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출처: K 3D M C 원문보기 글쓴이: 시 샾[김종수]
어느덧 2006년한해도 후반으로 달려갑니다^^
지난번이야기 로터 세우기에 이어서 이번호에도 좀더 이야기를 나누워보겟습니다^^
1월호부터 3D헬기 이야기를 시작해서 계속이어지고 있는데,
사실 처음부터 3D 헬기 이야기라고 이름을 나름데로 정한것은
어떠한 기술적인 이야기를 요약해서 이야기를 꾸려나가기보다는,
지금 현재 하고있는연기든 지난시절 연기를 배우면서 겪어왔던 이야기던
잠시 비행장 한구석에 모여앉아 정담을 나누듯이 3D 헬기 이야기를 펼쳐놓고 싶었기 때문입니다^^
우리 RC인들은 누구나공감하시겠지만, 집에선 가장으로 그리도 과묵한 분들이라도
비행장이나, 비행후 헬기이야기로 자리를 펴면 , 밤새도록 이야기를 해도 모자를거 같은
그런 이야기 자리가 되었으면 합니다^^
과거보다는 이제 3D비행이라는 말이 그렇게 어렵지만은 않은것은 분명하지만,
아직도 여전히 비행 앞에 3D라는 이름이붙으면 무엇인가 어렵고 난이도가높은
비행이라는 생각은 여전합니다.
과거에는 배면비행정도만해도 놀라움으로 지켜봣던 시절이있었고,
지금은 시뮬레이터의 많은 보급과 기술적인 정보도 많이 접할수있는환경에서
예전과는 비교도안될정도의 멋진 비행이 많이 이루워지고 있지만,
과거 배면비행을 놀라움으로 보던시절이나, 고난이도 비행을 놀라움으로
볼수있는 현재나 다를거없는것은 항상 불가능할거 같은 비행을 두눈앞에서
보는 놀라움과 새로운 멋진 연기를 하기 위한 노력입니다^^
어떻게 헬기가 저렇게 나를수가 있나 하는 경이로움에서 3D비행에대한 매력과
놀라움은 시작되는데, 사실 자연의 법칙이 철저하게 적용되는 헬기 비행에 있어서
어떠한 연기든 불가능한 연기가 이루워지는것이 아니고, 반드시 그렇게 될수있는것이기
때문에 그러한 멋진 비행이 이루워진다고 생각됩니다^^
항상 우리는 메인 로터가 힘차게 돌아주고 엔진소리가 우렁찬 비행만을 접햇으므로
만약 누구의 헬기든 혹은 나의 헬기가 푸른 하늘 높은 곳에서 엔진회전이
메인로터와 테일로터에 동력전달을 끊고,
메인로터와 테일로터가 멈추워진 상태로 활공을 시작하고 멈추워진 로타로
헬기의 자세에변화를 줄수있다면 참으로 놀라운 시각으로 보게 될것입니다...
자유낙하에 그치지않고 멈추워선 로타를 이용해 헬기의 급격한 기동도 가능하게 되는데,
메인로타가멈춰선상태에서의 헬기으 급격한 자세변화와 기동은
동력을 가지고 연기를 하는 헬기상태와는 전혀 다른 눈으로 파악이 안될정도의
운동력과 기동을 보여주기도 합니다^^
그런데 자유낙하와 자유낙하도중의 급격한 자세 변화에 대한 이야기전에 먼저 이야기하고싶은것은,
자유낙하와 급격한 기동에이어서 정상적인 비행상태로돌아가기까지의
방법과 그원리는 아주 간단 명료하다는 것입니다.
서두에서 이야기를 꺼냈듯이 그렇게 하면 그렇게 된다는 백프로의 계산적인 확실성과
백프로의 성공률이라는 계산이 끝난 연기라는 것입니다.
우선은 아주 간단한 백프로의 성공률에 대해서 이야기를 하고 ,
그후에 왜 백프로의 성공률을 가진 연기를 하면서 수도없이 추락할수있는 요소를 가지고 있는지를
이야기 하면서 연기도중 실패할수있는 원인과 해결대책까지 같이 이야기 해보겟습니다.
