드론으로 즐기는 하늘, 프리스타일 비행의 모든 것
하늘에서 춤추는 드론, 프리스타일 비행 기술 알아보기!
드론은 쓸모가 많습니다.
드론스타팅에서도 드론 사용법에 대해 알려진 많은 사례를 살펴보았지만
역시 우리 가까이 있는 레저용 드론은 우리가 보지 못하던 풍경을 보여주고, 촬영을 하고, 가지 못하던 공간을 빠르게 비행하는데 사용됩니다.
그래서 촬영용 드론과 레이싱 드론으로 레저용 드론을 분류해 보기도 했습니다.
촬영용 드론은 촬영에 집중할 수 있도록 조종에 많은 부분을 컴퓨터가 보살펴 줍니다.
그렇지만 레이싱 드론은 손가락 끝의 감각으로 하늘을 즐기기 때문에 컴퓨터는 우리가 모르게 살짝만 비행에 도움을 줍니다.
프리스타일 비행에 사용되는 드론은 레이싱 드론에 그 뿌리를 두었지만 설정이 약간 다릅니다.
또 공간을 즐기고 영상 촬영을 즐기는 점에서는 촬영용 드론과 비슷합니다.
프리스타일 드론은 정적인 화면 대신에 동적인 영상을 담아냅니다.
Juicy한 비행이란 개념을 선구한 Johnny의 비행 영상을 한번 보시죠.
프리스타일 비행이 배우기가 만만할리 없겠지만, 모른 척 지나치기엔 롤러코스터 앞에 대기줄처럼 설렘이 손짓하고 있습니다.
거기에 우리의 드론 배터리와 도전의식은 만충 상태입니다.
오늘 드론스타팅의 도전은 프리스타일 비행입니다.
앵글 모드(Angle Mode) 비행? 매뉴얼 모드(Manual Mode) 비행?
레이싱 드론에 관심을 가지면 반드시 만나는 장벽이 있습니다. 매뉴얼 모드입니다.
이 비행법은 연습용 드론으로 수 십 시간을 익힌 숙련자의 심혈을 기울인 드론도 단번에 지면을 향해 맹렬히 돌진시켜, 떨어진 감자칩으로 만드는 무서운 조종법입니다.
일반적인 드론의 조종법은 앵글모드입니다. 조종기의 움직임과 동일하게 드론이 움직이죠.
대부분의 드론의 조종법은 대단히 직관적입니다. 조종기의 스틱을 기울이면 그 기울기 만큼 드론도 함께 움직이기 때문입니다.
스틱이 움직이는 방향으로 기울어 이동하던 드론도 스틱을 원래대로 옮기면 정지합니다. 밀면 가고 놓으면 섭니다.
이해하기 좋은 대신 단점이 있습니다. 드론을 360도 한 바퀴 돌리려면 조종기를 360도 돌려야 하는데 방법이 없죠.
레이싱 드론의 조종법 메뉴얼모드는 드론이 왜 이렇게 움직이는지 감도 오지 않습니다.
그래서 매뉴얼 모드가 필요합니다. 매뉴얼 모드는 밀면 미는 방향으로 전진합니다.
그러니까 기존의 드론 조종과 같이 천천히 전진하기 위해 스틱을 앞으로 살짝만 밀고 있다면 살짝 기운 조종기의 스틱의 각도로 드론은 천천히 앞으로 전진을 계속합니다.
하지만 스틱을 가운데로 돌린다고 해서 멈추지는 않습니다.
땅으로 떨어지건 말건 계속해서 전진합니다.
매뉴얼 모드의 드론을 세우려면 스틱을 가던 방향의 반대 방향으로 움직여야 합니다.
매뉴얼 모드는 드론의 기울기를 조종하는 방법이 아니라 드론이 회전하는 속도를 조종하는 방법이기 때문입니다.
매뉴얼 모드는 스틱으로 프로펠러 회전속도를 조종하는 방법입니다. 스틱을 작게 움직이면 낮은 속도로 회전하고, 많이 움직이면 높은 속도로 회전합니다.
프리스타일 비행에 도전하기 위해서 매뉴얼 모드를 익혀야 하는 이유가 여기에 있습니다.
앵글 모드에서는 아무리 스틱을 앞으로 밀어도 더 빨리 비행할 뿐, 드론을 뒤집을 수는 없기 때문입니다.
