쿼드콥터의 비행원리를 알아봅니다.

 

헬기의 비행원리는 실기든 무인기든 동일합니다.

메인로터가 회전하여 양력을 얻어 부양을 하게되고 기체는 메인로터의 회전방향과 반대 방향으로 '작용과 반작용의 원리'의 의해 반동 토오크가 발생하며 이를 상쇄시키기 위해서 테일로터가 필요하게 됩니다. 만일 테일로터를 메인로터만큼 크게 만들면 쌍발기가 되며 이른바 '치누크'라 알려진 메인로터를 2개 가진 미국의 수송기가 이런 예가 됩니다.

 

그밖의 Pitch(elevator, 전후진)나 Roll(aileron, 좌우진)의 경우는 메인로터의 피치를 회전각에 따라 달리주어 메인로터를 기울이고 이 기울인 만큼의 수평방향에 기여하는 벡터가 형성되어 특정 방향으로 일종의 드리프트가 발생하게 되어 기체는 이동하게 됩니다. 따라서 헬기의 속도는 고정익기 만큼 빠르게 할 수는 없을 것입니다. 또한 Yaw(rudder, 좌우회전) 동작은 테일로터의 속도를 조절하여 좌우회전을 하게 됩니다.

 

그러나 쿼드콥터는 테일로터가 없으며 메인로터만 4개로 구성되며 그 비행원리는 다음과 같습니다.

 

 

 

 

그림에서와 같이 M1, M3 로터와 M2, M4로터는 각각 쌍으로 같은 방향으로 회전하지만 서로 회전방향이 반대입니다. 이는 헬기에서처럼 기체의 반동토크를 서로 상쇄시키기 위함입니다.

 

상승 및 하강(Trottle up/down):

M1~M4를 동일하게 회전속도를 올리면 기체는 상승하고 동일하게 회전속도를 낮추면 기체는 하강하게 됩니다.

 

전후진(Pitch up/down):

M3 로터의 속도만 올리면 기체는 앞으로 기울어져 전진하게 되고 반면에 M1 로터의 속도만을 올리면 기체는 뒤로 기울어져 후진하게 됩니다.

 

좌우진(Roll left/right):

M2 로터의 속도만을 올리면 기체는 왼쪽으로 기울어져 왼쪽으로 이동하고 반면에 M4 로터의 속도만을 올리면 기체는 오른쪽으로 기울어져 오른쪽으로 이동합니다.

 

회전(Yaw left/right):

M1 그리고 M3 로터의 속도를 동일하게 증카시키면 기체의 반토크 균형이 깨져 기체 후미가 왼쪽으로 돌아갑니다. 반면에 M2와 M3 로터의 속도를 동일하게 증가시키면 마찬가지 이유로 기체의 후미가 오른쪽으로 돌아갑니다.

 

여기서 M1 로터를 증가시키는 것은 반대로 마주보는 M3 로터를 감소시키는 것과 마찬가지이며 또한 기체의 방향은 Pitch와 Roll을 혼합하여 모든 방향으로 날아갈 수 있겠지요...

 

 

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  1. 2015.09.22 16:09

    비밀댓글입니다

  2. JamesBrody 2015.10.05 08:55 신고

    호오... 결국 쿼드콥터의 날개 4개는 2쌍으로 나뉘어져서 항상 회전방향이 정해져있는거군요 속도 조절만으로 방향 전환이 되다니 궁금하네요

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