기본 드론 설계(Basic Drone Design)
기본 드론 설계는 간단한 사용자 입력을 기반으로 적합한 드론 구성을 추천하는 기능을 제공합니다.
이 과정을 통해 사용자는 최종 드론의 예상 성능을 평가하고, 전체 비용을 예측할 수 있습니다. 설계 과정은 다음의 5단계로 구성되어 있습니다:
1. 임무 정의 (Mission Definition)
2. 설계 변수 설정 (Design Variables)
3. 성능 분석 (Performance Analysis)
4. 부품 선택 (Component Selection)
5. 최종 보고서 (Final Report)
참고: 기본 설계 모듈은 현재 개발이 진행 중인 상태입니다. 일부 계산 기능은 아직 완성되지 않았거나, 사용자 피드백 및 지속적인 검증 작업에 따라 변경될 수 있습니다.
1. 임무 정의
드론 종류 선택
드론 종류를 다음 중 하나를 선택합니다: 고정익, 회전익
임무 목적 선택
설계하려는 드론의 주요 활용 목적을 지정합니다. 사용 가능한 임무 유형은 다음과 같은 4가지로 분류됩니다:
- 감시
- 촬영
- 배송
- 측량
위 항목에 해당되지 않는 특수한 목적의 경우, 기타를 선택하여 사용자 정의 요구사항에 기반한 맞춤형 설계를 진행할 수 있습니다.
필수 임무 요구사항
설계할 드론의 핵심 성능 요구사항을 다음과 같이 정의합니다:
- 페이로드 (kg): 드론이 비행 중 운반하거나 탑재해야 하는 하중을 입력합니다.
- 비행 시간 (분): 배터리 1회 충전 주기당 예상 비행 시간을 입력합니다.
- 최대 항속 거리 (km): 드론이 수행하는 최대 임무 거리를 입력합니다.
모든 항목을 입력한 후, 다음 단계로 버튼을 눌러 설계 변수 설정 단계로 이동합니다.
2. 설계 변수
자동 추천 설계 변수
이전에 입력한 페이로드, 비행 시간, 최대 항속 거리 값을 기반으로 시스템이 자동으로 적절한 설계 변수를 추천합니다. 산출된 추천 사양에는 다음 항목이 포함됩니다:
- 로터 수
- 프로펠러 크기
- 모터 출력
- 배터리 용량
- 예상 총 중량
제안된 정보가 적절하다고 판단되면, 성능 예측 버튼을 눌러 다음 단계로 진행합니다. 입력값에 오류가 있거나 조정이 필요한 경우, 임무 정의 단계로 돌아가 입력값을 수정합니다.
드론 설계 미리보기
예상 드론 구성을 3차원 형태로 시각화하여 검토할 수 있는 3D 설계 미리보기가 제공됩니다.
3. 성능 예측
사용자가 설정한 입력 데이터를 기반으로 실제 드론의 성능이 평가됩니다. 위 그림과 같이, 6가지 핵심 성능 지표가 수치로 제시되며, 동시에 성능 분석, 중량 분석, 종합 평가 관점에서 시각화된 3개의 그래프가 함께 제공됩니다. 평가되는 주요 성능 항목은 다음과 같습니다:
- 추력중량비
- 호버링 효율
- 최대 속도
- 상승률
- 전력 소비
- 로터 디스크 부하
성능 분석
성능 분석 그래프는 6가지 드론 공력성능에 대한 평가 결과를 시각적으로 표시하며, 사용자가 설정한 비행 시간 및 비행 거리와 예상 값 과의 차이를 보여줍니다.
