에

왼쪽의 교수님 자료랑 비교해보니까 폼이 똑같더라 ㅋㅋㅋ

물론 전체적인 자료의 분량/퀄리티에 있어선

내가 한것도 교수님 자료에 비해선 빙산의 일각 수준이지만,

3호기는 그동안 쌓아온 기술력을 집약해서 만들었어.

대부분 이런 기체 개발할 때 기어박스를

동체 프레임과 합쳐서 일괄적으로 설계하는 경우가 많은데,

나는 동력계를 동체 프레임으로부터 완전히 분리해서

모듈형 파워팩으로 설계했어

드론의 용도(수송/정찰/공격 등)에 따라

동체 설계가 달라지는 경우가 있는데

파워팩 개념으로 설계를 진행하면,

동일한 파워팩을 각기 다른 형태의

동체에 이식해서 드론의 용도에 따라서

손 쉽게 컨버팅 할 수 있다고 판단했거든.

또 국내는 물론이고 해외에서도 기체 개발할 때

주로 Open 타입의 기어박스로 개발을 해

왜냐면 그게 개발하기도 편하니까. ㅋㅋ

기어 재질도 아세탈같은 플라스틱 기어를 주로 사용하고.

그런데 내가 1, 2호기를 개발했을 때도 느낀거지만

이런 개방형 기어박스는 외부 이물질에 너무 취약해

모래같은 입자들이 기어에 껴들어가면 다 박살하는거지

깨끗한 장소에서만 뜰 수 있는 한계가 생겨.

3호기는 안좋은 환경에서도 원활히 작전을 수행 할 수 있도록

Closed 타입의 기어박스로 개발을 진행했어.

기어의 재질도 합금강 계열로 개발하고 열처리도 수행하고,

원활한 윤활을 위해 오일 펌프도 별도로 개발했지

축 결합 방식도 일반적인 키(Key) 결합이 아니라

인벌류트 스플라인 결합방식으로 설계했는데

이런 동력계 부분이.. 뭐 내 맘대로 설계할 수 있는게 아니라

규격에 따라 설계해야해서 개발 난이도가 굉장히 높았어

비용도 엄청 들고 ㅋㅋ

싱크롭터 기어박스 5축 MCT 가공. gif

특히나 이런 기어박스는 정밀도가 매우 중요해

기어 단품 하나하나를 잘 만들어봤자,

그 기어의 정렬이 제대로 안되면 수명이 팍 깍여버리거든

설계 단계에서부터

원활히 정밀가공이 진행 될 수 있도록 개발을 진행해야 해.

지금까지 본 것처럼 3호기는 금속 소재를 주로 사용했기 때문에

기체 수명과 내구성이 높지만 중량은 상대적으로 많이 나가게 돼.

이런 부분에 대해서

경량화와신뢰성을 동시에 달성하기 위해 많이 노력했어.

다단 스퍼/헬리컬 기어박스의 최적화 기법도 개발하고,

몇몇 최적화 프로그램도 개발했는데 자세한 내용은 아래와 같아

관심 있는 사람만 읽을 것..! ^^

- 첫 번째 TMI -

기어 박스가 1:16의 비율을 가지고 2단으로 구성된다고 치면

1:4 & 1:4로 두번 감속 할 수도 있고,

1:2 & 1:8 로 분할 할 수도 있잖아?

그럼 같은 동력을 전달할 때,

어떤 기어비를 사용하는게 가장 가벼워질까?

에 대한 해석이야. 이런 최적화를 위해 손으로 방정식을 개발하고

이걸 또 검증하기 위해 해석 프로그램을 개발해서 다 돌려봤지..

그게 위의 결과야.

- 두 번째 TMI -

전체적인 기어비를 그렇게 최적화 하면

그 다음으로, 이제 각각의 개별 요소를 최적화 하는건데

샤프트 같은 경우는 적게는 수백만 번에서 수억 번의

변동 하중이 걸려서 빠르게 피로 누적이 되기 때문에

이를 위해 피로응력에 대한 최적화 프로그램을 개발했어.

왼쪽 위 사진의 이상한 하얀 회색막대(?)

가 내 프로그램으로 최적화된 모델이고,

이걸 기본 모델로 해서 설계를 진행했지.

오른쪽은 딴 최적화 프로그램으로 연구해 본 거야.

프로그램이 알아서 설계 해주는거라고 보면 돼.

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3호기를 위해 개발한 로터헤드

로터헤드(Rotor Head)라는건 추력을 제어하는 기계 메커니즘이야.

모터의 동력이 기어박스를 거쳐 최종적으로 로터헤드로 전달 돼.

아까 말했다시피, 2호기까지는 상용 로터헤드를 구매해서 썼지만,

이제 기술도 쌓였겠다~ 싱크롭터를 위한 로터헤드를 개발해봤어.

로터헤드 개발은 처음해본거라 부족한 부분이 많았지만,

그렇기에 안전계수를 높였고

다행히 실제 사용하는데 별 다른 문제는 발생하지 않았어.

그래도 개인적으로 아쉬워서 다시 설계하고 싶은 부분임..

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아..돈이 모자라서 외관 디자인이랄게 없어

3호기 개발할 때 개발 자금이 다 소진돼버렸거든 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ

그래도 견고하게 개발했고, 이제서야 비행만 하는 수준이 아니라

어떤 임무를 수행할 수준의 기체가 나왔지 ㅋㅋ

싱크롭터답게 페이로드가 잘 나오게 했으니깐

아래에 물 들어 올리는 영상 첨부했어

괜히 빈 박스 같은거 들어 올리는 건 의미도 없잖어

포장도 안뜯은 삼다수 2L x12개로 증명한 거임.

흠 이제 슬슬 마무리를 해야하는데..

6년간 내 인생의 일부를 갈아넣어서 개발했던 드론이야.

지금에 와서야 이렇게라도 알려보는 이유는

그동안은 너무 바빴거든..

이렇게 글 쓸 체력도 없고 정신적으로도 여유가 없었어.

요새 그래도 한가해져서 나름 각잡고 올려본거야

나에겐 꽤 긴 시간이어서

이 개발 사업을 끝내는 게 힘들었었네..

지금 좀 방황하고 있고, 앞으로의 삶을 고민하는 중이야

앞으로 나도 내가 어떤 일을 하며 살아갈지 모르겠어 ㅋㅋ

다만,

이 글이 다른 누군가의 삶에 자극이 되기를 바라고,

영감을 얻을 수 있게 되기를 바라.

그럼 굿 바이

1人 드론 스타트업 TASK hardware 끝(망함)

(안타깝게도 실현되지 못한 페이스 리프트 버젼 3호기 후방)