F-22 랩터 프로파일기체 자작기

RC Airplane 2008.05.09 22:59

예전에 야드버드알씨에서 보고 대충 따라 만들었던 F-22 랩터를 도면을 그려서 다시 만들어 봤다.

도면을 요청하는 사람들이 많아서 그린다고 해 놓고서 게을러서 미뤄두고있다가 이제서야 만들었다.

컴퓨터에 캐드 프로그램이 없어서 일단 깔려있는 일러스트레이터로 작업을 시작했다.

인터넷에서 랩터의 정면도 평면도 측면도를 구해서 바탕에 깔아 놓고, 야드버드의 구조를 참고 삼아 그리기 시작했다.

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마냥 따라 하는건 별 의미가 없으니 나름 개선을 하기로 했다. 그래봐야 이미 날리고 있는 비행기에서도 적용했던 것들을 도면화 하는 수준이다.


설계목표(?)는 공기흡입구 이전 부분을 PE폼으로 대체하여 충격완충능력을 극대화 하고, 나 같은 초급 손가락을 위한 저속화를 구현하기위해 9인치 프로펠러를 돌릴수 있도록 프로펠러 홀을 키웠고, 정비성을 높이기 위해 아래 정비 도어를 키웠다.


그러나 프로펠러홈을 너무 프로펠러크기와 비슷하게 하는 바람에 프로펠러가 살짝 옆 벽에 닿을 정도다. 내가 왜 그랬을까? 여유를 1.5mm밖에 안주고 설계를 했으니 이런 일이 벌어질 밖에. 고치자면 도면의 거의 모든 부분이 바뀌게 된다. 일단 손으로 눌러서 넓혀서 날려보자.


프린팅을 할때는 셋업에서 Tilling이란 항목을 찾아서 Tile full pages옵션을 주면 우드락 만한 페이지를 A4 사이즈에 맞도록 쪼개서 프린트 해준다. 페이지에 맞게 크기 조정하기 옵션이 있다면 그것도 꺼놔야 한다. 실제 사이즈로 프린트 하도록 해야 설계한 사이즈대로 출력 된다.

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어차피 A4로 뽑을 꺼라면 굳이 우드락 사이즈대로 페이지 설정을 할 필요도 없다. 이번 설계는 PE 폼 까지 하면 우드락 한판을  넘어가기 때문에 가로 4장 세로 3장짜리로 페이지 설정을 해서 부품들을 배치했다.


페이지에 맞게 스케일조정을 하지 않으면, 프린터가 물리적으로 프린트하지 못하는 부분이 있어서 페이지 연결 부분이 조금씩 출력되지 않는다. 그 부분들이 잘 들어 맞도록 하려면 도면에 그리드를 50미리 간격으로 미리 넣어서 그리드를 보고 세부조정을 해야한다.

프린터가 아주 정밀하기만 하다면 그냥 프린트 해서 A4지들을 서로 맞대기만 하면 딱딱 맞아야 하지만 막상 뽑아보면 조금씩 어긋난다.

알아서 조절해야한다.


프린트된 도면들을 잘 맞도록 배치되면 스카치테입으로 여기 저기 조금씩 붙여서 흐트러지지 않도록 하고 나서 부품들을 칼로 잘라 준다.

그렇게 잘라져 나온 부품별 도면은 우드락을 자르는 틀로 사용된다. 부품모양 대로 잘라진 도면의 뒷면에 딱풀을 약간 바르고 우드락에 붙이고 나서 경계를 따라 칼질을 해서 우드락을 잘라내면 된다.


자르고 나서 도면을 뗘내면 깔끔하게 잘 떨어진다. 딱풀의 양을 잘 조절했다면 말이다. 딱풀의 양은 점 두세개 찍어 주는 정도면 된다.

종이 도면으로 틀을 만들어 우드락을 잘라보니 우드락으로 만들 틀을 대고 선을 그어서 우드락을 자를 때 보다  제 치수대로 훨씬 정확하게 자를수 있었다.

