두개의 심장을 품다. 하이브리드 드론
드론계의 뜨거운 감자, 하이브리드 드론을 알아보다.
오늘도 즐거운 비행 중이신가요? 파란 하늘을 가르는 드론을 바라보고 있으면 언제나 기분이 좋아집니다.
FPV 화면을 통해 내려다보는 광경은 매일 보는 곳이라도 새로운 세상을 바라보는 느낌이 듭니다.
그런데 말입니다. 우리의 가슴을 뻥 뚫어주는 이 즐거운 시간은 언제나 아쉬움을 남깁니다.
우리가 즐길 수 있는 비행시간이 최고 30분 남짓이기 때문이죠.
아아 사랑하는 나의 임은 갔습니다. 사진=pixabay.com드론의 짧은 비행시간은 우리의 즐거움뿐만 아니라 드론이 나아갈 미래에도 큰 걸림돌이 되고 있습니다.
물론 오늘도 이 문제를 해결하기 위해 많은 실험들이 진행되고 있습니다.
드론의 비행시간을 늘리기 위한 방법은 어떤 것들이 있을까요?
많은 방법 중에서 최근까지도 꾸준히 연구되고, 드론에도 적용되는 방법은 하이브리드(Hybrid)인 것 같습니다.
아, 예전에 다뤘던 땅도 하늘도 맘껏 달리던 그 하이브리드가 아닙니다.
하이브리드 기술은 구동계에 추가적인 동력원을 더하는 기술을 말합니다.
예를 들자면 디젤 엔진만을 사용하던 자동차에 전기로 움직이는 배터리를 추가하는 경우가 있죠.
자동차에서 쓰이는 하이브리드 엔진은 저공해와 효율 증대라는 이점을 갖는데요.
드론의 경우에는 기존 전기 엔진에 연료 엔진을 더해 비행시간을 크게 향상시킬 수 있습니다.
전기에 비해서 기존의 연료들이 훨씬 높은 에너지밀도를 가지고 있기 때문이죠.
기존에 사용하던 연료는 배터리와는 비교도 안되는 효율을 자랑합니다. 사진=https://goo.gl/VdqZJY오늘은 가솔린과 배터리를 동시에 사용하는 이 하이브리드 기술을 적용한 드론들을 소개해 드리고, 왜 효율적인 기존 연료가 드론에는 쓰이지 않는지 살펴보도록 하겠습니다.
탑플라이트(TOP FLIGHT) 에어보그(Airborg) H8 10K
먼저 소개할 드론은 탑플라이트사의 에어보그(Airborg) H8 10K입니다. 에어보그 H8은 산업 분야에서 활용을 목적으로 개발된 드론입니다.
에어보그 H8은 8개의 동축반전 프로펠러를 장착하고 있습니다.
드론에서 동축반전 프롭을 쓸 때, 좋은 점은 일반적인 프롭에 비해 강력한 동력을 얻을 수 있다는 점입니다.
모터가 고장 났을 때 추락을 방지할 수 있다는 건 덤이죠.
하지만 프롭이 배로 늘어나기 때문에 배터리만으로는 그 효율이 매우 나빠진다는 단점도 있습니다.
동축반전 프로펠러가 인상적인 드론입니다. 사진=tflighttech.com하이브리드 엔진을 상정하고 개발된 에어보그 H8은 효율 하락을 극복하고 동축반전 프롭의 장점을 잘 살려냈습니다.
에어버그 H8은 최대 15kg을 적재하고 1시간, 4kg의 경우에는 최대 3시간까지 비행이 가능합니다.
이동과 보관의 편의성을 고려해서 프롭이 달린 암(arm) 부분은 탈착이 가능한 설계를 채택했구요.
쿼터늄(Quaternium) HIBRIX.20
다음으로 소개할 드론은 쿼터늄(Quaternium)사의 하이브릭스.20(HIBRIX.20)입니다.
하이브릭스.20은 상업시장에 나온 최초의 하이브리드 드론입니다.
