무인 항공기 설계 레포트

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목차

1. UAV 비행의 기본원리

2. 준비물 및 기본구성

3. 제작 시 주의사항

4. 제작공정 (동체-주익-미익)

5. 무게중심 및 자세 안정성

6. 비행 시 주의사항

7. 예상 비행시간과 자체 제작 비행기의 비행시간 오차의 원인과 분석

본문내용

7~8 g 이내여야 함. (8g 이상인 비행체의 경우 성능에 저하가 올 수 있음.)
* 회로부의 납땜 시 극성(+ -)에 주의할 것.
* 회로부 절연에 주의. (합선 시 콘덴서 폭발 위험)
* 주/미익의 우드락 소재를 록타이트 401로 접착하지 말것.(녹아버림, 양면테이프 사용 권장)
* 우드락 소재는 동봉된 스티로폼 접착제 또는 록타이트 460을 사용하여 고정할 것을 권장
4. 제작공정 (동체-주익-미익)
(1). 제작공정 - 회로부 가공
(가)콘덴서와 충전단자 결합 -+측 (나)콘덴서와 충전단자 결합 윗면
(다)스위치 결합 (라)모터의 결합 - 정방향
(마)모터의 결합 - 역방향 (바)회로부 최종 완성품
(가) 충전단자의 충전기 연결부쪽 극성을 확인하여 표시하고 콘덴서의 극성(+쪽에 매직으로 표시)과 일치하도록 한다.
(나) - 단자쪽의 불필요한 부분은 납땜 후 제거한다.
(다) + 단자쪽 콘덴서 다리에 스위치를 납땜한다.
(라) 모터의 - 선은 충전단자와 콘덴서의 -쪽에 연결한다.
(마) 모터의 + 선은 콘덴서 다리와 연결된 반대쪽에 위치한 스위치 다리에 연결한다.
(바) 완성된 회로부는 1~2초 정도 충전하여 프로펠러의 추력방향을 확인한다. (pusher type)
* 모터와 콘덴서의 수명과 내구성의 이유로 충전은 새 배터리의 경우 7초, 20회 이상의 충전, 방전 후에는 10초이며 그 이상 충전 시 부품 손상에 주의해야함.
(2). 제작공정 - 동체 부 및 테일 부
(가)동체 원단 (나)동체 원단의 측면 가공
(다)동체 절단 (라)상반각 가공
(가) 교재에 포함된 동체 원단을 확인한다. (중앙동체 x 1, 테일붐 x3)
(나) 동체 부품은 사용자의 설계에 따라 측면 형상부터 가공한다.
(다) 동체에 중심선을 잡고 절단한다.
(라) 동체 뒷면에 미리 측정한 중심선을 기준으로 상반각 가공선을 표시하고 칼로 잘라낸다.
* 동체 가공 시 가급적 부피를 최소화 할 것을 권장. (중량과 항력의 증가)
(마)동체 내부 가공 (바)동체 내부에 회로부 장착
(사)동체부 및 회로부 가공 완료
(마) 동체 내부에 구성품의 위치와 무게 배분을 고려하여 가공한다. 이때 추력중심선의 방향에 주의한다.
(바) 동체를 회로부에 장착할 때, 모터 장착부위는 양면테이프를 사용하여 고정한다. 동체 좌/우측면은 록타이트 401을 사진 (마),(바)의 파란색 선이 표시된 부분에만 소량으로 사용한다.
(사) 접착된 상태에서 동체부의 견고성과 충전 및 가동여부를 확인한다.
* 401 접착시 유해 가스가 발생하니 얼굴에서 가급적 멀리하고 작업한다.
* 동체부의 가공 시 다음의 요소들에 유의한다.
-> 완성후 기체 무게중심과의 관계.
-> 부피에 따른 항력 증가에 미치는 요인.
-> 추력 중심선의 방향.
-> 받음각의 상황.
-> 상반각의 각도와 가공상태의 일치.
-> 주날개 부착 시 테일붐의 수평상태 유지 여부. (테일붐의 접착면 가공)
