A. 학술부문 1. 설계개념및형상설계 (1) 설계목표 < 융합을통한결과물도출 > 저희뉴비팀은기계공학, 디자인공학, 산업디자인, 전자시스템등의다양한전공의학생들로구성이되어있습니다. 각자의전공분야에맞게자신의포지션에서현실적인신비차를제작함을목표로두고있습니다. < 이륙공간의최소화 (VTOL)> 미래에우리나라의도로는현자동차보급률을보았을때개인용자동차로포화상태가될것입니다. 하지만신비차의등장으로그혼란은많이줄어들예정입니다. 현재비행기들은 CTOL의형태를띠고있습니다. 이는이 착륙시활주로를포함한많은공간을요구합니다. 이러한이유로 VTOL 형태의신비차가더욱효과적인미래신비차의모습이라는예상을하게되었습니다. <BI-COPTER> 작년에제 4회국제신비차대회에참관했습니다. 정말훌륭한비행체들이많았지만그비행체들의문제는현재상용화되어있는쿼드콥터또는헥사콥터, x8콥터등미래의자동차라기보다멀티콥터를 RC자동차위에올려놓았다는느낌이큽니다. 물론미래의자동차가실제로그런형상을띄고있을수도있습니다. 하지만공간활용도면에서트라이콥터이상의기체는현실화되기어렵다고느꼈습니다. 저희팀은 bi-copter의로터방식을응용하여실제상용화할수있는디자인구현을목표로했습니다. <transform을통한최적화설계 > 신비차의주용도는비행과운전에있습니다. 하지만비행을하기위한형태와운전을위한형태가동일하다면공간상의측면과역학적인움직임측면에서손실이매우크다는판단을하였습니다. 따라서자동차로서의형태는오로지자동차의주행을위해서, 비행을위한형태는비행에최적화된설계를함을목표로생각하고있습니다. 현재자동차인프라에적합하며비행기로서제역할을하기위해저희팀은트랜스폼을생각하고있습니다. 접혀있는날개와로터, 그리고테일부가비행시제위치를찾는형식을생각하고있습니다. < 효율적인공간설계 > 저희가대회를위해제작할차량은축소설계할차량입니다. 비록작게제작하는차량이지만저희팀은제대로차량을축소해야한다고생각합니다. 축소한만큼더욱세밀하고정교하게설계해실제차량을예상되게해야한다고생각합니다. 실제사람 ( 인형 ) 의행동패턴을고려한공간설계를목표로하고있습니다. < 기체의견고성및안전성 > 무엇보다자동차와비행기에서중요한건조종자의안전입니다. 그러므로기체의프레임은웬만한충격에도버텨야합니다. 가볍고강한재료를사용함과더불어구조역학적인설계를통하여가볍고튼튼한기체를만듦을목표로하고있습니다. 저희 - 1 -
기체는두개의강력한모터를이용한트윈로터를쓸예정입니다. 로터는작고강한서보모터의힘으로작동할것입니다. 적어도 5kgf.cm정도의토크를지닌서보모터의비틀림힘을견디어더욱세밀한제어가가능하도록설계할예정입니다. 탑승객들은아무리값이저렴하다해도프로펠러비행기에대해선반신반의하는분위기가강합니다. 그이유는안전성면에서탐탁치못하다는이유입니다. < 안정적인비행 > 비행기로써당연한목표입니다. 안정적인주행과비행을위하여자이로, 고도를위한기압센서, 가속도센서, 지자기센서를이용하여부드럽고안정적인주행을목표로하고있습니다. 또한 gps를이용한자동주행을준비하고있습니다. < 안정된착륙및모드변환 > 비행시안전사고가제일많이날때는착륙을할때로서, 그만큼위험하고신중해야하는때입니다. 만약모드변환이자유롭지못하다면탑승자의편리성을무시하는행위라고생각합니다. 미래에는버튼하나로안전한자동착륙시스템이구축될것으로보입니다. 이점을생각해모드변환이자유로울수있도록설계하고자합니다. < 자연친화적인연료 > 석유자원의고갈문제와대기오염으로인한전세계의연비규제가점점심해지고있습니다. 이에현재전기에너지를이용한자동차가주목을받고있습니다. 많은자동차업체에서이미하이브리드카를비롯하여연료전지등의형태를띤전기에너지를이용한자동차개발에힘쓰고있습니다. 이러한움직임은앞으로자동차뿐만아니라모든운송수단에적용될것입니다. 