이석원 기자
회전익과 고정익을 결합한 구조로 수직 이착륙과 수평 순항이 가능하며 1회 충전으로 3시간 비행이 가능한 수직이착륙기(VTOL) 타입 드론을 3D프린터를 사용해 불과 90일 만에 제작했다고 미국 캘리포니아주 거주 기업가인 쉬 총(Tsung Xu)이 보고했다. 그는 VTOL 타입 드론 제작 과정과 실제 비행하는 모습을 정리한 동영상을 유튜브에 공개했다.
그는 이번 프로젝트에 착수하기 전 드론 제작에 필요한 CAD나 3D프린팅, 공기역학 모델링 등 분야에서는 거의 초보자였다고 한다. 지난 1월 독자적인 VTOL 타입 드론을 제작한 경험은 있었지만 CAD 스킬은 기본적인 것만 보유하고 있었으며 사용한 Bambu Lab A1 3D프린터도 구입한 지 1개월 정도밖에 지나지 않았다고 한다.
그는 이번 VTOL 타입 드론을 제작하면서 비행시간을 최대화한다는 걸 목표로 내세웠다. 먼저 기체를 모델화해 CAD로 부품을 설계한다. 초보자였던 그는 작업을 진행하면서 필요한 지식과 기술을 학습해나갔다고 한다.
경량이면서도 강도와 충격내성이 높은 발포 PLA(폴리락트산 수지)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 3D프린터용으로 개량한 PETG 필라멘트를 사용해 3D프린터로 100개가 넘는 부품을 출력했다. 필요한 부품과 드론용 장치가 갖춰지면 부품 조립과 테스트에 착수했다.
그는 조립 후 2주간에 걸쳐 트러블슈팅을 진행했다. 그 결과 드론 모터 출력을 제어하는 ESC라는 장치가 과열되고 있다는 게 원인이라는 걸 밝혀냈다. 부품부터 기체를 재구축하기로 하고 ESC와 모터, 배선을 업그레이드해 다시 벤치테스트를 실시하자 ESC가 저온에서 작동하게 됐다고 한다.
테스트 결과에 따라 전후 방향 이동을 나타내는 피치, 좌우 방향 이동을 나타내는 롤, 선회 동작을 나타내는 요를 각각 조정했다. 이어 회전익을 사용한 호버링에서 고정익을 사용한 순항 모드로의 전환도 테스트했다. 이후 야외 테스트에서도 자작 드론은 경쾌하게 비행하는데 성공했다.
이 테스트에서는 이번에 제작한 VTOL 타입 드론이 1회 충전으로 209km 거리를 비행하며 비행시간은 무려 3시간에 달하는 것으로 나타났다. 이번 드론은 아직 충분히 최적화되지 않았지만 그럼에도 3D프린터로 제작된 VTOL 타입 드론 중에서는 가장 비행거리가 긴 것 중 하나라고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
정용환 기자
이원영 기자