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먼저 기본이 되는 수평부재들을 평평한 바닥에 대고 붙인다. 날개와 동체를 이루는 수평 부재들은 전에는 하나로 했었지만 이번엔 세개로 절단했다. 이 방식이 야드버드의 구조인데, 앞쪽과 뒷쪽 사이에 폭 5미리짜리 카본 바텐을 대어 보강을 한다. 동체가 한판으로 되어 있을 때는 날려보니까 아무런 보강이 없어도 문제는 없었지만, 세개로 나뉠 때는 보강을 해줘야 할것 같다.


이 버전이 야드버드것과 다른점 중의 하나가 수직꼬리날개를 박는 방법이다. 야드버드는 홈을 그냥 수직으로 파고 수직꼬리 날깨의 돌기 한쪽을 잘라주어 그냥 힘줘서 기울이는 방법을 쓰고 있어서 각도가 실기보다 훨씬 적게 나온다. 그래서 난 아예 홈을 기울어진 각도 그대로 파서 실기의 각도를 그대로 구현했다.


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그러나 맨손으로 양쪽 수직꼬리 날개의 각도를 똑 같이 맞추기가 어렵기 때문에 위와 같은 간이 지그를 만들었다

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지그를 우드락에 대고 커터날을 최대한 뽑은 후 지그의 경사면에 칼날이 밀착되도록하여 칼질을 하면 지그의 각도 그대로 홈을 팔 수가 있다.


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그러면 위 사진처럼 기울어진 홈을 팔 수 있고 수직꼬리 날개쪽도 그 각도로 잘라주면 꽂기만 해도 아래 사진처럼 멋진(?) 각도를 가진 수직꼬리날개를 얻을 수 있다.


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사실 예전에는 두꺼운 책을 대고 홈으로부터 책까지 거리만 자로 재어서 양쪽 홈의 각도를 같도록 유지 했었다. 그 방법도 나쁘지 않다. 간편하고 홈의 품질도 어중간한 지그보다 낫다.


그 다음은  세로부재를 연결하고 모터 마운트를 만들었다.  접착재로는 UHU POR 스티로폼용을 사용했다. 그런데 이 접착제는 접착면 양쪽에 바르고 10~20분간을 일단 말린 후에 접착면을 대고 세게 눌러주는 방법으로 접착을 해야하기 때문에 미끄러져 들어가는 부분에는 적용이 곤란하다. 접착제가 일단 마른 후에는 대기만 하면 바로 붙어버려서 뗘지지 않기 때문이다.


가로부재에 구멍이 뚫려있고 세로부재에 돌기가 나와 있기 때문에 돌기 마다 미끄러져 들어가는 부분이 생긴다. 그 부분은 접착제를 접착 직전에 발라주어 문제를 대충해결했다. 그 부분에만 접착제를 안바르는것 보다는 튼튼하지 않을까 싶다 ^^

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모터 마운트는 각별히 튼튼하게 해야한다. 이 기체처럼 프로펠러가 기체 중간에 들어가는 기체는 모터마운트가 제자리를 벗어나면 재앙이 생긴다.  처음 만들었던 랩터가 그렇게 갈기갈기 찢긴적이 있다.심지어 푸쉬로드로 쓰는 카본봉까지 잘라지기 때문에 더치명적이다.


그래서 그후로 모터 마운트는 기체가 차에 깔려도 살아남을 수 있도록 하고 있다. 물론 테스트는 안해봤다.

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그리고 나의 비장의 무기 PE폼을 이용한 완충장치다. PE폼을 최초로 적용한 RC기체가 아닐까 싶다. 거의 스폰지 수준이기 때문에 다른 부분엔 쓰기가 힘들지만 앞코에 달아주면 고속으로 때려박아도 통 하고 튕겨나가면서 기체는 멀쩡하다.