그래서저희는전기에너지를활용한 PAV를설계하고자합니다. (2) 디자인의미하늘을나는자동차를디자인함에있어서가장큰주안점은주행과비행의모드를구분하여변형이되는디자인인데, 그두가지모드가각각신경써야할부분이생깁니다. 주행모드일때는기존도로에서주행이가능하도록차량의큰실루엣을벗어나지않게끔하였고, 비행모드일때는공중에뜨는데있어서안정적인형태를취하는것을최우선으로생각하였습니다. 수많은하늘을날게해줄장치중바이콥터를선택한이유는, 위의이유를들수있습니다. 프로펠러를접을수있을때가장자동차의형상을유지할수있어, 기존자동차의인프라들을활용하기에적합하기때문입니다. - 2 -
(3) 외형설계외형설계는전체적인신비차디자인의콘셉트를결정해줍니다. 공학도와디자인학도로이루어진저희뉴비팀은수차례의회의를거쳐더욱안정적이고현실적인기체를제작하고자합니다. 다음은저희팀의기체 님부스 의외형변화입니다. 1차디자인시안입니다. 2014년초에합류한디자인학과허탁범학생의초기시안입니다. 차량앞쪽에위치한콕핏 ( 실내공간 ) 에서는넓은시야를가질수있습니다. 두차례폴딩된두개의프로펠러는차량으로서의주행성을향상시킬것입니다. 전체적인형상은유선형을이루고있어비행시공기저항을최소화시킵니다. 2 차디자인시안입니다. 운전자의공간을더욱디테일하게표현했습니다. 프로펠러 부를펼쳤을때의형상입니다. 3차디자인시안입니다. 저희의신비차량님부스는기본적인형태를유지하면서인간공학적이고근미래의차량에접근하고있습니다. 차량사고및비행안전성을위해기존자동차처럼운전석을본넷뒤로배치하였고, 본넷안쪽으로부품중가장무게가많이나가는배터리를배치하여무게중심을조절하였습니다. 꼬리날개는 H형을취하고있는데주행시에는흙받이역할을하게하여, 낭비되는자원을최소화하였습니다. - 3 -
균형잡힌설계및운전자탑승공간에대한고려도하였습니다. 먼저일반인들을대상으로진행한설문조사를분석한결과, 운전석이뒤쪽에있는디자인을더선호하는것으로드러났고, 최소 2인이상의탑승공간을확보해야하는니즈를알게되었습니다. 저희는이러한니즈를충족시키면서, 구성된부품을가장효과적으로배치하였습니다. 2. 성능및안정성 / 조종성해석 (1) 공력및추력특성추력테스트를위해추력을측정가능한장치를직접만들었습니다. 측정을위한장치는조종기의트랜스미터기능을이용했습니다. 현재쓰고있는 Graupner MZ-24 조종기는같은회사의수신기를사용할경우 RPM, 모터온도, 전압, 그리고전류를측정할수있습니다. 기체에사용할모터는 E-MAX사의 GT5345-09로정하였습니다. 그기준은제조사에서제공하는모터의스펙을참고하였습니다. 다음은제조사에서제공해주는모터의스펙입니다. 모터의추력테스트를위해사용한프로펠러는 2 가지종류입니다. 제조사에서추천하 는프로펠러사이즈의제품들을더욱광범위하게체크해보고싶었지만금전적인이유 로아래의두가지프로펠러를선택했습니다. - 4 -
1. Dualsky 22 7 Wooden Propeller 2. TAROT T Series 24 5.5 Propeller 제작할기체의예상하중은대략 13kg입니다. 호버링에필요한추력을 13kg으로가정할시모터당호버링시필요한추력은 6~7kg입니다. 따라서모터당 max추력은 13kg이라는결론을얻었습니다. 그로인해서가격과성능을절충하여모터는 EMAX 회사의 GT5345-09를채택하였습니다. 프로펠러는 EMAX에서제공하는모터제원표를참조하여 24인치와 22인치로선정하였습니다. ( 모터테스트영상 http://youtu.be/sp-pshj8vh0) 실험은각각의프로펠러를사용하여 5 회씩진행했습니다. Dualsky 22 7 프로펠러 Tarot 24 5.5 이데이터를바탕으로기체에사용할모터의추력은우리의예상과거의일치하였고, ESC 에흐를전류와전압의안정성과모터최대출력을고려해서 22 인치프로펠러를 사용하기로결정했습니다. - 5 -
