드론 프로펠러의 충돌시 완충 효과

드론이 어떤 물체에 부딪힐 때 생각보다 손상을 입지 않는 이유에 대해서, 정말 쓸데없는 생각일 수 있는데 한 번 생각해보았다.

웬만한 드론의 최대 비행 속도는 60Km/h 를 가볍게 뛰어 넘고, DJI나 타사 촬영용 드론의 무게는 500g을 보통 초과한다.

이런 질량의 물체가 저런 속도로 가속도가 붙어서 어딘가에 충돌한다면 상당한 충격량이 발생할 것이다.

그럼에도 숱하게 접하는 드론의 충돌 사고를 보면, 생각보다 파손이 덜하고, 심지어 사고 후 회수하여 곧바로 다시 비행하는 경우도 꽤 많다.

이와 관련하여 유튜브에서 드론 충돌 영상들을 검색 해보면 다수의 경우를 확인할 수 있다.

요즘 나오는 접이식 드론의 구조 자체를 놓고보면 짐벌 카메라가 전방에 위치하고, 몸체는 플라스틱이며, 가느다란 접이식 다리가 펼쳐진 형태로, 충격에 강한 소재라든지, 충격을 흡수할 수 있는 역학적인 설계라든지 그런 것과는 거리가 멀다.

그럼에도 추돌시 상당히 잘 견디는(?) 경우가 많은데, 내가 볼 때 그 이유는 프로펠러의 충돌시 완충 효과 때문인 것 같다.

아래 이미지에서 확인할 수 있는 것처럼 펼친 다리를 포함하여 기체 전후좌우 폭보다 프로펠러의 회전 반경이 충분히 넓은 것을 확인할 수 있다.

그 이야기는 충돌시 먼저 닫는 부분은 당연히 프로펠러 부위라는 뜻이며, 단순히 접촉점이 앞서는 것뿐만 아니라, 프로펠러의 회전 방향으로 충돌시 발생하는 상당한 운동 에너지를 흘려버리는 효과가 있을 것으로 예상할 수 있다.

게다가 쿼드콥터 형태의 프로펠러는 시계방향과, 반시계방향으로 각각 다르게 회전하므로 충돌시 접촉점에서 상당히 효율적인 에너지 분산을 통한 감쇄 효과를 가져다 줄 것으로 기대할 수 있다.

또한 드론 기체는 속도를 끌어올리기 위해서 아래 사진에서처럼 머리를 앞으로 숙이고 비행하게 되는데, 이로 인해서 충돌시 접촉점과 맞닿는 프로펠러의 회전 반경이 충분히 확보되어(접촉면이 넓어져), 더욱 더 효율적인 방어력을 선물하는 것이 아닌가 추측해본다. 

그럼에도 불구하고, 드론 사고는 자칫 인명피해로 이어질 수 있기 때문에 언제나 조심하는 것이 최선이다.

물론 충돌시킬 대상체도 되도록 충격 흡수에 용이한, 예를 들어 나무에게는 미안하지만 가지와 잎이 무성한 나무 정도면 아주 적절하겠다. 프로펠러로 잔가지와 나무를 충격하면서 점진적인 충격흡수를 통해 드론 기체를 보호할 수 있을 것으로 기대된다.