레이싱 드론, 그 다음의 카래에리아 드론
진화하는 카래에리아 드론
드론의 머리에 카메라를 달아 실시간으로 영상을 볼 수 있다면 얼마나 재미있을까 하는 생각이 처음 등장한 때는 2014년이었습니다.
그 후, 수많은 변화를 거쳐 지금의 레이싱 드론이 되었습니다. 사진=https://dcl.aero/
더 빠르고 더 자유롭게 비행하는 드론을 위해 수많은 것들이 진화를 거듭했습니다. 배터리 셀 3개를 직렬로 연결해서 최대 전압 12.6V를 사용하던 레이싱 드론 배터리는 6개를 넘어
8개까지 연결해서 33.6V를 사용하는 드론을 만나기도 합니다. 사진=https://www.youtube.com
드론 모터의 회전 속도는 배터리 전압과 비례하기 때문에 전압 욕심은 끝이 없을듯해도 그만한 모터가 삼키는 전류를 감당하려면 전자변속기 (ESC, Electronic Speed Control)의 용량도 커야 합니다.
2015년에 12A 정도의 전류를 소화하던 ESC는. 사진=https://www.banggood.com
지금은 50A의 4배나 높은 전류에도 견딜 만큼 튼튼해졌습니다. 비행의 두뇌 역할을 하는 FC(Flight Controller) 역시 비행하는 도중에 만들어지는 수많은 정보를 더 빨리 처리하도록 발전했지만
이 모든 것을 제어할 소프트웨어도 첫 버전의 기억이 까마득할 정도로 발전을 거듭하고 있습니다.
레이싱 드론의 가장 큰 특징인 FPV(First Person View, 1인칭 시점) 카메라 역시 아날로그 신호의 아쉬운 영상 화질을 넘어
디지털 FPV 시스템이 등장하기도 했습니다. 사진=https://www.dji.com끝없는 새로운 아이디어가 시장을 이끄는 레이싱 드론의 변화는 하나하나 기억하기 힘들 만큼 끝이 없었지요. 그래도 이 변화들 중에서 비교적 변화가 크지 않은 부품을 꼽는다면 프레임과 모터 정도가 아닐까요? 드론 프레임도 형태나 크기가 계속해서 변했고, 모터 역시 계속해서 효율을 높여 왔지만 처음의 모습과 크게 다르지 않으니까요. 그러나 여기
레이싱 드론의 형태를 바꾼 프레임과. 사진=https://www.kareareadrone.com
모터도 진화의 가운데 있습니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
진화를 거듭하는 카래에리아(Karearea) 드론의 새 제품입니다. 드론스타팅은 카래에리아 드론 제품을 자주 살펴보았지만 이번 신제품은 주목해야 합니다.
탈론 이상의 탈론 V2
카래에리아 드론은 뉴질랜드의 드넓은 초원에서 시작되었습니다.
하지만 다른 레이싱 드론이 4개의 모터를 어떤 모양으로 배치해야 할지 고민하는 동안 카래에리아 드론은 드론이 비행할 공간을 고민했습니다. 모터를 지지하는 구조가 어떻게 달라야 더 빠르게 비행할지 말이지요.
그렇게 탄생한 드론이 바람의 저항을 피해 프레임이 수직이 되도록 디자인한 탈론(Talon)입니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
탈론 이후 카래에리아 드론의 아이덴티티가 된 수직 프레임은
더 빠르고 안정적인 구조로 진화를 계속하는 한편. 사진=https://www.kareareadrone.com
2인치 크기의 작은 프로펠러를 사용하는 미니 드론 티티(TITI)에서도 진가를 발휘하게 됩니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
카래에리아 드론이 스치는 바람을 피하기만 한 것은 아닙니다.