(2) 주행 / 비행성능해석 1. 주행성능해석 주행은바퀴의구름운동의크기에비례해서그성능이좌지우지되므로, 기본적인 토크에대한계산이우선이되어야합니다. 기본적인토크의계산공식은아래와같 습니다. 모터를선정하는데에제일주안점으로두어야할것은볼트당 RPM 즉모터자체 의kV와모터가먹는전력인kW를주안점으로두어야합니다. 그이유는모터가낼 수있는최대의토크값을구하는데있습니다. RPM 을구하는식은, 전 력을구하는식은 입니다. 위의계산은기존에있는모터의성능을위에있는공식과수식으로데이터를산출 하여, 본기체에적합한모터를선정하는데있습니다. 그렇다면본기체에적합한모터를계산하는방법은무엇이있을까? 우선차량의중량과타이어의크기를알아야합니다. 우리조의기체는뒷바퀴내에 존재하는모터로구동하는인휠방식을구동방식으로채택하였습니다. 중량과타이어 의반경을알고위의공식을이용하면기체가필요한토크를알수있습니다. 모터에축이직접연결되어구동되지않고기어를이용한차량의특성상기어비를 알아야최소토크를알수있습니다. 최소토크는아래의공식을이용합니다. - 6 -
여기서구한최소토크에안전계수를약 1.5~2정도놓고곱해주면, 기체를움직이면서변속기에무리가가지않는필요토크를구할수있습니다. 이를이용해계산한우리의기체의필요데이터는다음과같습니다. 위의계산된데이터를기반으로선정된모터 FLUX TORK 2200Kv BRUSHLESS MOTOR의토크를계산을했습니다. 또한이데이터를바탕으로본체에적합하다는판단을하였습니다. 2. 비행성능해석모터테스트결과모터하나당추력이 6.5kg될경우호버링이가능한것을확인하였습니다. 그때의모터출력값이 1364.841W입니다. 확인한모터출력값을이용해속도를구했습니다. (1) 수평정상비행성능 < 정상자세일때의모터 > < 비행시모터 > 위에있는사진을참고로비행시틸팅의각도가 θ 일경우에수직힘과수평힘을나눠야하는데, 이를구하는공식은 Vertical Force(N) =Fcosθ, Horizontal Force(N)=Fsinθ 와같습니다. 그리고또다른필요조건인잉여동력은 [ 잉여동력 = 모터출력-호버링 ( 수식 ) 이용동력 ] 식을이용하여구하면됩니다. 모터출력을구하는식은다음과같으며 P=f*v, 이를이용한속도의식은다음과같습니다. P/f =v 잉여동력을이용한속도를구하는식은다음과같습니다. 잉여동력 / 수평힘 = v(velocity) 위의식들을이용해님부스의비행능력을해석해보았습니다. 우리님부스기체의모터가틸팅하는앞최대각은 20도이며, 이를이용하여속도를구해보았습니다. - 7 -
(2) 상승비행위의 (1) 번과같은방식으로상승비행최대속도를구해보았습니다. 모터추력테스트의데이터를이용하여, 최대수직힘을구하게되면 100.062N입니다. 식을활용하여합력을구하게되면 36.297N이되며, 최종적으로구한상승비행의속도는 32.51m/s입니다. (3) 안정성 / 조종성해석 본기체는 bi-copter 의기본적인특성에따라 pitch 축제어가불가능합니다. 이부분을 해결하기위해 bi-copter 의틸팅부에각도를줌으로써해결할수있었습니다. 틸팅부의원리는프로펠러의회전관성과모멘트를이용합니다. (a) 평상시에는서로다른방향으로회전을합니다. (b) 틸팅부가동일한방향으로기울며생기는회전힘에의해 My의힘을받습니다. (c) 결과적으로 y-y축을중심으로회전힘이생깁니다. - 8 -