먼저...3D비행도중에 로타세우기에 진입해서 엔진을 스로틀 홀드키를 이용해 저속상태로
고정시킨후 메인 로터에 큰피치를 주거나 에어론이나 엘리베이터 라더등을 이용해
부하를 걸어주어 메인 로터를 세운후, 자유낙하를 시작하다가 적당한 고도에서
스로틀 홀드를 해제시켜서 엔진을 다시 돌려주면 메인로터는 다시 회전을 시작할것이고
안정된비행은 다시 시작됩니다. 엔진이 저속상태에서 꺼지지않고 오랫동안 유지되다가
다시 엔진회전을 살려주엇을때 잘살아난다던지, 메인 로터가 다시 돌아갈때나 그전에
로터가 멈추워선채로 자유낙하도중에 어느 한쪽으로 접히지만 않았다면,
백프로 성공률로 다시 정상비행으로 복귀할수있습니다.
여기까지는 백프로의 성공확률입니다^^ 단지 엔진을 저속으로 홀드시켰다가 로타를 세우고
다시 적당한 고도에서 스로틀 홀드를 해제시켜 엔진을 다시 올려주고 메인로타를 다시 돌려
정상 비행에들어가는거니 실패할 확률이 없겟지요^^
그럼 이제 백프로의 성공확률을 가진 연기가 왜 많은 실패와 추락의 위험성을 가지고 있는지에대해
이야기 해보겟습니다^^
사실 우리가 날리고 있는 헬기는 어느헬기든지 메인로터와 테일로터에 적정한 회전수가 주어졌을때
최적의 비행상태가 되어지도록 기계적으로 설계가되어 있습니다.
역으로 말씀드리자면 메인로터가 정지된상태로 상공에서 풍압에 노출되어 낙하를 시작할때는
여러가지 문제점을 가진 상태가 된다는것으로 이야기가될수도있습니다.
이제부터는 로타가 멈춰선채로 자유낙하하는상태에서의 구조적인문제점과 그 구조적인 문제점이
어떻게 파손으로이어질수있는지와 해결점에 대해서 이야기해보겟습니다^^
또한 문제점의 해결을 위해서 그 대안까지를 말씀드리게 되는데 ,
대안이란것은 헬기으 구조적인 문제를 약간의 수정을 통해 해결하고자하는데,
일단 제작사에서 가장 적합한 기계적 구조로 만들어낸 헬기의 구조에 약간의
변화를 준다는것 자체가 헬기의 성능에 역시 약간의 변화를 준다는 것을 미리 말씀드립니다^^
우선 로타세우기 연기도중 로타의 접힘 문제입니다.
로타세우기연기도중 로타가 접히는것은 말그대로 회복불능상태라고 볼수가 있습니다.
일단 로타가 접혔다 하면 엔진을 다시 살려주던 어떻게 하던 회복불가 상태에서
추락으로 이어지는데, 일단, 왜 로터가 접히는 현상이 생기는걸까요?
처음에는 단순히 메인 로터가 로터글립에 대해서 느슨하게 고정되어있어서 그런것으로 생각하고
메인로터글립의 고정볼트를 강하게 조여보았는데 역시 결과는 마찬가지엿습니다.
아무리 강하게 조여져 있어도 막상 하늘에서 엔진을 다시 스타트 시킬때나 로터가멈춰선 상태로
낙하하던 헬기가 풍압으로 휘둘러질때는 로터가 접혀버리는 현상이 생기곤 하는데,
그원인은 스테빌라이져바와 이어진 시소의 시소운동에 영향때문입니다^^
여기서 잠깐 헤드의 구조적인 이야기를 해보겟습니다^^
우리의 헬기는 일반적으로 메인로터의 피치량을 이용한 컬렉티브 피치작용과
스와시의 기울어짐에 의한 로타 회전면의 피치량 증감에 따른 사이클릭 피치작용에
의해서 동적인 운동을 하게 되는데,
실제사람이 타는 헬기와는 조금 다르게 안정적이면서도 운동력의 극대화를 위해
벨힐러방식이라는 헤드구조를 택하고 있는데,
간편하게 말씀드리자면 벨힐러 방식이라는것은 스테빌라이져바와 패들,
그리고 메인로터가 서로 연동관계를 가진채 작동 되는것을 말합니다^^
여기에서 스테빌라이져바와 패들은 시소와함께 시소운동을 하며 시소레버와
연결된 메인로터의 피치작용은 시소운동에 영향을 받고 있습니다.
