서보모터 구동식 조류모방형 날갯짓 비행체의 설계 및 제작

Abstract

날갯짓 비행체는 조류나 곤충처럼 날갯짓을 통해 비행하는 비행체이다. 기존의 일반적인 조류모방형 날갯짓 비행체는 DC 모터의 회전운동을 링크의 왕복운동으로 변환하여 날갯짓 동작을 만들어낸다. 그러나 기존 방식은 실제 조류의 날갯짓과 같이 다양한 날갯짓 동작을 구현하기에는 어려움이 있다. 또한 많은 날갯짓 비행체에서 사용되는 단일관절 날개의 경우, 비교적 간단한 구조로 인해 제작의 편리성을 갖지만, 효율적으로 공력을 발생시키지 못한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 양쪽 주 날개를 각각 제어하여 비행 상황에 따른 다양한 날갯짓 동작을 구현할 수 있도록 하고, 양력 효율 증대를 위한 날개 접힘 메커니즘을 설계한다. 서보모터를 이용한 날갯짓 동작과 날개의 접힘 동작 구현의 타당성을 검증하기 위해 비정상 공력 모델을 이용한 공력 해석과 비행 동역학 시뮬레이션이 수행되었고, 프로토타입을 제작하여 모든 동작의 정상 구동을 확인하였다.