비행장치운용

항공법규 소개

준비중

• 송수신기

- 조종기의 기체 제어 신호를 기체의 수신기에 보내는 장치

- 수신기 : 조종기에서 발신되는 RF 신호를 수신해 FC에 보내는 장치

- 송수신기 간 무선 신호 주파수 : 2.4GHz 또는 5.8GHz 사용

배터리 관리

• 배터리 구분

- 1차 전지 : 일반 건전지와 같이 충전이 안되는 전지

- 2차 전지 : 충전과 방전이 가능한 전지로서 무인기에는 주로 리튬 계열 배터리가 사용됨

1. 리튬 계열 배터리

- 리튬이온(Li-ion)) : 니켈 계열 배터리 대비 전압이 3배 높고, 성능이 뛰어나지만, 전해질이 액체로 누액 가능성과 폭발 위험 있음

- 리튬 인산철(LiFePo4)): 리튬이온 대비 폭발 위험 적으나 효율이 떨어짐

- 리튬 폴리머(Li-po)): 리튬이온의 배터리 성능을 유지하면서 젤 형태의 전해질인 폴리머 사용으로 폭발위험성이 적어 현행 무인기 탑재용으로 주로 사용됨

2. 니켈 계열 배터리

- 니켈카드뮴 : 메모리 효과로 완전 방전 후 충전해야되며, 카드뮴이 공해물질로서 근래는 사용되지 않음

- 니켈수소 : 니켈 카드뮴의 메모리 효과를 개선한 배터리로 친환경적임

3. 나트륨 : 리튬 대체재로 주목받고 있으나 성능은 리튬에 비해 떨어짐

• 배터리 사양

- 셀(cell)수 : 직렬 또는 병렬로 연결한 배터리 개수 / S(Series):직렬, P(Parallel):병렬

- 전압(V) : 배터리 1개당 전압 (3.7V) X 배터리 개수

- 용량(mAh)) : 시간당 사용 가능한 전류량

- 방전율(C) : 배터리 출력, 배터리 최대 방전율

※ 방전율 수치를 2개 표시한 경우는 지속 방전율과 최대 방전율을 나타냄

• 배터리 운용

- 정격 용량 및 장비별 지정된 정품 배터리를 사용

- 장시간 충전을 하지 말아야, 과충전 시 충전 배터리의 과열, 파열 등의 위험

- 배터리는 -10〜40°C 의 온도 범위에서 사용

- 배터리는 기온 18〜25°C의 건조하고 환기가 잘되는 곳에 보관

• 배터리 폐기

- 가능한한 완전 방전상태로 만듬

- 0V를 확인하고 폐기함

- 필요시 소금물에 담가 완전 방전 시킴

• 배터리 사용 시 주의사항

- 배터리 사용 전 반드시 배터리 완충상태 확인

- 멀티콥터의 프로펠러 작동 시 배터리를 제거 또는 탈착 금지

- 배터리 저 출력 상태 인지 시 비행을 중지

- 배터리 고온 65°C 시 즉시 착륙

- 비행 직후 배터리 온도 확인 후 충전

- 스파크 발생 방지를 위해 배터리 탈착시 (-)선 부터 제거하며 장착 시는 (+)선 부터 연결함

- 배터리 완전 방전 시 성능이 저하되므로 잔여 용량 30% 정도에서 충전 권장

- 배터리 외형 손상 시 화재 발생 위험이 높아지므로 절대 충전 금지

- 리튬이온 배터리 충전 시 지속적 상태 확인 필요

- 겨울철 배터리 효율 저하 대비 온도 유지 필요

- 300회 이상 충방전 시 배터리 고장 또는 효율 저하됨

무인멀티콥터 운용

• 조종기 구성 및 기능

- 조종스틱은 2개가 장착되어 있으며, 스틱 1개당 2가지의 조종간 역할을 수행함

- 조종간은 스로틀, 엘리베이터(피치), 에일러론(롤), 러더(요)으로 구성됨

- 스로틀(Throttle) : 상승, 하강

- 에일러론(Aileron) : 좌측, 우측 이동

- 엘리베이터(Elevator) : 전방, 후방 이동

- 러더(Rudder) : 좌우 회전

• 조종기 모드-1

※ 조종기 모드는 4종류가 있으며, 고정익(Mode-1)과 회전익(Mode-2)가 주로 사용됨

- 엘리베이터(Elevator) : 좌측 스틱

- 러더(Rudder): 좌측 스틱

- 스로틀(Throttle) : 우측 스틱

- 에일러론(Aileron) : 우측 스틱

※ 모드-4 : 모드-1에서 좌우측 기능이 바뀐 모드

• 조종기 모드-2

- 스로틀(Throttle) : 좌측 스틱

- 러더(Rudder): 좌측 스틱

- 엘리베이터(Elevator) : 우측 스틱

- 에일러론(Aileron) : 우측 스틱

※ 모드-2와 모드-1은 스로틀과 피치 기능이 바뀐 모드

※ 모드-3 : 모드-2에서 좌우측 기능이 바뀐 모드

• 조종기 비행모드

- 수동(Manual)모드 : 조종자가 모든 자세를 조작해야 하는 모드

- 자세(Attitude)모드 : 고도만 유지되며, 나머지는 조종자가 조작

- GPS모드 : GPS를 통한 조종 모드로, 고도 및 현재 위치를 제어함

• 조종 방법 및 원리

① 상승/강하비행

- 기체를 수직 상승/강하 시키는 비행

- 스로틀을 위/아래로 움직임에 따라 전체 모터의 속도가 증가/감소함

② 제자리비행(호버링, Hovering)