예를 들어서 스테빌라이져바의 시소운동이 약 9도 정도의 각을 가지고 작용을 하면,
메인로터의 각은6~8도정도의 연동작용을 가지게되는데, 이것을 힐러비라고 이야기하며
그힐러비는 각 헬기 메이커마다 장점을 살려 조금씩 다르게 적용시키는것으로
알려져있습니다^^
그런데 로터를 완전히 스톱시키는 연기를 할때 이러한 헬기헤드의 구조적인작용이
하나의 문제점으로 직면하게 됩니다.
시소운동에의한 스테빌라이져의 변화 각도가 최대 약 9도 가량의 움직임을 가지고 있는데
로터가 적정하게 회전을 하고 있을때는 이미 로터면이나 스테빌라이져의 회전면이
형성 되어있으므로 원심력에 의해 팽이가 중심을 잡듯, 스테빌라이져바나 메인로터의
피치각도가 중심을 잡고 있게 되지만,
로터가완전히 정지된상태에서는 풍압에 의해서 스벨라이져바는 마스트에 대해서
9도까지도 기울어져있는상태가 될수가있습니다.
이때 연동되는 메인로터의 피치각도도 한쪽으로 편중되어서 피치각을 이루게 되는데
말그대로 시소운동의꺽임각이 9도가 된상태에서는 메인로터의 피치각은 메인 마스트에대해서
정상적인 피치각을 갖지못한 상태가 됩니다^^
이상태로 로터가 정지된상태에서 엔진회전을 살려서 메인로터의 회전을 이끌어내고자한다면,
메인 마스트에대해서 스테빌라이져바나 메인로터의 각도가 8~9 도나 꺽여져있는상태였으니
헬기는 진동정도가 아닌 심각한 후둘거림으로 메인로터의 회전력을 얻어낼수없을뿐더러
오토로테이션 피치각도 형성이 안되어있으니, 멈추워진 로터를 오토로테이션회전 상태로
만들어내기도 불가능합니다.
더군다나 엔진으 회전력을 살려주는 도중에 발생하는 심한 후둘거림은 막중한 저항으로 작용해서
메인로터를 아무리 강하게 잠구어주어도 끝내는 뒤로 접혀버리게 만듭니다^^
실제 비행에 있어서 적절한 구조로설계된 시소운동의 각도가 로터 세우기연기에서는
그야말로 사약이되는 셈인데요, 어쪌수 없이 로터세우기 연기를 하기 위해서는
시소운동을 최대한 적게 만들어줘야되므로 약간의 조정이 필요하게 됩니다^^
저의 헬기는 그런이유로 시소운동을 약 2도 정도만 움직이게 조정을 해놓았는데,
여기에서 그렇게 시소운동을 줄여놓았을때 헬기의 비행성능은 좀 부자연스럽고
어색해집니다. 일단 힐러비가 최대한 적게 적용되도록 만들어버렸으니,
헬기의 운동력은 좀 부자연스러우면서 약간 둔해진다고 볼수있습니다^^
그러나 메인로터세우기를 멋지게 해내기위해서는 어쩔수없는 선택입니다.
하늘높은곳에서 로터를 뒤로접어버리고 미사일처럼 땅바닥에 내헬기를
심어버릴수는 없으니까요^^ 또한 시소운동을 많이 줄여놓아도 3D비행에 심각한
문제를 만들어내진 않습니다. 로터세우기를 완전하고 파손없이 해낼려고한다면
비행성능은 약간 양보하는 수밖에는 어쪌수없는 상황입니다.