물론 스틱을 일정 각도 이상 움직이면 회전하는 호라이즌 모드(Horizon Mode)가 존재합니다. 하지만 프리스타일 비행에는 한계가 있습니다. 사진=eachine.com
중력과 양력 사이에 자유
프리스타일 비행은 뉴턴의 중력과 라이트 형제의 양력, 그 사이 어디쯤에 있습니다.
양력으로 떠오르는 시간과 중력에 의해 땅으로 끌어 당겨지는 시간이 우리가 프리스타일 비행으로 즐길 수 있는 시간입니다.
땅으로 수직낙하를 하든 길게 활공을 하며 떨어지든 중력은 동일하게 우리를 잡아당깁니다.
옆으로 길게 활공하면 좀 천천히 떨어질듯 하지만 프로펠러가 돌지 않는 이상 떨어지는 시간은 동일합니다. 사진=blog.naver.com/smoke2000
그러니까 프리스타일의 화려한 동작은 프로펠러를 정지시켜 양력이 더 이상 만들어지지 않아도 관성으로 하늘을 계속 올라가는 시간부터 중력으로 떨어질 때까지의 시간입니다.
공기의 저항을 고려하지 않는다면 아파트 7층(한 층을 2.8m로 가정한다면)에서 자유낙하 할 때 2초정도 시간이 있으니까 그 짧은 시간에 누리는 자유인거죠.
계속해서 오르락 내리락을 반복하면 배터리가 다할 때까지 전에 누리지 못한 비행의 자유를 얻을 수 있습니다.
관성으로 오르는 순간부터 다시 오르는 순간까지, 이것이 프리스타일 비행의 시간입니다. 사진=http://blog.naver.com/smoke2000
그래서 프리스타일 비행팀 Groovers는 하늘에서 추는 3분의 춤이라고 표현합니다.
프리스타일 비행의 기술, 플립(Flip)
레저용 드론의 역사와 함께 프리스타일 비행은 비슷한 진화의 시간을 겪었습니다.
하지만 드론의 역사도 몇 년에 불과하기 때문에 기술의 명칭에 대해 누구도 정의를 내리지 못했습니다.
‘같은 비행의 이름이 서로 달아 문자와로 서로 사맛디 아니할쌔’ 프리스타일 비행 영상 채널의 무한도전 Rotor Riot에서 각각의 이름과 비법을 소개하면서 프리스타일 비행기술 명칭이 통일되기 시작했습니다.
프리스타일 비행 고수들이 모여 만든 유튜브 채널, Rotor Riot. 사진=youtube.com
가장 기본적인 기술은 드론을 뒤집는 기술인 플립(Flip)입니다. 이 플립에서 프리스타일 비행의 다양한 기술이 시작됩니다.
드론의 옆면을 축으로 회전하는 피치 플립(Pitch Flip), 정면을 축으로 하는 롤 플립(Roll Flip), 상하를 축으로 회전하는 요우 플립(Yaw Flip)을 기본으로 각각의 플립을 조합하는 콤보 기술도 있습니다.
기본적인 3가지 플립. 피치, 롤, 요우 플립
모든 플립은 시작 전에 스로틀을 올려 하늘로 오르는 관성을 만든 다음 스로틀을 내리는 것과 동시에 원하는 방향으로 회전하는 기술입니다.
스로틀을 내리지 않으면 뒤집힌 상태에서는 바닥을 향해 양력이 생깁니다.
이때, 드론은 회전을 하는 것이 아니라 원을 그리면서 돌게 됩니다.
전방으로 회전하는 피치 플립은 땅과 하늘을 번갈아 보는 어지러움만 극복하면 어렵지 않습니다.
드론이 원치 않는 착륙을 하기 전에 회전을 마쳐야 하는 압박감이 있지만, 그런 스릴이 있어야 즐거운 법이지요.
이것이 피치 플립. 사진=youtube.com
롤 플립도 기본적으로 피치 플립과 크게 다르지 않습니다.
하지만 드론의 카메라는 속도를 위해 위를 향해 있기 때문에 그대로 롤을 하면 카메라를 중심으로 돌지 않아 어지러움이 더합니다.
이를 개선하기 위해 롤 회전시 반대 방향으로 러더(=요우) 스틱을 움직이는 고급 기술을 구사할 수도 있습니다.
그대로 롤 플립을 한다면 카메라의 중심이 원을 그리게 됩니다. 카메라의 중심축을 따라 회전하려면 러더(=요우) 스틱도 함께 움직여 주어야 합니다.
같은 이유로 요우 플립도 조종기의 러더(=요우) 스틱만을 조종한다면 카메라가 기울어진 각도 만큼 땅과 하늘을 번갈아 봅니다.
