농업용 드론의 1인자는 일본 야마하모토 입니다. 일본에서는 일찌감치 무인헬리콥터를 이용해 방제를 하기 시작했습니다. 저도 어린시절 갖고 싶었던 무인 헬리콥터 조종기가 있었는데, 역시 일본제품들이고 그 때 당시 약 백만원 정도라고 하니, 2020년 현재가치로는 아마 300만원 정도의 가격이 되지 않을까 예상됩니다.
일본이 어떻게 무인헬리콥터의 1인자가 됐는지는 불문명 합니다. 하지만, 미국은 드넓은 땅이기 때문에 지상 이동식 물뿌리는 시설들과, 약제를 주는 시스템을 많이 보았습니다. 이런 건축물들의 사용이 용이 했을 것이로 생각됩니다.
반면 일본은, 상대적으로 농업용으로 사용 할 토지는 광활하지 않고, 이에 지상 설치형으로 기기를 설치하기는 무리 였을 것이라 생각됩니다. 하지만, 보유하고 있는 높은 기술력으로 헬기를 만들기 시작 합니다. 2차 대전때 비행기를 그렇게 많이 생산해 내던 생산력과 기술력은 축적 되었을 것이라 보입니다.
다면, 단점이 있다면 헬리콥터형식의 기기 개발에 한정 됐다는 것입니다. 일찌감치 쿼드롭(4개 날개) 의 기술은 있었으나, 이를 제어하기 위한 기반 시설들을 없었기 때문에 어쩔 수 없는 선택으로 보입니다. (사실 1개날개 의 기술이 더 어렵습니다.)
일본이 무인 헬리콥터 기술을 발전 시킨 이유를 몇가지 집어보겠습니다.
첫번째는, 베터리 기술입니다.
현재 기술로 날릴 수 있는 드론 베터리는 길어야 30분입니다. 여기에 농약(약10kg) 의 무개를 추가하여 비행 한다면, 비행시간은 기하급수적으로 줄어듭니다. 이것도 현재 휴대폰이다. 전기자동차이다 하면서 새로운 배터리 기술들을 많이 축적 하였기 때문이지, 5년 전만 하더라도, 충전식 베터리라고 생각하면 자동차에 들어가는 무거운 베터리를 사용 할 수 밖에 없었습니다.
따라서 무인헬리콥터의 경우에는, 베터리가 아닌 엔진식 구동을 사용 하였습니다. 이는 비행시간의 한계를 극복 해 줄 수 있었습니다.
두번째는, 엔진으로 부터 연결되는 회전축의 복잡성입니다.
엔진으로 부터 오는 추력은 헬리콥터에 메인 날개로 연결되어 움직이게 됩니다. 이때 연결되는 구동축의 강한 토크를 제어하기 위해서는 정밀한 기술이 필요하게 됩니다. 반대로 드론은 각각의 날개에 구동축으로 연결 된것이 아니고 전기로 연결 되기 때문에, 무거운 소재가 필요한게 아니고, 전선만 연결 되면, 날개 끝에 달린 모터를 조절 할 수가 있습니다. 또한 3상교류 모터를 이용한 ESC가 조절할 수 있는 날개 끝의 속도는 조종을 용이하게 만들어 줍니다.
(ESC 와 3상교류모터는 차후 설명 드리겠습니다.)
세번째는, 가변 피치의 구동입니다.
자동차에도 변속기가 있드시, 날개에도 변속기가 필요합니다. 이는 날개 각도의 기술용어인 ‘Pitch’를 조절 함으로써 가능합니다. 상대적으로 낮은 속도에서는 피치를 낮추어 항력을 줄이고 이로써 엔진을 원할하게움직여 양력을 상승시키는 방법입니다. 어렵지만 결론만 말씀드리자면, 프로펠러를 4부분으로 분산 시킴으로써, 하나의 프로펠러가 피치를 조절해 하며 구동해야하는 고난이도 기술이 필요 없게 된 것입니다.
기술 앞에서 영원한 강자는 없습니다. DJI의 새련되고 경제적인 기술은 야마하모터스의 어렵고 복잡한 기술을 위협하고 있습니다. 따라서, 적어도 농약살포에서는 DJI 의 쿼드롭 기술이 높게 비상 할 것으로 여겨집니다.