시소운동을 줄여놓아서 힐러비가 많이 작용을 못할때 조심해야할점 하나는, 정상적인
오토로테이션비행일때 일명 피칭현상이 심하다는것입니다.
정상적인 오토로테이션 상태일때 느닷없는 다운현상이 발생 될수있으므로 조심합니다^^
다음으로 또 로터접힘 현상에 관한 이야기는 메인로터의 뒤짐각에 관한 이야기입니다.
뒤짐각이란, 비행시 메인로터가 회전하고 있는상태에서 로터에 직접 전해지는 저항이나
엔진 출력의 증가, 메인로터면의 저항 감소로인한 ,메인로터 글립에 대해서 메인로터의
전후 움직임작용을 말하는것인데, 우리들이 즐기고 있는 RC헬기는 메인로터글립에서
메인로터를 고정시킬때 적정강도로 고정을 시켜서 회전력이 발생되엇을때 자연스런 원심력으로
동적 발란스가 맞추워지게 되는데, 로터세우기 연기를 할때 ,헤드의 구조적인 문제로인한
진동이나후둘거림, 혹은 정지된로터에 다시 동력을 전달해서 회전력을 살리고자할때,
메인로터의 글립에서의 조여짐이 굉장히 강하게 조여져있지 않다면 역시
로타접힘의 문제가 발생할수있습니다.
이문제에있어서는 메인로터를 최대한 강하게 잠구워주워서 해결을 할수있는데
그 잠구어주는 강도는 메인 로터를 손으로 잡고 강하게 당겨서나 움직일 정도로 강하게
잠구어줍니다.
이때 상당한 강도로 잠구어져있으므로 메인로터가 회전중에 앞뒤로 움직여지는 뒤짐각현상이나
원심력으로 만들어지는 동적발란스의 형성에 문제가 있지않나 싶기도 하는데
사실 뒤짐각 현상이야 비행성능에 좋은 쪽으로 영향을 주는것이 아닌듯하므로 별문제가없고,
동적발란스의 조성도 메인로타가회전할때는 굉장한 원심력 에너지가 발생되므로 왠만큼
사정없이 메인로터를 사정없이 고정시켜주어도 초기에만 어느정도 일자형태를 잘맞추어주면
일단 회전이 시작되면 전혀 비행에문제가 없습니다^^
메인로터를 강하게 잠구어주는것보다 더중요한 문제가 있는데, 그것은 메인로터를 로터 글립에
장착할때 로터글립과 두께를 맞추기 위해서 사용되는 와셔의 종류입니다.
그와셔는 상당히 신경을 써서 그재질을 선택해야하는데, 예를 들어서 재질이 강하고 표면이 매끄러운
와샤를 사용하였을때는 아무리 강하게 잠구어주어도, 손으로 당겨보면 꼼짝도 안하는것처럼
잠구어진것처럼 보여도 로터글립과의 표면 상태가 매끄러운 상태로 되어잇으므로
강한 힘이들어가게 되거나 갑작스런 저항이 로터에 발생되게 되면 한번에 뒤로접혀버리게 됩니다.
따라서 메인로터글립에 메인로터와함께 사용되는 와샤는 그재질을 상당히 신중하게 사용하여야합니다.
일단 표면을 가장 중요하게 여겨서 매끄러운 재질은 무조건 피하도록 합니다^^
연질이라도 표면이 매끄럽지 않은 재료만 사용하게 되면 걱정 없습니다.
와셔의 중요성은 그래서 굉장히 크다고볼수있는데 그러므로 와셔를 안끼워도 된다고 해서
메인로터와 로터글립을 와셔없이 그냥 고정시키면 안됩니다.
