씨바타로 만나는 씨네우프 드론
덕트와 함께 만나는 이신(Eachine) 씨바타 드론
2009년에 개봉한 영화 아바타는 오래도록 기억에 남는 영화입니다. 판도라 행성의 신비한 생태계와 외계인의 몸을 조종하는 주인공의 모험도 신났지만 지금도 그렇게 흔하지 않은 3D 영상을
아바타만큼 잘 표현한 영화는 드뭅니다. 사진=https://movie.naver.com
특히 아바타에는 우리 드론인을 설레게 하는 것이 등장하는데
두 개의 프로펠러로 비행하는 건쉽이지요. 사진=https://movie.naver.com
드론과 비슷한 디자인의 아바타 스콜피온 건쉽은 파일럿이 직접 조종하니 무인항공기인 드론이라고 이름을 붙이기는 힘들겠지요. 하지만 판도라 행성의 나비족과 DNA까지 결합하는 기술을 가진 미래인데 드론 같은 자율 비행 기능 정도는 기본 옵션이 아닐까요?
건쉽의 바이콥터 구조는 실제로 비행 가능한 디자인이기도 하고요. 사진=https://en.wikipedia.org
프로펠러가 덕트(Duct)에 둘러싸여 있기에 덕트형 바이콥터라고 볼 수 있지요.
드론 중에도 덕트형 바이콥터을 가끔 만나기도 합니다. 사진=http://onlyflyingmachines.com
하지만 자세히 살펴보면 아바타의 스콜피온 건쉽은 한 개의 덕트 안에 서로 반대 방향으로 회전하는 두 개의 프로펠러가 있습니다. 바이콥터 구조지만 프로펠러는 4개입니다. 그러니 오늘 소개할 드론이 바이콥터가 아니라 4개의 프로펠러를 가진 쿼드 콥터라고 해도
비슷하다고 우길 생각입니다. 사진=https://www.eachine.com
이름도 아바타에서 따온 씨바타(CVATAR)니까요. 이름이 조금… 이상하다고요? 하지만 성능은 우리가 기다리던 드론인지도 모릅니다. 오늘 소개할 드론은
하늘을 날아 재미있다면 무엇이든 만드는 드론 회사 이신(Eachine)이
처음 도전하는 씨네우프 드론이니까요.
어서 와 씨네우프는 처음이지?
이신의 씨바타는 씨네우프(Cine Whoop)의 ‘씨’와 아바타(Avatar)의 ‘바타’가 합쳐진 이름입니다. 이름처럼 씨바타는 씨네우프입니다.
씨네우프는 영상 촬영을 목적으로 설계된 드론입니다. 사진=https://www.getfpv.com
드론이 하던 일이 주로 영상 촬영이 아니던가 싶겠지만 씨네우프는 그보다 더 특수한 영상을 위해 제작된 드론입니다.
그래서 작은 크기를 자랑하는
타이니우프를 기본으로 하는 작은 크기의 드론입니다. 사진=https://www.tinywhoop.com/
촬영 대상에 가까이 비행하기 때문에 덕트(Duct)가 특징이기도 하지요. 하지만 영상의 품질을 위해 무거운 고프로를 포기할 수 없어 크기가 커져도 모두 씨네우프라고 부릅니다.
하지만 똑같이 고프로를 달고 있다고 해도 덕트가 없다면 씨네우프로 구별하지 않습니다. 사진=https://www.thingiverse.com
프로펠러를 둘러싼 덕트는 씨네우프의 강점을 가지고 있기 때문입니다.
조용합니다. 이론적으로는 말이지요. 프로펠러가 공기와 가장 강하게 부딪치는 부분은 날개의 끝입니다. 날개와 바람이 만나는 충격이 드론이 내는 요란한 소음의 정체지요. 그래서 그 끝을 막으면 소음을 감소하는 효과를 기대할 수 있습니다.