바람을 최대한 끌어안아 활공 시간을 극대화한 프리스타일 드론 케아(KEA)도 있지요. 사진=https://www.kareareadrone.com
카래에리아는 성능을 중시한 디자인과 다양한 크기로 많은 레이싱 드론 파일럿을 팬으로 거느린 드론 회사가 됩니다. 프레임의 높은 성능과 완성도 덕분에 딱히 신제품이 등장해서도 욕심이 생기지 않아 초기 디자인을 고수하는 드론 파일럿도 많을 지경이었지요.
하지만 카래에리아의 이번 프레임은 독특합니다. 모든 레이싱 드론 프레임의 공통점인 카본을 버렸습니다.
카본은 가볍고 단단하기 때문에 카래에리아의 드론들도 모두 사용하는 재질입니다. 하지만 이번에 다시 돌아온 탈론 V2는 카본을 버렸습니다.
플라스틱입니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
촬영용 드론에게는 이미 대세인 재료인 플라스틱은 카본만큼 뛰어난 점이 많습니다. 카본이 충격에 부서질 때 플라스틱은 굽을지언정 부러지지 않습니다. 얼마나 구부러져야 할지 플라스틱의 종류와 디자인에 따라 다른 특징을 가진 드론을 디자인할 수 있습니다. 딱 맞는 재료로 최적의 디자인을 만들기가 어려울 뿐이지요. 탈론 V2는 그 어려운 기술적인 문제를 해결한 프레임입니다.
얼마나 단단한지 이렇게 풀스윙 골프채도 견딥니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
최적의 특성을 가진 플라스틱을 찾기 위해 최적의 배합을 연구하는 데만 일 년 이상의 개발 기간이 걸렸다고 합니다. 물론 어떤 플라스틱들의 조합인지는 절대 알려줄 수 없다는 탈론 V2의 단단함은 재료에만 있지 않습니다.
붕어빵 틀처럼 생긴 금형으로 생산되는 플라스틱 프레임은 다양한 충격에 견딜 수 있는 입체적이고 견고한 디자인이 가능합니다. 카본판을 잘라서 만든 레이싱 드론 프레임은 가질 수 없는 특성입니다. 더 다양한 모양이 가능한 플라스틱을 선택한 탈론 V2는 이제 궁극의 수직 프레임을 완성합니다.
공기라는 유체에 최적의 형태는 단순한 수직으로는 모자라니까요. 사진=https://www.kareareadrone.com
물속의 물고기처럼 탈론 V2의 기본 단면은 바람을 가르기 위해 매끄럽게 떨어집니다. 게다가 통째로 디자인된 구조는
프레임과 포드, 두 개의 부품으로 간단합니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
공기 저항을 고려한 최적의 조건을 찾아 간소해진 포드 덕에 FC와 ESC 같은 부품을 넣을 공간은 조금 빡빡하지만
DJI의 디지털 FPV 시스템을 사용할 수도 있습니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
사실 탈론 V2가 최초의 플라스틱 레이싱 사진=commons.wikimedia.org
TBS의 오블리비언(Oblivion)이 있었지요. 사진=https://www.team-blacksheep.com
하지만 오블리비언이 카본 프레임 디자인을 플라스틱으로 옮긴 드론이라면 탈론 V2는 최적의 비행을 위해 플라스틱을 선택한 디자인입니다. 게다가 128g인 오블리비언보다 탈론 V2는 25g이나 더 가벼운 103g입니다.
진보의 회전을 멈추지 않은 모터, 토아 터빈(TOA TURBINE)
바람이라는 유체 속을 수영하는 드론이라면 고민해야 할 가장 첫 번째 대상 역시 바람이 되어야 합니다. 그리고 카래에리아는 그 바람을 가장 오래도록 고민한 드론이지요.
탈론 V2의 수직 구조는 물을 매끄럽게 흘려보내는 것만 보아도 짐작할 수 있습니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
수직 구조가 카래에리아 드론의 아이덴티티인 이유입니다. 그러니 카래에리아의 프로펠러도 유체의 흐름에 집
중했습니다.