다음은 스로틀의 운용에 관한 이야기를 해보겠습니다^^
메인로터세우기 연기를 시작해서 오토로테이션으로 연기 마감을 할수도있겟지만,
어떠한 연기든지 백번 연기를 했을때, 기술적인 문제나 구조적인 문제는 백번 문제가 없어서
백번 다 연기를 성공해야만 합니다^^
로타세우기 연기를 하는데 있어서 엔진 상태는 반드시 저속 회전상태를 안정적으로
유지하고 있어야 하며 또한 저속상태의 엔진상태에서 다시 중 고속 상태로의 복귀시에도
엔진은 꺼짐 없이 다시 돌아주어야만 로터세우기 연기는 백이면 백 추락의 위험없이
시도를 할수가 있습니다.
그런데 문제는 우리가 사용하는 글로우 엔진의 상태는 자가용엔진처럼 꺼지는 일없이
지속적으로 안정적으로 작동되는것이아니란것에 문제가 있습니다.
실제적으로 예전부터 아이들회전상태에서 약 1~2분정도 지난후에 회전상태를 하이측으로
올려주었을때 엔진은 꺼질정도로 아이들밸브의 연료와 공기의 혼합상태를 진하게 해주어야만
엔진은 무리가 없는것으로 이야기되고 있는데,
이렇게 되면 로터세우기 연기에있어서 심각한 문제 입니다^^
높은곳에서 로터를 멈춘채 자유낙하를 하다가 오토로테이션도 포기하고 엔진출력을
올리고자할때 엔진이 멈추워버린다면 그야말로 결과는 참담한 기체 파손만이
기다리고 있을 뿐입니다^^
이문제를 해결하기 위해서 아이들 밸브를 어느정도 잠구어주는것도 해결 방법이긴 하지만
그래도 믿을수없을뿐더러, 아이들 밸브를 지나치게 잠구어서 엔진을 운용한다는것도
무리가 있습니다.
저는 이문제를 해결하기 위해서 별도로 1.2V 2100mA 수소배터리 하나를 플러그 부스터
연장선을 이용해 비행시작부터 아예 연결을 시켜서 사용을 하고 있는데,
일단은 플러그에 지속적으로 전원이 공급되다보니 아이들 상태에서 엔진이 스톱될 걱정은
해결 되었습니다.
지속적인 플러그의 예열이 엔진 상태나 성능에 영향을 주지않을까 걱정도 되긴했지만
사용결과 전혀 문제가 없었습니다.
엔진의 운용에 관계해서 신경을 또 하나 써야할것은 스로틀 홀드 해제시, 엔진을 어느정도의
회전수에 맞출것인지, 또 스로틀 홀드가 해제되어 엔진회전수가 올라갈때 조종기셋팅상의
딜레이시간 맞추기기능을 어디에다가 설정하는가입니다.
로터가 완전히 멈추워 서있는상태에서 엔진회전수를 증가 시켜 로타의 회전을 살려주는것은,
메인로터가 조금이라도 돌고있는 상태에서 로터의 회전력을 증가시켜주는거와는 크게 상황이
다릅니다.
잘아시겠지만 우리가 운전을 할때 차의 속도가 있을수록 조그만 힘으로도 차의 속도를 올려줄수
있지만 차가정지해있을때는 관성에너지를 얻기위해 많은 힘을 필요로하는거와 같습니다^^
정지해있는 메인로터를 처음 돌려줄때도 그와같은 원리가적용되는데 타고다니는 차야 문제가
없겠지만, 우리의 헬기 로터는 무리한 힘을 받게 되면 뒤로 접혀 버릴 위험이 큽니다.
엔진회전수를 증가 시켜서 멈추워선 로터를 돌려주는것은 오토로테이션으로 멈추어진 로터에
회전력을 갖게 해주는거와는 전혀 다른상황인데, 엔진을 사용한 회전력 살려주는 상황은 외부의
힘을 로터에 전달해서 회전력을 발생시키는것이고, 오토로테이션 상태로 멈추워진 로터에
회전력을 살려내는것은 로터자체가 동력원이라고 볼수도 있으니, 엔진을 이용한 회전력
살리기는 급격한 엔진의 회전수 증가가 이루어지지않도록 조심해야 합니다^^
또한 오토로테이션 연습을 많이 해보신분들은 잘 아시겟지만 오토연습중에 갑자기 스로틀 홀드를
해제시켜 많은 피치량과 엔진회전으 증가를 가져오게되면 급격한 반토크발생으로 인해
헬기 자체가돌아가면서 무리가 생기는 현상이 생기게 됩니다.