<PID 제어의알고리즘 > 3축자이로와 3축가속도센서를이용합니다.PID제어를위해기체의기울기를측정합니다. 측정된데이터를바탕으로기체를수평으로돌아가게해주기위해 BLDC모터와서보모터의변화하는양을제어합니다. 신속하고안정적으로복귀할수있는제어알고리즘구성하였습니다. PID제어는현재상태에서의오차값의크기에비례한제어작용을하는비례항과정상상태오차를없애는작용을하는적분항, 출력값의급격한변화에제동을걸어오버슛을줄이고안정성을향상시키는미분항으로구성되어각항의약점들을보완해주기에안정적인제어가가능합니다. 따라서조종자의조종이외에도 PID제어를통해안정적인자세제어가되어조종의난이도하락과조종안정성을확보하였습니다. 3. 구조설계및해석 (1) 구조설계및해석시뮬레이션프로그램 Abaqus를이용하여구조해석을하였습니다. < 주행시프레임의응력분포 > < 비행시프레임의응력분포 > 그리고프레임에서취약한부분을보강하는방법으로주행시타이어를고정하는축의양끝에서차체를들고주행을하게됩니다. 이를바탕으로 Abaqus를이용하여구조해석을한결과응력의분포는위의그림과같고최대응력은약 20MPa로해석이됩니다. 이는우리프레임의재료인알루미늄의항복강도인 245MPa의 1/10에해당하기때문에프레임의강도가충분함을알수있습니다. 또한변형량해석결과도 5.39 E-07mm로매우작습니다. 비행시모터추력에의해응력이가해지는데이는 Abaqus 해석결과위의그림과같은분포를보이고최대응력은약 22MPa입니다. 위의주행시의프레임에가해지는최대응력과도비슷한응력으로항복강도에미치지못해안전함을알수있습니다. 또한변형량해석결과도 5.35 E-08mm로매우작습니다. - 9 -
(2) 재질선정사유본기체의비행형태는 Bi-Copter 형태로기존에많이보였던 Tri-copter와 Quad-Copter 형태보다본체가버텨야하는하중이커야했기때문에, 시중에비행부의부담때문에많이쓰이고있는비금속물질인 Glass Fiber나 Epoxy보단강도가센 Carbon Fiber이적합했다고생각했습니다. 또한하중이집중되는부분에금속재료를사용하였는데비중이가벼운금속에속하는알루미늄을선택하였습니다. 이외의부품에서본체의경량화를위해큰강도를가진 PLA와모든축에서견딜수있는 ABS를선택하게되었고, 이를가공하고자 3D-printer를제작공구로선택하게되었습니다. 외형의재질은 FRP를사용할예정입니다. FRP은성형이쉽기때문에운송기기의외형재질로많이쓰이고있습니다. 4. 도면및주요제원 (1) 도면 - 10 -
(2) 주요제원 비행모드 주요제원 주행모드 길이 1600 mm 1200 mm 너비 1800 mm 600 mm 높이 360 mm 700 mm 모터변속기서보배터리 EMAX GT5345-09 170kV Max Thrust 13000g Brushless control + T 160 OPTO 12V 160A HBZ 22.2v 6600mAh 6S2P 35C Max 70C - 멀티콥터용 HPI Savage Flux HP TORK 2200 BRUSHLESS Motor 2200Kv FLUX BLUR ESC HCM 860 BB MG32.5kg cm Turnigy nano-tech 5000mAh 3S 65~130C Lipo Pack 구동방식모터두개를틸트시켜비행후륜방식 (RR) 프롭 Dualsky 22 7 Wooden Propeller 타이어 3D 직접가공 무게 보드 송 수신기 14 kg Mega Pirate AIO Graupner SJ MZ-24 2.4 GHz,GR-24L 12ch 수신기 5. 중량및관성모멘트 (1) 내부배열 - 11 -
(2) 중량및무게중심 뉴비프로토타입의중량은약 10 kg으로무게중심의위치는그림과같습니다. 좌측은주행모드우측은비행모드일때의무게중심위치입니다. 해석프로그램은 CATIA(V19R 버전 ) 을사용하였으며, 자세한위치좌표는다음과 같습니다. - 12 -
