드론의 어떻게 움직이나
드론의 고정익기와 회전익기의 작동 원리 또한 차이가 있다. 고정익기는 양력을 이용한다. 즉, 고정익기가 엔진의 힘을 이용해 빠르게 활주로를 달리면 반대 방향에서 공기가 빠른 속도로 날개를 향해 다가 오게 된다. 다가온 공기는 날개를 중심으로 위아래로 분리되어 오르게 되는데 날개의 특성상 윗면의 공기가 더 빠르게 이동하고 아랫면은 느리게 이동한다. 이러한 공기의 속도 차이는 날개 위아래 간의 압력 차이를 발생시키고, 이 압력 차이가 날개를 위쪽으로 들어올리는 작용을 하여 비행기를 상공에 떠 있도록 만들어 준다. 이륙 후에도 고정익기가 상공에서 계속 비행하기 위해서는 이 양력을 유지해야 하는데, 일정 속도 이상으로 비행해야만 공기의 흐름을 발생시켜 양력을 생성시킬 수 있다. 이러한 특성 때문에 고정익기는 상공에 떠 있는 상태에서의 제자리 비행 및 수직 상승, 하강이 불가능하다. 고정익기는 일단 이륙하고 나서는 안정적으로 비행이 가능하고, 속도 변화나 기체의 움직임에 급격한 반응이 덜해 연료소모가 적어 장기체공이 가능하다. 따라서 고정익기 드론은 정찰, 기상관측 등 상공에서 오래 머무르는 업무에 적합하다.
회전익기는 프로펠러 역할을 하는 로터가 회전하면서 양력을 발생시킨다. 제자리에서 상승, 하강이 가능하고, 제자리 비행도 가능한 수직 이착륙기다. 회전익기의 로터는 고정익기 날개 여러 개를 모은 것과 같은데, 로터 하나 하나를 구성하는 날개를 블레이드라고 한다. 고정익기가 양력을 위해 전진하는 것과 유사하게 회전익기도 블레이드를 움직이며 양력을 얻는데, 각 블레이드는 주 동력장치인 엔진이나 모터등에서 발생하는 회전력으로 회전하게 된다. 회전익기는 이러한 비행특성 때문에 작은 공간에서 수직으로 상승/하강하여 이착륙할 수 있고 공중에서 제자리 비행과 저속 비행을 할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 용이성 때문에 상업용 드론의 대부분은 회전익기의 형태를 띄고 있다. 주변에서 쉽게 접할 수 있는 상업용 드론은 작은 프로펠러를 여러 개 사용하여 작동하는 특징이 있다. 이러한 드론을 멀티콥터라고 하는데, 프로펠러의 수에 따라 명칭이 달라진다. 프로펠러가 3개면 트라이콥터, 4개면 쿼드콥터, 8개이면 옥타콥터라고 한다. 아마존이 공개한 아마존 프라임 에어가 옥타콥터의 대표적인 예라고 할 수 있다. 헬리콥터가 엔진의 회전력을 이용해 긴 로터를 회전시키고, 로터의 기울어진 상태를 이용해 위치를 이동시키는데 반해, 멀티콥터는 각 모터의 회전수에 따라 전진하거나 회진한다. 모든 모터의 출력을 동일하게 높이면 수직상승하고 앞으로 나아가려면 뒤쪽 모터의 출력을 높이게 된다. 즉, 멀티로터는 각 로터의 속도제어만으로 충분히 방향 전환이 가능해 단일로터보다 구조적으로 훨씬 단순하다. 따라서 기체 자체를 제어하기가 쉬워 누구나 날리기 편하고 다양한 용도의 사용이 가능하다. 드론의 두뇌 역할을 하는 비행조종 컴퓨터인 FCC(Flight Control Computer)에 자이로 센서, 기압센서, GPS 등 드론의 현재 상태를 알려주는 여러 센서를 연결한 후 각 날개의 회전을 제어하여 움직이는 방식이다.
드론의 작동원리 (출처: 중앙일보)