타이니우프의 시작이었던 실내용 드론 인덕트릭스(Inductrix)는 조용한 비행으로 유명했습니다. 사진=https://www.horizonhobby.com
또 다른 강점은 효율입니다. 덕트가 있는 프로펠러는 없는 경우보다 높은 효율을 가집니다. 떠오르는 힘인 양력은 프로펠러의 위와 아래의 압력 차이로 만들어집니다. 프로펠러의 위는 압력이 약하고 아래쪽은 강해지지요. 하지만 프로펠러 아래 만들어진 높은 압력은 회전과 함께 밖으로 밀려나게 됩니다.
그 사이에 발생한 소용돌이가 프로펠러의 효율을 떨어뜨립니다.
그러니 밖으로 밀려 나오는 압력을 벽으로 막는다면 더 높은 프로펠러의 효율을 기대할 수 있습니다.
이 벽이 바로 덕트입니다.
그래서 덕트와 프로펠러는 공간이 좁을수록 좋습니다.
덕트용 프로펠러는 끝이 뾰족한 모양보다는 넓적해야 하지요. 사진=https://www.eachine.com
물론 드론의 덕트는 날카로운 프로펠러로부터 우리를 보호하는 역할도 합니다. 그래서 최근에 출시된 씨네우프는 덕트 주변에 말랑한 쿠션을 가지기도 합니다.
씨바타도 마찬가지입니다. 사진=https://www.eachine.com
하지만 덕트형 드론은 단점도 가지고 있습니다.
덕트가 방해된다면 출력으로
덕트는 프로펠러의 효율을 올려주지만 단점도 있습니다. 비행을 방해합니다. 드론은 전진을 위해 프로펠러가 만드는 양력을 앞으로 기울입니다. 양력을 하늘로 오르는 힘과 전진하는 힘으로 나눕니다.
드론이 기울면서 전진하는 이유이지요. 사진=https://dcl.aero/
전진하는 드론이 덕트를 가지고 있어도
프로펠러의 양력은 이렇게 두 개의 힘으로 나누어 볼 수 있지요.
하지만 기운 상태에서 수평으로 움직인다면 덕트가 없는 드론에게는 기대하지 못한 힘이 덕트에 발생합니다. 전진할 때 덕트의 단면이 비행기의 날개처럼 다시 양력을 만들기 시작하지요.
이렇게 만들어진 양력이 프로펠러를 위로 향하도록 만듭니다.
그래서 덕트를 가진 드론은 고속으로 전진하기에 불리합니다. 덕트를 가진 모든 씨네우프가 가진 한계입니다.
최근 많은 씨네우프들이 출시되었지만 성능은 모두 비슷하지요.
그래서 이신의 새로운 씨네우프 씨바타도 다른 씨네우프와 비슷한 성능이 기대되었습니다. 재미있다면 어떤 이상한 드론도 출시하는 드론 회사 이신입니다. 하지만 씨네우프의 이런 단점을 모르지 않았으리라 짐작해 봅니다. 이신은 재미있는 드론뿐만 아니라 진지한 드론도 제법 잘 만들기 때문입니다.
전문 레이싱 드론 장비인 FPV 고글에서. 사진=https://www.eachine.com
최대 전압 4.2V를 6개 직렬로 연결한 6S 배터리는 최대 전압 25.2V를 가집니다. 드론의 모터는 전압의 크기에 회전 속도가 비례해서 증가합니다. 드론 모터에게 높은 전압은 더 높은 출력을 의미합니다. 덕트가 비행에 방해가 된다면 출력을 높이면 해결할 수 있지 않을까요?
이신의 씨바타는 독특하게 6S 배터리를 사용하는 드론입니다. 사진=https://www.eachine.com
힘으로 밀어붙이는 씨네우프 드론입니다. 씨바타가 3인치의 비교적 작은 프로펠러를 사용하고 있다고 해도 6S 배터리 전압을 소화하는 씨바타는 다른 씨네우프와 다른 차별점을 가집니다.
고프로같이 무거운 카메라를 사용하는 드론이라면 높은 출력은 확실한 강점입니다.