중량 분석
중량 분석 그래프는 드론을 구성하는 각 부품의 예상 중량 분포를 시각적으로 표시합니다. 부품은 다음과 같이 크게 6가지로 분류됩니다:
- 프레임
- 배터리
- 모터
- 전자장비
- 프로펠러
- 페이로드
종합 평가
종합 평가 그래프는 드론의 전반적인 성능을 5가지 평가 기준에 따라 100점 만점 기준으로 수치화하여 시각적으로 표시합니다. 평가기준은 다음과 같습니다:
- 추력중량비
- 호버링 효율
- 비행 시간
- 기동성
- 페이로드
드론 성능 분석 결과를 확인한 후, 부품 추천 버튼을 눌러 다음 단계로 진행합니다.
4. 부품 선택
부품 선택 단계에서는 다음 구성 요소에 대해 적절한 제품을 선택합니다:
- 모터
- 프로펠러
- 변속기(ESC)
- 배터리
- 프레임
- 비행 컨트롤러(FC)
이 중 비행 컨트롤러는 항상 선택 화면에 표시됩니다. 또한, 각 부품은 고정익 또는 회전익 구성에 적합한지 여부에 따라 분류되어 표시됩니다.
모든 부품을 적절히 선택한 후, 최종 보고서 생성 버튼을 클릭하여 다음 단계로 진행합니다.
5. 최종 보고서
선택된 부품을 기반으로 최종 드론 성능이 평가됩니다. 평가 결과는 다음의 4개 항목으로 구성되어 있습니다:
- 성능 요약
- 안전성 분석
- 비용 분석
- 권장사항
성능 요약
최종 성능 요약
목표로 설정한 드론 성능과 선택한 부품을 기반으로 예측된 실제 성능 간의 차이를 제공합니다.
사양 정보
선택한 부품들을 조합하여 구성될 드론의 예상 사양을 표시합니다.
안전성 분석
위험 요인 분석
위험 요인 분석은 드론의 실제 제작 및 운용 과정에서 발생할 수 있는 잠재적 위험 요소를 식별합니다. 제공되는 위험 요소는 다음과 같습니다:
- 공통: 비행 시간, 비행 거리, 페이로드 비율
- 고정익: 양항비, 실속 속도, 상승률
- 회전익: 낮은 추력, 과도한 추력, 호버링 효율, 로터 수 대비 페이로드 비율
안전 기능
드론의 안전 요소를 식별하고, 유지보수 주기에 대한 정보를 제공합니다.
비용 분석
부품 선택 단계에서 선택된 부품들의 예상 비용을 종합적으로 정리하여 제공합니다.
권장사항
권장사항 및 개선점
드론 성능 향상을 위해 추가로 고려할 요소에 대한 의견을 제공합니다. 각 권장 사항은 아래 범주에 따라 정리됩니다:
- 공통: 비행 시간, 비행 거리
- 고정익: 양항비, 실속 속도, 상승률, 순항 제어, 돌풍 대응, 착륙 장치
- 회전익: 추력중량비, 스로틀 한계, 프로펠러 효율, 모터 성능, 진동 감쇠, 전력 관리, 비상 시스템
- 임무 목적: 촬영, 배송, 감시, 지도 제작, 기타 사용자 정의 임무
6. 피드백 및 향후 업데이트
- 예측 정확도 향상: 현재의 추정 방식은 실제 제작 및 비행 조건에서 실제 결과와 차이가 발생할 수 있습니다. 예측 정확도를 높이기 위해 지속적인 업데이트가 예정되어 있습니다.
- 사용자 인터페이스(UI) 개선: 보다 사용자 친화적인 경험을 제공하기 위해 UI를 지속적으로 개선해 나가고 있습니다.
- 고급 시뮬레이션 연동: 설계 파라미터는 구조/유동 해석(FEA/CFD) 모듈로 원활하게 연동되어 고급 엔지니어링 서비스를 제공할 예정입니다.
계산기의 개선이나 새로운 파라미터 추가에 대한 여러분의 제안을 언제든지 환영합니다. 정확한 수식, 향상된 시각화, 고급 시뮬레이션과의 강력한 연계를 통해 기본 드론 설계는 지속적으로 발전할 예정입니다.
앞으로도 정기 업데이트를 기대해 주세요!
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