(3) 관성모멘트자료정확한데이터를얻기위해선관성모멘트측정실험장비를통한데이터수집이이루어져야하지만, 재정상황및여건이충족치않아컴퓨터의해석프로그램을통한관성모멘트측정이이루어졌습니다. 관성모멘트는무게중심측정과같이 CATIA ( 버전 V19R) 를해석프로그램으로사용했으며, 그결과는아래와같습니다. 6. 제작및검사방법 (1) 제작절차 l 설계에대한목표를확실히잡고, 비슷한사례에대해조사 ( 특허조사 ) l 수집된자료와새로수집된자료를바탕으로형상설계의구체화 l 설계진행시해석프로그램을통한강도및응력테스트및 3D Modeling 수행 l 구체화된설계에입각한기자재에대한부품선정 l 선정된부품과 Frame을결합시켜 Proto 모델완성후동작및비행실험실시 l 동작및비행실험에서얻은데이터를토대로문제분석및보완 (2) 제작방법, 제작공구기체제작에있어제일중요하다고여긴 Chassis은직접설계하여, 알루미늄판을 Laser Cutting하였고이를직접가공하였습니다. 인휠방식의제일중요하다고생각하는인터널기어 ( 스퍼기어 ) 의경우에는실제판매되고있는내치기어를사용하였고, 뒷바퀴에부착된대부분의부품을자체제작하여사용하였습니다. 외형제작방법아이소핑크라는스티로폼을이용하여외형디자인의형태를만들예정입니다. 방법은다음과같습니다. 사포를이용하여면을깔끔하게다듬은후퍼티를이용하여사포의틈을매우고다시한번면을다듬습니다. 그후면포를형상에 - 13 -
맞춰잘올려놓은후에폭시를발라경화시킵니다. 그다음신나를이용해안쪽의스티로폼을녹여냅니다. 튀어나온부분을잘라낸후다시사포질을통해면을다듬고프라이머를뿌립니다. 그리고도색작업을한뒤디테일한그래픽작업을마무리합니다. B. 창의성부문 1. 형상 (1) 형상의참신성우리팀기체님부스는 In-Wheel 주행능력을가진자동차와 VTOL의비행체혼합된형태로, 뒷바퀴안에내장되어있는모터로주행이되는기체입니다. 비행부는모터를 2개사용하는 Bi-Copter의형태를띠고있으며, 실질적인주행이가능하게설계한신비차입니다. (2) 형상의단순성 ( 고장발생가능성 ) 우리팀이제작하는님부스는주행모드는 In-Wheel 구동방식, 비행모드는 Bi-Copter 구동방식형태의기체로제작하고있습니다. 이때문에형상의단순성이쉽진않았는데, 우선주행모드에서고장이발생할수있는부분은모터의피니언기어와맞물리는스퍼기어입니다. 이스퍼기어는소모성부품이될수가있는데, 처음부터이를쉽게교체할수있도록설계하였습니다. 비행부에서는모드변환이되는날개를접는부분과모터가틸트되는부분이취약한부분입니다. 실제운행시이부분에서약간의오류가나더라도큰피해로이어질수있는만큼설계를할때강도가강하고수명이긴재료를택해서제작을진행할것입니다. (3) 주행모드시도로주행현실성주행모드로변환후도로에서주행을할시에국내도로폭기준과환경에맞추어주행에전혀제약이없도록설계하였습니다. 기존 Flying Car의문제점이였던비행부의길이에따른현도로에서의운행문제는 Folding 방식채택으로그불편함을없앴습니다. (4) 비행모드시비행제어현실성비행모드에서는 APM 통제에어스피드센서와파일럿튜브를통해안정적인제어를할예정입니다. 2. 주행방식 (1) 조향방식의참신성최대한단순화시켰습니다. 불필요한부품의사용을자제하고형상을단순화시킴으로무게를줄였습니다. 기존의조향방식을모델링삼아운용하는방식으로차량의최적화된구조를그대로사용할수있습니다. (2) 주행동력전달방식의참신성 인휠모터를이용한동력전달방식 ( 효율적인기어비이용 ). 동력전달방식은후륜구동 방식으로, 인휠모터방식을이용하였습니다. 비행부의하중을줄이고실내공간을극대 - 14 -