높은 출력 덕분에 2400KV 모터의 최대 RPM은 60,480입니다. 사진=https://www.eachine.com
마냥 출력이 높다고 비행성이 무조건 좋은 것은 아니지요. 좋은 비행성능은 모터와 어울리는 프로펠러, 그리고 드론의 무게가 적당해야 합니다. 하지만 씨바타의 6S 출력에 대해 많은 리뷰어가 만든 비행성능에 높은 점수를 주고 있습니다.
이 모터를 소화할 ESC(Electric Speed Controller, 전자 변속기)가 35A의 전류를 소화할 수 있는 것은 당연합니다. 씨바타를 제어할 FC(Flight Controller, 비행제어 컴퓨터)도
STM32 마이크로프로세서 중 가장 높은 성능을 자랑하는 STM32F722가 사용되었습니다. 사진=https://www.st.com
씨바타는 모터와 모터 사이의 대각선 거리가 142mm에 비교적 작은 크기의 드론입니다. 카본과 플라스틱으로 이루어진 구조지요. 하지만 상당히 견고합니다. 어지간한 충격에도 쉽게 부서지지 않는다는 평가입니다.
그래도 드론은 추락을 피할 수 없는 법. 여분의 덕트가 들어있습니다. 사진=https://www.youtube.com
씨바타는 런캠 나노2 카메라와 함께 아날로그 FPV 시스템을 가지고 있습니다.
하지만 DJI의 디지털 FPV 시스템 모두를 위한 공간도 마련되어 있지요. 사진=https://www.eachine.com
영상 촬영이 핵심 기능인만큼 액션 카메라를 연결하기 위한 다양한 커넥터도 비행을 서운하게 만들지 않습니다.
대부분의 액션 카메라가 제공하는 마운트입니다. 바로 나의 액션 카메라를 사용할 수 있습니다. 사진=https://www.eachine.com
이신, 씨네우프에서 가성비를 찾다
씨바타는 6S 전용 드론만 출시하지 않았습니다. 배터리의 출력을 낮춘 대신 모터의 회전 속도를 높인 4S 모델도 있습니다. 아직 많은 프리스타일과 레이싱 드론 파일럿들이 4S 배터리를 가지고 있으니까요. 씨바타 때문에 6S 배터리를 새로 장만하기는 부담스럽지요.
씨바타는 배터리와 FPV 시스템, 어떤 옵션을 선택해도 만족스러운 비행을 자랑하는 씨네우프입니다. 사진=https://www.eachine.com
아쉬운 점도 있습니다.
생산량을 생각해서 인지 플라스틱 부품은 3D 프린터로 만들었습니다. 사진=https://www.eachine.com
플라스틱 제품은 투자비와 개발 기간이 오래 걸립니다. 그래서 신제품 등장이 빠른 드론에는 3D 프린팅이 적합한 생산방식이지만 조금은 아쉬운 것이 사실이지요. 만듬세가 그렇게 정교하지 못하니까요. 하지만 신기한 드론을 비교적 저렴한 가격으로 소개하던 이신인 만큼 씨바타는 성능에 비해 납득할 수 가격인 185불입니다. 레이싱 드론과 타이니우프에서 파생된 새로운 드론 씨네우프에 처음 도전하는 이신의 야망이 엿보입니다.
길어지는 코로나19로 인해 야외 활동이 제한을 받고 있습니다. 다 함께 모여 비행 실력을 겨루는 드론 레이싱 역시 대부분의 대회가 취소되는 형편입니다. 그래서인지 요즘은 방구석을 비행이 가능한 작은 드론이 대세를 이루기도 합니다.
최근 등장하는 신제품 드론은 대부분 덕트를 가지고 있습니다. 사진=https://betafpv.com
하지만 맑고 높은 가을 하늘을 즐길 프리스타일 비행은 인적이 드문 곳이 더 적당합니다. 코로나19로 얼룩진 가을이라도 2020년의 가을은 평생 한번뿐이니까요. 이 가을의 풍광을 담을 드론으로 씨네우프는 딱 적당한 드론입니다. 그리고 씨네우프로 씨바타는 좋은 선택지입니다.
WRITER 민연기
하늘을 나는 물건을 하나씩 공부하고 있는 엔지니어 입니다.
http://blog.naver.com/smoke2000