그러한 이유로 로터가 멈추진상태에서의 엔진회전수 회복을 위한 별도로 조종기 셋팅을 사용해서
하게 되는데, 로타가멈추어진 상태에서 회전력을 얻기 위한 스로틀 해제시에 피치스틱은
피치각0도 부근에 위치하게해서 메인로터에 피치각에의한 저항을 최대한 줄여주며,
0도 부근으 스로틀 커브는 일반적인 호버링회전수보다 좀더 낮게 설정시키고, 스로틀 해제시의
회전수 회복시간은 스로틀 홀드메뉴의 딜레이 기능을 1초정도 최대한 긴 시간으로 설정해서
급격한 엔진회전수 증가와 무리한 피치각에의한 반토크 발생의 요인을 없애줍니다^^
#메인로터세우기연기는 엔진상태가 저속상태에서 꺼지지않고, 날개가 접히지 않는 상황에서
로타를 완전히 세웠다 다시 살린다# 라는 아주 간단한 원리로 시작이 되었는데,
그연기도중의 변수를 이야기 하는데 많은 이야기를 하게됩니다^^
저역시 처음에는 아주 간단하게 생각하고 연기연습을 하게 되었는데, 어떠한 연기 연습보다도
많은 기체파손과 힘든점을 경험하게 된거 같습니다^^
#메인로터세우기 이야기를 마무리 하면서 참고로 이야기 하고 싶은것이 있습니다.##
#이연기는 오로지 메인로터세우기연기를 위해서 시소운동등 헬기 제작사에서
가장 적절한 구조로설계한것을 약간 임의적으로 조정을 하게 되므로
꼭 이연기를 시도하고하거나, 시도를 하더라도 확실한 자신이 없으신 분들은
임의적으로 헤드구조를 조정하지 않으시는게 좋습니다
#인위적으로 조정하게 되면 헬기 비행성능에 안좋은 영향을 끼칠수있으며
그것은 기체 파손등으로 이어질수도 있습니다.
#이번호의 글은 오로지 로터세우기를 위한 저의 이야기이며, 이연기가 아닌 일반적인
3D 비행을 위한 셋팅으로는 시소운동의 임의적인 조정은 적절치않다는것을
말씀드립니다
생각 해보면 엔진을 이용해 회전력을 사용한 비행을 위해서 설계된헬기를 가지고
회전력을 없애고 하늘에 놓고자햇으니 당연히 여러가지문제가 있고 힘들게 연기에 접하게된게
아닌가하는데요..
제가 3D비행에 빠지는 이유가여기에 있는거 같습니다^^
보다 새로운것에 도전하고 싶은 마음이라고나 할수도 있고...전혀 새로운 비행을 접하게되면
가슴은 헬기 생각으로 가득합니다.
저높은 푸른하늘에서 시작된 로터가 멈추어선 나의 헬기의 자유낙하를 시작하는데 ,
그것은 영화속에서 고공점프를 하는 사람들이 하늘에서 맨몸으로 보드를 타는듯한
상상을 하게 되며,
메인로터가 멈추어진채로 낙하하는 헬기의 메인로터에 피치각을 주게되면
막강한 풍압으로 인해 멈추어진 메이로터의 피치각은 스크류와같은 작용을 해서
하늘 공간에서 헬기를 급격한 롤링상태로만들기도하는데, 마치 그모습은 고공점프하는사람이
손과팔다리를 이용해 방향전환을 하는듯한 상상까지 하게 됩니다^^
좀 엉뚱한생각이기도 하겠는데 새로운 비행을 접하게 되는 순간 느껴지는 희열은
곧 제가 3D비행에 몰두하게 되는 매력이기도합니다^^
항상 끝이아니고 시작이란 생각이 저의 헬기에 대한 매력입니다.
!!언제나 항상 끝이 아니고 이제 시작이다!!