하이브릭스.20은 쿼드콥터 형태를 취하고 있습니다.
하이브릭스.20은 세련된 디자인이 돋보이는 산업용 드론입니다. 사진=twicopy.org하이브릭스.20은 조사, 감시 및 수색, 구조 등 산업 분야에서 활용을 목적으로 개발된 드론입니다.
하이브릭스.20은 하이브리드 엔진을 채택해 5kg을 적재하고도 최소 1시간에서 최대 2시간까지 비행할 수 있다고 합니다.
적재물이 없는 경우에는 최대 4시간까지 비행시간이 늘어난다고 합니다.
하이브릭스.20 역시 분리되는 암 구조를 채택해 한 사람이 비교적 쉽게 운용할 수 있습니다.
또 자동차 트렁크 등에 넣어 이동할 수 있도록 여행가방 정도 크기의 전용 캐리어도 제공됩니다.
분리되는 암 구조로 손쉽게 분해 결합할 수 있습니다. 사진=youtube.com
하이브릭스.20 전용 캐리어의 모습. 사진=quaternium.com쿼터늄사는 하이브릭스.20의 비행과 관련된 편의기능도 준비했습니다.
하이브릭스.20은 태블릿 등을 통한 간단한 설정만으로 이륙과 착륙, 정해진 구역 안에서의 비행 등을 스스로 할 수 있습니다.
하이브릭스.20은 간단하게 웨이포인트를 설정할 수 있습니다. 사진=youtube.com뿐만 아니라 짐벌이 없어도 비교적 안정적인 항공 촬영이 가능합니다.
짐벌을 장착하지 않아도 생각보다 안정적인 영상을 제공합니다. 사진=youtube.com에어버그 H8 10K와 하이브릭스.20를 정리해보면 이렇습니다.
오래 날 수 있는 연료 엔진, 왜 드론에서는 외면 받을까요?
이번 하이브리드 드론을 살펴보다가 문뜩 의문이 들었습니다.
‘더 오래 날 수 있는데 왜 연료 엔진을 적극적으로 쓰지 않는 걸까?’ 하구요.
오늘 다뤘던 산업용 드론처럼 특수한 경우를 빼고는 아직까지도 많은 드론이 배터리를 이용하고 있습니다.
여러 정보를 찾아보면서 나름대로 내린 결론을 정리해 보자면 다음과 같습니다.
연료 엔진을 사용하는 드론은 배터리 엔진 드론에 비해서 커다란 크기를 갖게 됩니다.
기존의 연료를 사용하는 엔진은 소형화하는데 한계가 있기 때문입니다.
덤으로 연료 엔진을 사용하는 드론은 배터리 엔진 드론에 비해 소음이 심합니다.
커다랗고 시끄러운 드론은 좁은 장소나 실내에서 사용하기 곤란하겠죠?
또 드론은 열에 민감한 부품이 많이 사용되는데, 가솔린이나 가스는 배터리에 비해 발열량이 엄청납니다.
사고가 날 경우에도 인화성 물질을 가지고 있기 때문에 폭발이나 화재의 위험도 높습니다.
공중에서 한참 날던 드론이 과열로 추락한다면.. 사진=youtube.com연료 엔진만을 사용하는 드론을 쉽게 볼 수 없는 데에는 이런 이유들이 있습니다.
그렇지만 넓은 지역을 날아야 하는 산업 분야에서 긴 비행 시간은 포기할 수 없는 부분입니다.
위험부담이 있는 하이브리드 기술이 뜨거운 감자로 남아있는 이유가 여기에 있습니다.
하지만 멀지 않은 미래에는 배터리와 전기의 효율이 더 나아질 겁니다.
그때가 되면 산업 분야의 뜨거운 감자인 하이브리드 드론도 순식간에 그 자리를 내줘야 할지 모를 일입니다.
WRITER 이중화/드론스타팅 필진
드론과 친해지고 싶은 이중화입니다.
