수직 비행은 물론 호버링(드론이 제자리에서 비행하는 기술)과 전진 비행을 자유자재로 할 수 있는 드론이 등장했다.

로봇 전문매체인 ‘로보허브’에 따르면 스위스 취리히 연방공대(ETH Zurich) 동적시스템 제어연구소(Institute for Dynamic Systems and Control)는 수직비행과 호버링 후 전진을 쉽게 실행해주는 IDSC 테일시터(tailsitter)를 선보였다. 이 프로젝트는 수직형 이착륙을 하는 테일시터를 위한 새로운 제어 알고리즘을 테스트하기 위한 것으로 어떠한 비행 체계에서도 민첩하고 강력한 비행을 구현하기 위해 설계됐다. 이 알고리즘은 2015년에 열린 로보틱스 리서치 국제 심포지움(ISRR)에서 ‘호버 제어를 위한 글로벌 전략’이라는 제목의 연구 보고서에서도 소개된 바 있다.

▲ 항공기 날개 부분에 적용되는 클라크 Y 파일

IDSC 테일시터의 기체는 클라크 Y(지난 1922년 처음으로 소개된 이후 대다수 항공기 날개에 사용되고 있는 디자인) 프로파일에 기반하고 있으며 날개 길이는 48cm, 총 무게는 150g이다. 이 드론은 일반적인 비행에서 일어나는 피칭(비행기가 앞뒤로 움직이는 것)이 제로 플랩 각(Zero Flap Angle)에서는 발생하지 않도록 설계됐으며, 공기 역학 중립점은 항공기의 무게 중심과 일치한다. 이 설계의 목적은 모든 비행 체계에서 민첩한 동작이 가능하도록 하고 큰 트림 각도(Trim Angle)에 의한 플랩 각 포화 문제(Flap Angle Saturation Problems)를 방지하기 위한 것이다.

IDSC 테일시터는 초기 상태에서 바로 호버링을 하는데 이는 글로벌 컨트롤러에 의해 제어된다. 외부 제어 루프가 위치 및 속도 오류에 기초해 조정 비행으로 드론 기체를 유지하며 자세를 계산하는 동안 내부 제어 루프는 미리 계산된 최적의 궤도로 룩업 테이블을 사용해 원하는 자세를 취한다.

드론의 내부 구조물은 카본 샌드위치 복합 재료의 코어 부분에 내장된다. 모터와 서보 모터는 서보 모터가 날개에 직접 연결될 수 있도록 배치되며 3D 프린트된 부속품으로 코어에 부착된다. 기체 보호를 위해 측면에 있는 윙 프로파일 리브(ribs) 세트와 두 개의 탄소섬유 튜브는 코어에 연결돼있다. 무게 중심이 원하는 위치에 있도록 전자 장치는 중앙에, 배터리는 앞쪽에 배치된다. 드론의 모든 부품은 고장날 경우 쉽게 교체하기 위해 나사로 연결된다.

이 드론은 노르딕 반도체사의 nRF51822칩을 이용해 지상 기지국과 통신할 수 있으며 이 기능을 통해 원격 측정 데이터를 기록하거나 착륙 혹은 이륙과 같은 지시가 이뤄진다. 하지만 비행은 완전히 자율적이며 비행 궤적은 온보드에 저장된다. 온보드 상태 예측 알고리즘 기술은 취리히 연방공대의 분사 기업인 베리티 스튜디오에 의해 제공되고 있다.