(3). 제작공정 - 주익
(가)주/미익 원단 (나)주익재단
(다)테일붐 위치 표시 (라)주익 가공 완료
(마)테일 붐 부착 전 (바)테일 붐 부착 완료
(가) 주/미익용 우드락 원단의 수량 확인. (6장)
(나) 사용자의 설계 의도에 맞추어 주익을 재단한다.
(다) 테일붐이 장착될 위치를 미리 표시한다.
(라), (마), (바) 앞의 공정에서 가공된 주익을 동체 밑 테일붐과 부착할 준비를 한다. 가조립을 통하여 각 구성품의 위치가 정확한지 확인 후 부착한다.
* 주익 재단 시 그림 툴을 사용한 1:1 도면을 출력하여 재단한다.
* 재단된 주익은 둥근 책상 모서리 등에 말아서 캠버 형상을 유지시킨다.
* EPP 동체 및 테일붐과 우드락 소재의 날개는 양면테이프 접착 후
460 또는 스티로폼 본드로 마무리한다. 401은 절대 안됨
(4). 제작공정 - 미익
(가)미익의 재단 (나)미익의 조립
(다)동체와 테일붐, 주익의 결합 (라)테일붐과 미익 부착
(마)엘리베이터 재단
(가) 미익을 설계된 치수에 따라 재단한다. 재단 시 위의 그림처럼 결합부위를 미리 고려하여 재단한다.
(나) 가조립한 미익의 결합부를 스티로폼 접착제 또는 460으로 고정시킨다.(건조를 위해 충분한 시간 필요)
(다) 앞서 설명하였듯이, 가조립 후 양면테이프로 부착한다.
(라) 테일붐과 미익도 가조립하여 위치 및 방향 확인 후 양면테이프로 부착한다.
(마) 구성품이 완전히 접착되고 구조물에 이상이 없음을 확인한 후 엘리베이터를 설계된 크기대로 재단한다.
* 수직미익 간의 간격은 테일붐의 간격을 고려하여 재단한다.
* 가조립 시 수평, 수직을 잘 맞추어 접착한다.
* 접착 후 충분히 건조시킨다.
* 각 부위의 결함 시 비틀림이 발생하면, 비행시 자세의 뒤틀림
또는 방향전환의 장애가 일어날 수 있음.
* 초소형 비행체의 특성상 조종면의 변화에 민감하므로 세심한 주의가 필요.
5. 무게중심 및 자세 안정성
(가)무게중심 측정
(나)비행체의 자세 안정성 확인
(다)비행체의 방향성 확인
(가) 완성 후 손가락으로 비행기를 들어보아 무게중심의 위치를 대략 파악하여본다.(초기 설계와의 오차요인을 분석하고 대안을 세운다.)
(나) 충전하기 전 앉은키 높이에서 밀어주듯이 글라이딩을 시켜 자세 안정성을 확인한다.
A : 무게중심이 너무 앞쪽에 위치.
B : 무게중심이 너무 뒤쪽에 위치.
C : 완만하게 미끄러지며 하강할 경우 밸련스가 좋은 상태이며 이때 완충하여 비행시 C와 같은 궤적을 그린다.
(다) 좌우 방향성 확인을 위해 글라이딩 하기 전, 전체적인 형상의 뒤틀림이 없는지 확인한다. (상반각, 등) 형상 밸런스에 이상이 없을 경우 러더 조종면을 손가락으로 아주 적은 양을 눌러주어 트림을 잡는다.
6. 비행 시 주의사항
* 충전은 새 배터리의 경우 7초, 20회 이상의 비행 후에는10초를 유지한다. (과충전 시 부품의 손상이 발생.)
* 배터리가 4.2V 이하로 떨어진 경우 교체한다.
* 글라이딩 시험에서와 다른 비행특성을 보일 경우, 추력 중심선의 방향을 확인한다.
* 초소형 비행체는 미익의 변화에 민감하므로 이동 또는 보관 시 항상 주의한다.
* 주위에 사람 또는 복잡한 지형지물이 있는 곳을 피한다.

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무인항공기,   항공기,   설계,   비행기,   uav