게다가 기자재가 들어가는 부분을 우드락을 두겹을 대주었기 때문에, 충격은 앞에서 흡수하고 기자재와 나머지 기체는 손상을 입지 않는 아주 훌륭한 방식이다 ^^ 벤츠 같은 고급차에나 쓰이는 크럼플존의 개념과 같은 것이라고나 할까 ㅋㅋ



다음은 수평꼬리 날개이자 엘레본이다. 이전 버전 두대를 날려보면서 느낀점은 엘레본이 흐느적거리니까 조종면이 자꾸 흐트러져서 날릴때마다 조정을 해주어야 헸다. 그래서 야드버드 설계를 따라서 비슷한 보강을 넣기로 했다.


엘레본과 엘레본이 열결되는 기체 뒷부분에 2mm짜리 카본봉을 박아서 보강을 했다.  심는 방법은 심을 자리에 평행하게 1.5mm간격의 갈집을 낸 후에 카본봉 한쪽 끝으로 칼집의 시작에서부터 꾹 눌러서 끝까지 밀어주면 봉을 박을 수 있는 긴 홈이 생긴다.


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그렇게 보강을 심어주면 위와 같이 된다.


그다음에 또 엘레본의 헐렁거림을 막아줄 대책이 시아노 힌지되겠다. 부직포로 만든거라고 해서 힘이 있을까 싶었는데 막상 주문한걸 받아보니 그냥 부직포가 아니라 수지를 먹였는지 아래 사진처럼 탄력이 있고 아주 빳빳했다.

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우드락의 두께의 중간쯤 접착선처럼 보이는 곳에 칼집을 내고 시아노힌지를 박아주고 순간접착재로 고정시켰다. 우드락용 순간접착제는 Loctite 460을 쓰지 않으면 스티로폼이 녹아버린다. 문제는 Loctite 460이 일반 순간접착제보다 서너배는 비싸다는 점. 우드락이 처음 만들때 재료비는 안비싸지만 비행기를 계속 날리다보면 수리하는 데에 기체 하나당 460 한통은 쓰게되니 결국 배보다 배꼽이 큰꼴이 된다.


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위 사진에 보면 기체 끝부분의 보강과 엘레본과 기체 사이의 간격을 볼 수 있다. 1.5mm정도 뗘주니 원하는 각도 만큼 움직이는데 지장이 없었다. 마침 1.5mm카본봉이 있어서 홈사이에 끼워 쉽게 간격을 맞출 수 있었다.


이번에 엘레본 하나당 다섯개의 시아노힌지를 썼는데 기체와 엘레본 양쪽에 순간접착제를 바르다보니 가동부분에도 순간접착제가 안묻을수가 없게되어 그런지 무척이나 뻣뻣해져 버렸다. 손으로 컨트롤 혼을 당겨보면 너무 뻑뻑한 것이다. 이게 과연 3000원짜리 서보의 힘으로 당겨질까 의문스러우면서 온몸에 식은땀이 솟아났다.


설마 이걸 다시 뜯어야하는건 아니겠지 하면서 일단 창문을 열고 웃옷을 벗었다.


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다행히 서보에 푸쉬로드를 연결해서 작동시켜보니 힘겨워하지 않고 씩씩하게 잘 작동한다. 다만 서보가 들썩들썩하여 옆에 우드락으로 보강을 대어 서보가 흔들리지 않도록 보강을 해주었다.


푸쉬로드는 2mm카본 봉을 써주었더니 그런 무리한 힘이 주어져도 약간 휠뿐 작 지지 해주는 듯 하다.

 

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컨트롤 혼은 클레비스를 따로 쓰지 않고 푸쉬로드와 직접 연결해서 쓰는 컨트롤 혼을 사용했다. 부품수를 줄이는 것은 좋은데 이놈이  3.5mm와 7mm 판재에 맞도록 되어있어서 꼭 맞도록 끼우면 저렇게 우드락을 먹고 들어간다. 그래서 까만 절연테이프를 덧대어 우드락의 파손을 막아주었다. 색을 맞추기 위해 어쩔수 없었다.


위 컨트롤혼은 푸쉬로드를 끼우는 구멍이 1.5mm 짜리와 2.0mm짜리 두가지 모델이 있어서 이번엔 2.0mm 짜리를 사용했다. 푸쉬로드와는 순간접착제로 붙여줘야 한다.