화시키고자했습다. 변속기와모터에무리가가지않고토크를높일수있도록 1:10 의기어비를적용시켰습니다. (3) 주행에이득을주는요소 인휠모터방식을채택한만큼, 동력전달축과그외에불필요한부분을제거하여실내공간을극대화시켰으며, 그에따른중량감소로이어져운행시간이증가했습니다. 그리고앞쪽범퍼를장착하여충돌안정성을증가시켰습니다. 3. 비행방식 (1) 양력발생방식의참신성기존헬기와멀티콥터를결합한틸트로터방식을사용하였습니다. 이는헬기의블레이드를틸트시키는방식과, 멀티콥터의 PID제어하는방식을혼합한비행방식입니다. (2) 비행동력전달방식의참신성기존의신비차대회에서보였던단순히크기만키운멀티콥터모델이아닌, 구현하였을때가능성이큰틸팅모터를이용하여주행부분과결합의용이성을키웠습니다. (3) 비행에이득을주는요소틸트시키는방식으로방향전환에대해서힘을직접받아원하는방향으로방향선회가가능합니다. 무게중심이동력사이에존재하므로균형잡기가적절합니다. 4. 주행모드, 비행모드변환방식 (1) 주행 -> 비행변환시참신성주행시에는차량의날개부 ( 프로펠러가달려있는암 ) 이차량에고정되어있습니다. 리니어모터를이용하여암을단단히고정하고있다가펼치는방식을택할것입니다. (2) 비행 -> 주행변환시참신성주행에서비행으로가는방법의반대입니다. 주행과비행은다른수신기를사용할예정입니다. 주행의수신기에리니어모터를연결해놓을예정입니다. 착륙후동일한송신기에서다른주파수의수신기를이용함으로주행모드로변환후리니어모터조작을이용해주행에최적화된형상으로바꿀예정입니다. 5. 제어방식 (1) 조종면형상및위치 - 15 -
(2) 조종면구동방식 (3) 조종면대체장치 1. Yaw (Rudder) : 기존비행기의 Rudder 기능을수행하는수직꼬리날개의조종면을없애고기체에달려있는 2개의모터를따로제어하여 Tilt각을변화시켜구동되게하였습니다. 2. Pitch (Elevator) : (a) 평상시에는서로다른방향으로회전을합니다. (b) 틸팅부가동일한방향으로기울며생기는회전힘에의해 My의힘을받습니다. (c) 결과적으로 y-y축을중심으로회전힘이생깁니다. 3. Roll (Aileron) : Roll 제어는각모터의회전수를다르게제어함으로써, 비행체의자세를평형으로유지한상태에서횡방향이동이가능하게하여, 현도로상황에착륙이유리하도록설계하였습니다. (4) 자동시스템구성의참신성바이콥터에 GPS경로를지정하여원하는지점 ( 구간 ) 을통과하게하는방식의자동시스템을구성하였습니다. 이는사전에도착지점을설정하는내비게이션방식으로조종자가목적지 ( 구간 ) 을계속해서인식하지않아도되는편의를추구하였습니다. GPS 지점이설정되면각경로 ( 점 ) 마다직선으로임의의경로가지정되어바이콥터가해당경로사이를직선으로운항하며경로들을통과하는방식으로 GPS 경로지정이많아질수록더욱정밀한자동운항이가능합니다. 바이콥터몸체내부에 BLDC모터를별도로장착하여기체가 YAW축 ( 앞뒤 )( 수직 )( 시소 ) 으로흔들리는경우 MPU6050을이용하여값을받고, 기울어진각도만큼을 MCU에서의 PID제어를통해안정적인상태 ( 원점 ) 로복귀시키도록모터를움직여기체의안정성을높였습니다. 6. 동력원 (1) 독창적인동력원사용여부 (2) 녹색기반에너지원사용여부차량의외부표면에태양열패널을장착하여전기에너지를자체적으로생성하는시스템에대해검토중입니다. - 16 -
C. 제작부문 1. 기체소재의특이성 (1) 강도 프로토타입에사용된재료는아래의 sus304( 스테인리스스틸 ) 입니다. 본기체를제작 시고려중인재료는총 3 가지정도가있습니다. 서스파이프와 Duralumin 과 Carbon 섬유를고려중입니다. 인장강도 ( MPa ) 항복강도 ( MPa ) 탄성계수 ( GPa ) 비중 sus304 515 205 200 8.0 Duralumin 481 414 72 2.7 (2) 형상제작의편의 알루미늄판을이용한 Chassis 제작은 Laser Cutting 및글라인더를이용하여비교 적쉽게가공할수있었으며, 여러가지부품들은 3D Printer 를이용하여설계및 가공을직접할수있었습니다. 