드론의 구성 및 역할 (2) : 드론 프로펠러와 리튬폴리머 배터리

드론 프로펠러의 이해

드론 프로펠러의 기본 요소

 

• 프로펠러의 규격 : 직경 * 피치
  • 직경 : 프로펠러가 만드는 회전면의 지름
  • 피치 : 프로펠러가 한바퀴 회전하였을 때, 앞으로 나아가는 거리 (기하학적 피치)
  (기하학적 피치 - 유효피치 = 슬립)

• 동일한 회전수에서 직경과 피치가 증가 시, 추력 증가
  가변피치프로펠러를통해넓은속도영역에서프로펠러효율향상이가능
• 저속비행을하는비행체는저피치프로펠러가효율이좋으며, 고속비행을하는비행체는고피치프로펠러가효율이좋음

프로펠러 결빙 주의 사항

1) 기온이 낮고 습도가 높은 경우
2) 주로 앞전에서 발생
3) 공기 흐름의 분리가 발생하여 기체 불안전 발생
4) 비행 중 주기적으로 프로펠러 결빙 확인 필요

 

프로펠러의 진동 

 

 : 프로펠러의 무게중심과 회전중심의 불일치로 인한 진동 ▶ 기체 고장 및 불안전한 비행 가능성

• 프로펠러 회전수에 따라 진동 주파수 변화
• 특정 회전수에서 공진 발생 가능 ▶ 회전수가 낮아도 큰 진동 발생 가능
• 프로펠러밸런싱을 통해 진동 저감 가능
  프로펠러 밸런싱: 프로펠러를 균형있게 조정하여 무게중심과 회전중심을 일치시켜 진동을 조절
• 탑재 무게 및 구조물 유격에 따라 진동 영향 변화 ▶ 센서 악영향 ▶ 적절한 진동 댐퍼 고려 필요
  진동 댐퍼 : 진동을 흡수하여 기체에 가해지는 진동을 줄여줌

---

 

리튬폴리머 배터리

• 리튬폴리머 배터리 특징
  

• 대부분의 드론이 동력원으로 사용중
• 자연 방전률이 낮아 장기간 보관 가능 (50~70% 충전상태로 보관)
• 메모리 현상*이 거의 없음 (*메모리 현상 : 배터리가 특정 충전 상태를 기억해서 용량이 줄어드는 현상) 
• 연료전지와 비교하여 에너지 밀도가 낮지만 순간 방전률이 높음 : 갑자기 빠르게 움직이거나 멈추기 가능.
• 완전 충전 후 보관금지 / 과방전금지 : 수명 감소 우려

• 배터리 외형 손상 시
1) 내부손상이 있을 경우 시간이 경과한 후 화재 발생 가능 (폐기)
2) 충전 및 비행을 통한 테스트금지
3) 다른 배터리들과 함께 보관금지

• 배터리 폐기 시

1) 환기가 잘 되는곳에서 소금물을 이용해 완전 방전 후 폐기 (유독성기체주의필요)
2) 전기적 저항 요소를 배터리에 연결하여 완전 방전 후 폐기
3) 비행을 통한 방전 금지
4) 전기적 단락을 통한 방전금지
5) 장기간 보관을 통한 방전금지

 

• 리튬폴리머 배터리 주의 사항

• 배터리 사용 중 전기적 단락 시
  1) 과방전으로 인해 충전기 인식이 안 될 경우, 충전 금지
  2) 시간 경과 후 화재 발생 가능 (안전을 위해 배터리 폐기)
  3) 배터리 화재가 발생 할 경우, 열폭주 현상을 막기 위해 신속한 냉각 필요
  
  
• 배터리 사용(충/방전) 횟수 증가
  1) 배터리 내부저항 증가로 사용 시 전압 강하 증가
  2) 배터리 내부저항 증가로 방전률 저하
  3) 비행시간 단축에 대한 고려 필요