프로펠러 표면에 흐르는 바람이 흩어지지 않도록 고민한 카래에리아 만의 독특한 프로펠러 에어로 블레이드(Aero Blade)입니다.
에어로 블레이드는 프로펠러를 따라 움직이는 바람이 원심력으로 밀려나지 않도록 끝이 안쪽으로 굽은 구조까지 세심하게 고민한 프로펠러입니다. 프레임에 이어 프로펠러까지
이쯤 되면 최고를 위한 도전은 모터에까지 이릅니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
저항을 최소화하고 회전했을 때 최적의 무게 중심을 가지도록 디자인한 팽이 모양의 모터 토아입니다. 크롬의 럭셔리한 반짝임에 성능이 그냥 지나치지 않을까 걱정스러운 예쁜 모터죠. 이제 지금까지의 고민을 이 토아 모터에 더해 봅시다.
이렇게 탄생한 모터가 토아 터빈입니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
오리지널 토아 모터의 예쁨을 그대로 남아있습니다. 하지만 성능은 다릅니다. 모터 위에 있는 작은 프로펠러는 바람을 모터 내부로 밀어줍니다. 모터 내부로 불어주는 바람은 중요합니다. 모터의 신뢰성과 밀접한 관계가 있기 때문입니다.
추락 같은 사고를 제외하면 모터가 고장 나는 원인은 크게 2가지입니다. 모터의 매끄러운 회전을 돕는 베어링이 수명을 다하거나, 모터의 회전력을 만드는 내부의 코일이 망가지는 경우지요. 하지만 베어링의 수명과 코일의 수명을 줄이는 원인은 한 가지입니다. 열입니다.
그리고 토아 터빈 모터는 베어링과 코일의 수명을 가속하는 열을 제거합니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
이 바람을 만들기 위해 토아 터빈 모터는 CNC(Computer Numerical Control, 컴퓨터 수치 제어) 공작 기계로 하나하나 가공됩니다. 아이폰의 일체형 케이스가 만들어지는 방법과 동일합니다. 이 작은 날개의 성능은 기대 이상입니다.
프로펠러 없이 모터의 작은 프로펠러만으로 9g의 힘을 만드니까요. 사진=https://www.kareareadrone.com
최고 사양의 베어링과 자석 그리고 티타늄으로 만들어진 회전축은 소형 프로펠러 디자인과 함께 토아 터빈 모터의 신뢰를 더합니다. 물론 모터까지 프로펠러를 가지면서 소소한 문제점도 생겼습니다. 오른쪽으로 회전하는 모터와 왼쪽으로 회전하는 모터가 모양이 다릅니다. 그냥 같은 모터를 4개 달면 토아 터빈 모터만의 성능을 반만 확인하게 되지요.
계속되는 카래에리아 드론의 진화
카래에리아의 드론은 모두 독특한 외모입니다. 다른 대부분의 드론과 다른 모양입니다. 그래서 디자인과 성능에 대한 논쟁에 휘말리곤 합니다. 그뿐만이 아닙니다.
오랜 시간의 고민이 담긴 디자인이 짝퉁으로 쉽게 복제되기도 합니다. 사진=https://www.realacctoy.com
그러나 성공한 드론의 특징을 그대로 따라 하는 것은 쉽지만 성공한 드론이 가진 한계에 도전하는 것은 어렵습니다. 그것이 카래에리아 드론이 가장 잘하는 일이지요. 최고를 향한 기술이 담긴 땀은 외면받지 않는 법입니다. 작은 차이가 큰 변화를 이끈다는 오래된 광고 문구처럼
카래에리아 드론은 지금도 진화를 거듭하고 있습니다. 사진=https://www.kareareadrone.com
최고를 향한 카래에리아의 도전은 최고의 비행을 꿈꾸는 모든 드론 파일럿의 염원과 같은 방향을 향하고 있습니다.
WRITER 민연기
하늘을 나는 물건을 하나씩 공부하고 있는 엔지니어 입니다.
http://blog.naver.com/smoke2000