- 특정 고도에서 정지된 상태 떠있게 하는 비행

- 양력과 중력, 추력과 항력은 모두 평형을 이룸

③ 전진 비행

- 기체를 전방으로 이동시키는 비행

- 조종기의 엘리베이터를 앞쪽으로 밀어 조종함

- 기체의 피치축을 중심으로 전방으로 기울어진 상태로 이동함

- 기체의 전방 프로펠러의 속도는 감소하고, 후방 프로펠러의 속도는 증가함

④ 후진 비행

- 기체를 후방으로 이동시키는 비행

- 조종기의 엘리베이터를 뒤쪽으로 밀어 조종함

- 기체의 피치축을 중심으로 후방으로 기울어진 상태로 이동함

- 기체의 전방 프로펠러의 속도는 증가하고, 후방 프로펠러의 속도는 감소함

⑤ 좌측 비행

- 기체를 좌측으로 이동시키는 비행

- 조종기의 에일러론을 좌측으로 밀어 조종함

- 기체의 롤축을 중심으로 좌측으로 기울어진 상태로 이동함

- 기체의 좌측 프로펠러의 속도는 감소하고, 우측 프로펠러의 속도는 증가 함

⑥ 우측 비행

- 기체를 좌측으로 이동시키는 비행

- 조종기의 에일러론을 우측으로 밀어 조종함

- 기체의 롤축을 중심으로 우측으로 기울어진 상태로 이동함

- 기체의 좌측 프로펠러의 속도는 증가하고, 우측 프로펠러의 속도는 감소함

⑦ 제자리 좌측선회 비행

- 기체를 좌측 반시계방향으로 회전시키는 비행

- 조종기의 러더를 좌측으로 밀어 조종함

- 기체의 요축을 중심으로 좌측으로 선회함

- 시계방향회전 프로펠러의 속도는 증가하고, 반 시계방향회전 프로펠러의 속도는 감소함

⑧ 제자리 우측선회 비행

- 기체를 우측 시계방향으로 회전시키는 비행

- 조종기의 러더를 우측으로 밀어 조종함

- 기체의 요축을 중심으로 우측으로 선회함

- 시계방향회전 프로펠러의 속도는 감소하고, 반 시계방향회전 프로펠러의 속도는 증가함

⑨ 측풍 비행

- 측풍 상태에서 이착륙 시 바람에 의해 옆으로 밀리게 현상이 발생됨

- 이착륙 시 풍향쪽으로 기체를 기울여 흐름의 방지함

- 측풍상태에서 전진 비행 시 기울어진 상태로 이동함에 따라 배터리 소모가 빨라지게 됨

• 조종기의 보관

- 충격에 안전한 상자에 넣어 상온 22~28°C에 보관

- 보관 시 스위치, 안테나 등 눌리지 않도록 주의

- 장기 보관시 배터리 분리 보관

비행 및 안점점검 절차

• 이륙방향 선정

① 바람 방향

- 정풍(맞바람) : 항공기 앞쪽에서 불어오는 바람

- 배풍(뒷바람) : 항공기 뒷쪽에서 불어오는 바람

- 측풍(옆바람) : 항공기 측면에서 불어오는 바람

② 바람 방향영향

- 정풍 : 상승률 증가, 이륙/착륙거리 단축, 저속의 안정적 착륙

- 배풍 : 상승률 감소, 이륙/착륙거리 연장, 동력고착 위험

• 비행제한 기상 확인

- 안개로 인하여 지상 목표물이 보이지 않는 경우

- 무인비행장치가 육안으로 식별되지 않는 경우

- 천둥, 번개가 심한 경우

- 강풍 5m/s 이상 및 강우가 심한 경우

- 지구자기장 교란 수치 "5" 이상인 경우

• 이착륙장 점검

- 사람 및 차량 이동이 적은 곳

- 전신주, 장애물, 비산물이 없는 곳

- 평평하고 경사가 없는 지형

- 안전거리 확인 : 멀티콥터로부터 최소 15m 이상 이격 확인

- 임무지역 점검 : 임무구역 지형 지물, 장애물, 위험물 확인, 비상착륙장 선정

- 이착륙방향선정 : 기체를 풍향(정풍정대)쪽으로 위치 시킴

• 시동전 점검 절차

① 기체 및 장비 점검

- 프로펠러, 모터, 암, 메인 프레임, 스키드

- 탑재 장비(카메라, 통신중계장비 등) 상태 확인

- 배터리 상태 점검

② 조종기 점검

- 조종기 스틱 중립 확인

- 모든 스위치 Off 확인

- 송신 안테나 상태 확인

- 조종기 배터리 전압 확인

• 이륙 전 점검 절차

① 시스템 점검

- 통신 상태 및 GPS 수신 상태 점검

- 조종기 각 모드별 작동 상태 점검

① 시운전 점검

- 프로펠러 회전 상태 확인

- 배터리 이상 유무 확인

- 송수신기 상태 및 송신거리(30m) 점검

