싱글 틸트로터 무인기
참가 부문
학과
재료공학부
팀명
대나무 헬리콥터
신청자 이름
김도현
틸트로터기는 이착륙 시에는 로터를 수직 방향으로 두어 헬기처럼 수직으로 이착륙하고, 비행할 때에는 로터를 수평 방향으로 두어 고정익기처럼 비행하는 항공기이다. 회전익기와 고정익기의 장점을 모두 가지는 틸트로터기는 수직 이착륙이 가능하면서도 빠른 속도와 긴 항속거리를 가진다는 장점이 있다. 그러나 2개, 혹은 4개의 로터를 사용하는 기존의 틸트로터기는 여러 개의 로터로 인해 복잡한 추진 체계를 가지고, 이는 내구성 저하와 가격 상승 등의 문제점으로 이어진다. 본 과제에서는 추진 체계를 단순화시킨 싱글 틸트로터 무인기를 제작하여 틸트로터기의 내구성과 정비성을 개선하고, 탑재량을 증가시켰다.
싱글 틸트로터 무인기는 한 개의 메인 로터와 한 개의 테일 로터를 추진 체계로 사용한다. 기체의 무게중심과 공력중심, 메인 로터의 위치를 일치시키기 위해 기체의 앞부분에 보조익, 뒷부분에 주익을 위치시켰으며, 배터리를 이용해 무게중심을 이동시킬 수 있도록 하였다. 메인 로터의 방향은 서보모터를 이용하여 제어하였으며, 이때 서보모터 2개를 사용하여 로터의 수직·수평 전환과 좌우 방향 이동까지 제어할 수 있도록 하였다. 무게중심을 잡은 후에도 남는 약간의 불균형과 바람 등의 외부 요인으로 인한 흔들림은 PID 제어를 이용해 안정화하였다. 기체와 코드 완성 후 여러 번의 시험 비행을 거치며 기체를 안정화하려 노력했지만, 아쉽게도 PID 게인 조절 중에 기체가 일부 파손되어 안정적인 비행을 할 수는 없었다. 하지만 추력이 더 강한 모터를 이용하고 모터를 더 높은 곳에 위치시킨다면 충분히 비행이 가능할 것으로 보인다. 만약 이러한 기체가 상용화된다면 기존 틸트로터기보다 정비성과 무게, 효율 면에서 우월할 것으로 예상되며, 수직이착륙이 필요한 도심지 등에서 무인 화물 수송 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
담당부서학생행정실
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