롤 플립과 마찬가지로 조종기의 에일러론(=롤) 스틱을 같은 방향으로 조종해 주어야 합니다.
전진하는 상태로 요우 회전만 한다면 카메라는 지면을 따라 회전하지 않습니다.
플립으로 드론의 상하가 뒤집혔다면 조금만 그 상태를 유지하다가 다시 회전하세요.
그 시간을 얼마나 잘 활용하는지가 프리스타일 비행의 기본기가 됩니다.
그리고 플립을 조합하여 인버트 요우(Inverted Yaw) 같은 기술을 완성합시다. 사진=youtube.com
이제 고급 기술에 도전합니다. 여러 가지 플립을 계속 연결하는 루빅큐브(Rubics Cube) 기술입니다. 사진=youtube.com
프리스타일 비행의 기술, 파워 루프(Power Loop)
파워 루프는 큰 원을 그리면서 상하로 움직이는 기술입니다. 마치 공중제비를 도는 비행기 같은 움직임을 보여주는 기술입니다.
파워 루프는 기본적으로 피치 플립과 비슷합니다. 하지만 스로틀을 내린 후 재빨리 회전하지 않고 스로틀을 이용해서 후진하면서 천천히 회전하는 것이 다릅니다.
회전의 기준이 될 만한 큰 나무나 건물 앞에서 연습하기 좋습니다. 사진=youtube.com
파워 루프, 한 번 천천히 따라해 봅시다.
스로틀을 올리며 상승하면서 드론의 머리를 서서히 하늘로 향하게 합니다.
FPV 화면이 하늘을 향하는 순간 빠르게 스로틀을 조작해 드론을 뒤로 움직이도록 합니다.
이렇게 하면 후진으로 날아오르면서 큰 원을 그릴 힘을 만들 수 있습니다.
피치를 같은 속도로 올리면 드론이 회전하면서 지면을 보게 되는데, 여기서 놀라지 말고 아무 일 없었다는 듯 회전을 계속해서 다시 날아오르면 됩니다.
그대로 추락해 버릴지도 모르지만 착륙한 거라고 자연스럽게 대답합시다. 사진=blog.naver.com/smoke2000
파워 루프는 FPV 화면에 하늘이 가득 차는 순간, 기체가 어디쯤 있는지 알기 어렵기 때문에 긴장하게 됩니다.
이때 모든 프리스타일 비행이 그렇듯 당황하지 않고 자연스럽게 다음 동작으로 넘어가는 것이 중요합니다.
프리스타일 비행의 기술, 스플릿-S(Split-S)
일명 나무 넘기 또는 S-Turn 이라고 하는 이 기술은 롤 플립과 피치 플립의 조합으로 이루어집니다.
스플릿-S는 나무 끝에 뭐가 있는지 확인할 때 매우 유용한 기술입니다. 사진=youtube.com
스플릿-S의 요령은 다음과 같습니다.
상승을 하면서 롤 플립으로 180도 회전을 합니다.
드론이 상승하는 관성을 잃어버릴 때까지 피치를 조종해, 드론의 카메라가 나무의 끝을 보도록 천천히 피치 플립을 하면서 원래 자리로 돌아옵니다.
자연스러운 동작을 위해서 스로틀의 조작이 매우 중요합니다
너무 큰 스로틀로 스플릿-S를 시작하면 나무에서 너무 멀리까지 올라가 버리고, 지면으로 내려올 때 스로틀이 충분하지 않으면 원하지 않은 추락을 하게 됩니다.
이때도 착륙이라고 자연스럽게 이야기하면 위기를 모면할 수 있지만, 드론이 성하지는 않겠죠.
프리스타일 비행의 기술, 오비트(Orbit)
오비트(Orbit)는 촬영용 드론의 POI(Point of Interest) 기술과 같이 드론의 카메라를 회전 중심으로 향하게 한 후 주위를 도는 기술입니다.
어지럽지만 비행하는 주변을 가장 박진감 넘치게 영상으로 담는 방법입니다. 사진=youtube.com
이 기술은 전진하는 힘을 원심력으로 잡고 옆으로 이동하면서 요우 회전을 하는 기술입니다.
고도 변화 없이 스로틀을 조종하면서 요우와 롤을 같은 방향으로 함께 조작합니다.
초점을 잡고 회전에 들어가면 적당한 거리를 두고 스틱이 많이 움직이지 않도록 해야 고도와 거리에 변화가 없는 자연스러운 오비트 비행이 됩니다.