-

• 이륙 점검 및 절차

- 스로틀 서서히 위로 올림

- 기체가 수직상승하도록 조종

- 수직 이륙 상태 점검

- 10m 상공 제자리 비행 상태 점검

• 착륙 전 점검 및 절차

- 풍향 및 풍속 확인

- 사람 및 차량 이동 확인

- 전신주, 장애물, 비산물 확인

- 정풍방향으로 접근 강하

- 10m 상공에서 제자리 비행 유지

- 조종자가 기체 후면을 보도록 위치 선정

- 정풍 정대 수직 강하 비행 수행

- 1m 상공부터 미세한 조작으로 착륙 시도

• 착륙 후 절차

- 기체 모터 시동 정지

- 프로펠러 정지 후 전원 Off

- 조종기 전원 Off

- 기체 : 프로펠러, 모터, 암, 메인 프레임, 스키드의 외관상 결함

- 조종기 : 스위치, 안테나, 배터리 상태 확인

• 조종 복장

- 안전모 및 조종기 목걸이를 착용

- 선글라스를 착용

- 미끄럼 방지 기능이 있고 걷기 편한 신발을 착용

- 해충 등에 대비한 복장구비

- 조종 시 바람에 의해 시야를 방해할 수 있는 물건 지참 지양

• 비행 중 비상상황 조치 절차

- 기체에 이상 반응, 비정상 상황 발생시 주위에 큰 소리로 알림

- GPS모드에서 자세제어(ATTI)모드로 전환 및 작동 여부 확인

- 즉시 안전한 착륙 장소에 착륙 시킴

- ※ 페일세이프(fail safe) 기능 : 전파 혼신에 의한 노콘(No Control) 또는 배터리 이상 등과 같은 비상상황 발생 시 미리 설정해 놓은 비행 상태로 초기화 되도록 하는 기능

• 비행 중 모터 정지 조작

① 원인/상황

- 조종장치 조작 중 비상엔진 정지키를 작동시켜 추락

- 비행 중 조종간의 양쪽 스틱을 비상모터정지 위치로 조작하는 오류

② 대처/예방

- 비행 시 가급적 조종장치의 스틱을 동시에 여러 명령을 작동시키지 않아야 함

- 스틱의 조작·범위를 끝까지(아래쪽) 조작하지 않음

• 프로펠러 탈락

① 원인/상황

- 비행 중 모터 및 프로펠러의 RPM 급상승

- 느슨하게 체결된 나사 및 마모 상태 불량 등

② 대처/예방

- 모터와 프로펠러의 체결상태를 면밀히 점검

- 지상점검 시 프로펠러의 회전수(RPM)을 상승시켜 이상 유무 확인

- 프로펠러 비행시간 및 주기(3~6개월)에 따라 정례적 점검 및 교환

• 홈포인트 귀환

① 원인/상황

- 비행 중 배터리 부족

- 지형지물에 의해 통신 두절

- 이동시 최단거리 이동으로 장애물 충돌 위험 상존

② 대처/예방

- “복귀 고도(RTH)”를 지형지물보다 높게 설정

- 지나치게 높은 고도 설정 시 배터리 부족으로 복귀하지 못하는 경우 발생

• 배터리 저전압

① 원인/상황

- 배터리 부족 시(30%) 이륙 지점으로 자동복귀

- 배터리 위험 수준(10%) 미만일 경우는 현 위치에서 강제 착륙

② 대처/예방

- 배터리 부족 시 안전한 착륙장소 확인 후 즉시 착륙비행

- 비행 시 100% 완충 된 배터리 사용

- 배터리 주기적인 점검 및 관리·교환

• 비상착륙

① 원인/상황

- 임무비행 중 기체의 결함 및 이상발생

- 강풍 및 우천 등 기상이변

- 저전압(배터리 잔량 30％ 미만) 현상 발생

② 대처/예방

- 임무지역 비상착륙장에 즉시 착륙 시도

• 전파 간섭/이상

① 원인/상황

- 주변 변전소, 고압선, 송전탑, 방송국, 중계국, 기지국, 철골 구조물 등

- 기체의 GPS, 지자계 등이 오작동 - 조종․제어 불가로 인해 사고 위험 상존

② 대처/예방

- 비행 계획 수립 시 전파 간섭 위험 지역 회피

- 전파이상 시 자세모드(ATTI)로 전환 후 기체 상승 또는 간섭 지역 회피 후 귀환

• 시스템 이상 표시

① 적색 경고등

- 긴급 조치 필요

- 기체 배터리 잔량 부족

- IMU 에러 발생

- 기체내 심각한 오류 발생

② 황색 주의등

- 지속 비행 시 문제 발생

- 조종기 신호 끊김

③ 적색/황색 교차

- 나침반 칼리브레이션 필요