비행부를지탱해주는 Carbon Pipe 의경우 Binder 를 이용하여프레임과결착시켰으며, 이는제작이용이함을보여줍니다. (3) 가벼운소재 비행을하는데있어가장중요한것이기체의무게를최소화하는것입니다. 따라서 소재는항상가벼우면서강도가충분해야하기때문에알루미늄과카본소재를생각하 였습니다. (4) 소재의현실성 ( 실기일때 ) 저희팀의기체인님부스를실기에적용시킬경우소재는충분히현실성이있다고 생각합니다. 요즘실제자동차에는연비향상및경량화를위해카본복합소재 (CFRP) 가많이쓰인다고합니다. 이를이용하여본기체에적용을시킨다면, 충분히현실성 있는기체라고생각이됩니다. 2. 제작능력 (1) 휠, 조향장치 ( 사진필요 ) 님부스를지상에서움직이게할휠은 2가지로나뉘어져있는데, 앞바퀴 2개는충격흡수를위한서스펜션과원활한조향을위한기존휠과타이어를이용하였고, 인휠형태의뒷바퀴의재료는 PLAMENT, 장치는 EDISON+ 3D Printer를이용하여위의사진처럼직접 3D 가공을하여조립하였습니다. - 17 -
(2) 힌지, 링케이지 힌지는경첩을링케이지는리니어모터를사용하여제작하였습니다. (3) 날개, 동체의비틀림 Bi-Copter의형태를띠고있는본기체의특성상, 큰추력의반력을버틸수있는튼튼한구조와모터의 Tilt를원활하게해줄수있는자유도가제일중요한요소였다. 그러므로위의사진처럼트러스구조를이용하여큰추력의반력을버틸수있게하였다. 그리고프레임에고정되어있는베어링 2개로모터의자유도를보장해주어날개를제작하였습니다. (4) 엔진고정엔진고정은 Tilt 방식을이용한본기체에게안전상제일중요하고강도가제일세야할부분입니다. 그래서프로토타입에는금속판을이용한모터마운트제작으로엔진이확실하게고정될수있도록하였습니다. 앞으로의엔진고정에서의설계방향은더가볍고강도가좋은모터마운트를만드는것입니다. (5) 완성도 신비차대회를알게되고많은사진과영상을찾아봤습니다. 하지만재작년의 - 18 -
부산대를제외하곤획기적이고완성도가높은신비차를보진못하였습니다. 대회에나가고자마음을먹고는다양한학교다양한학과의학생들을만나 1 년동안준비하여완성도높은신비차를만들어보자고이야기했습니다. 각자맡은파트에서최선을다하는팀원들이있기에실제제품의완성도에버금가는아름다운신비차를만들고자지금도최선을다하고있습니다. 공정하고원활한심사를위해반드시아래와같은작성요령에의거하여최종보 고서를작성하도록하십시오. - 작성요령 - 1. 용지 : A4 ( 세로 ) 2. 여백 : 상하각 15mm, 좌우각 25mm 3. 단 : 1단편집 4. 폰트 : 본문바탕체, 11폰트 5. 분량 : 그림, 표포함 15매이하 ( 페이지번호기입 ) 표지, 목차별도 6. 줄간격 : 적절히조정가능 (~200%) 현재까지진행된사항에대해사진등을첨부할것 - 심사원칙 - 1. 보고서의내용과기체에구현되어있는 ( 혹은구현할 ) 내용과일치해야함. 2. 국내의자동차및항공분야전문가로구성된 11명의심사위원단을구성하여채점함. 3. 발표 / 기체심사 (9월 20일 ) 시최종보고서 (hwp) 와발표자료 (ppt), 기체심사등을토대로심사하여채점하며, 대회당일 (9월 21일 ) 주행과비행심사점수를합산하여계산함. - 제출요령 - 1. 제출일자 : 2014. 9. 15( 월 ) 2. 최종보고서를 E-mail(m1006h@gntp.or.kr or sgyeong@gntp.or.kr) 로송부 3. 지도교수 ( 일반팀의경우팀장 ) 의날인이들어간최종보고서표지스캔본은 E-mail 로별도송부 제출기한을엄수하여주시기바라며, 이메일송부후반드시수신여부를 - 19 -
확인하여주시기바랍니다. (Tel : 055-853-6815, 6819 / 경남 TP 문혁연구원, 김성경연구원 ) - 20 -