처음에는 목표에서 멀어지거나 가까워지기 쉬운데 회전 중심을 화면의 중심에 두기보다 회전 방향의 반대 방향에 두고 연습하는 것이 쉽습니다.
프리스타일 비행의 기술, 다이브(Dive)
다이브는 수직으로 떨어지는 기술입니다.
수직으로 떨어지는 영상을 즐기기 위해서 드론은 지면과 수직 상태가 아닌 더 기운 상태가 되어야 합니다.
이런 과한 상태로 떨어져야 자유낙하를 맛볼 수 있습니다.
우선 드론이 떨어지는 자세를 만들어야 하는데, 스플릿-S와 비슷하게 접근합니다.
정확한 위치에서 낙하를 시도해야 하기 때문에 낙하지점에 농구 골대가 있다고 생각하고 더 이상 전진하지 않도록 튕기는 기분으로 아래를 향합니다.
떨어지는 순간을 오래 견딜 수 있는 담력은 필수 입니다. 사진=youtube.com
피치 플립이나 파워 루프와 비슷한 방법으로 다이브 지점으로 들어가는 방법도 있지만, 건물 벽을 따라 떨어지는 다이브를 어설프게 시도한다면 벽에 부딪히고 다시 땅으로 부딪히는 2중의 고통을 경험할지 모릅니다.
파워 루프로 다이브 지점에 진입합니다. 우아아악~ 사진=youtube.com
익숙해 지셨다면 이런 다이브에 도전해 봅시다. 우와아아아~ 사진=youtube.com
프리스타일 비행의 기술, 리와인드(Rewind)
마치 동영상을 거꾸로 돌려보는 듯 한 느낌을 주는 리와인드 기술은 관성으로 전진하는 힘에 롤 플립을 하다가 다시 반대 방향으로 플립하는 기술입니다.
플립 기술을 연속해서 사용하는 것이지만 자연스럽게 연결하는 것이 핵심입니다. 사진=youtube.com
관성으로 진입할 때 플립을 하고, 중력으로 떨어질 때 반대 방향으로 플립을 합니다.
진입할 때와 떨어질 때 플립 회전 속도가 같도록 하면 마치 동영상을 뒤집어 보는 것 같은 비행이 됩니다.
프리스타일 고수들에게 듣는 팁들
설명한 기술과 간추린 영상은 프리스타일 비행 대가들의 기술이니 쉽게 손에 넣을 수 없습니다.
연습 외에 별다른 정도는 없습니다. 하지만 팁 정도는 있죠.
한 비행 좀 하신다는 파일럿의 유튜브 채널을 뒤져 정리합니다.
“조종기 스틱에서 손가락을 때지 마세요. 드론이 흔들립니다.”
“낮은 출력에도 기체를 제어하는 에어모드(Air Mode)를 추천합니다.”
“낙하를 할 때는 조종기의 스틱을 가능한 움직이지 않도록 하세요.”
“낙하하다가 다시 상승할 때 발생하는 난류로 인한 흔들림(프롭워시, Prop Wash)는 하강시 스로틀을 조금씩 올려서 프로펠러 주변의 바람의 정돈하면 줄일 수 있습니다.”
이 팁대로 하는 것조차 전혀 쉬워 보이지 않지만, 어쩐지 1m 정도 더 자유롭게 비행할 수 있을 듯합니다.
프리스타일 비행은 같은 기술도 드론의 세팅과 파일럿의 성향이 고스란히 담깁니다.
앞서 소개한 기술들은 일반적인 프리스타일 비행에서 많이 사용되는 기술입니다.
하지만 프리스타일이라는 이름답게, 플립 기술에 자신의 스타일을 더해 조금씩 변형된 형태로 공간의 자유를 누리는 이 비행에 이름은 의미 없는 일인지 모릅니다.
중요한 건 하늘을 즐기는 데 있습니다. 그러니 무리한 비행으로 부서진 드론 위로 눈물을 떨구는 일은 없었으면 합니다.
그래도 자꾸 시도하다가 부서진 드론이 늘어난다면 그저 성격이 가진 숙명 탓입니다.
여러분도 도전해 보세요. 드론을 좋아하는 여러분도 그런 성격의 숙명을 가지고 있을지 모르니까요.
WRITER 민연기/드론스타팅 필진
하늘을 나는 물건을 하나씩 공부하고 있는 엔지니어입니다.
http://blog.naver.com/smoke2000