지난번 버전까지는 필라멘트테이프를 여기저기 덕지덕지 붙여서 만들었었지만 이번엔 까만색의 기체를 보존하기 위해 보이는 곳에는 하얀 필라멘트 테이프를 하나도 붙이지 않았다. 한번 날리고 나면 또 덕지덕지 붙기 시작하겠지만 --;;


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서보혼에 푸쉬로드의 길이를 조절할 수 있는 로드 엔드 어져스터를 달기 위해서는 서보혼의 구멍을 키워줘야한다. 핀바이스라고 부르는 손드릴을 사용해서 뚫어주면 된다. 핀바이스는 자작에는 필수 용품이 아닌가 싶다. 좀 빡빡한것을 뚫을라치면 드릴이 헛돌아서 지랄인 것만 해결되면 좋겠는데 말이다.


로드 앤드 어져스터는 송신기의 세팅에서 미세조정(trim)을 모두 초기값에 맞추어 놓은 후 엘레본이 기체와 수평을 이루도록 맞춰준 상태에서 조여준다. 내가 사용한 어져스터는 대가리가 없는 육각 세팅스크류(번데기 스크류)를 사용하기 때문에 육각봉렌치 1.5mm짜리가 필요하다. 이번에 사용한 어져스터는 푸쉬로드 홀이 2.1mm짜리로 4개들어 있는 세트를 사면 육각봉렌치를 하나 껴준다.


이제 기자재를 설치할 차례이다.

모터가 달린 플라스틱 모터 마운트를 끼우고 서보와 수신기를 연결한다. SG-90 서보의 선이 짧아서, 한 서보의 선은 모터 바로 뒤로 지나가야 수신기에 닿을 수 있다. 배터리의 위치를 저정도에 잡으니 무게중심이 맞는 듯 하다.

무게중심은 프로펠러 홀의 앞부분에서부터 앞으로 약 85mm정도 지점이다.


모터는 저속화를 위해 저가모터의 대명사 E-Max CF2822 1200KV짜리 모터를 썼다. 프로펠러는 그에 맞게 커다란 직경9인치 피치3.8인치의 APC 9038을 썼다. 9인치 이상을 쓰려면기체가 더 커져야 할것 같아서 더못키웠다. 우드락 한장에 모든 부품을 넣어보려는 목표때문에 날개폭 600mm의 크기로만 만들었다.


변속기는 타워프로의 12A 모델을 썼다. 가격도 싸고 이정도 모터에는 10A도 넘지 않을 것이기 때문이다. 대부분의 파크플라이 우드락 기체에는 그정도의 변속기면 충분하다고 본다. 다만 이 변속기는 3셀 리튬폴리머 사용시 최저전압이 8.4V로 세팅되어 있어서 만충전된 2셀을 끼우면 2셀의 8.4V를 3셀의 최저전압으로 판단하여 모터로 가는 전원을 차단하는 짓거리를 하기 때문에. 아예 NiCd 배터리로 세팅하고 사용중이다.


내 변속기가 고장이라 그런지 원래 타워프로 12A모델이 그런지는 잘 모르겠지만 이놈도 고장난놈이 배송와서 바꾼것이라 고장이 의심되기도 한다. 싼건 이유가 있다 --;

 

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자 이제 완성되었다.

2셀 리튬폴리머 배터리를 장착하고 321g의 무게가 나옵니다. 저 모터에 프로펠러로 400g정도의 추력이 나오니 추력대 중량비가 1.24 정도 되는 군요. 지난번 테이프 덕지덕지버전은 400g이었는데, 테이프 무게가 장난이 아니었군요 --;  3셀을 장착하면 353g으로 700g정도의 추력이 나오니 추력대 중량비가 1.98이구요.


사진 감상 시간^^

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노우즈의 저 곡선이 나오기 까지는 PE폼에 나름대로 고난도(?)의 칼질이 필요하다.


자 이제 내 몹쓸 손가락으로 부수러 가볼까나~

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Trackback 1 : Comments 4
  1. Favicon of http://lalawin.tistory.com BlogIcon 라라 윈 2008.05.10 23:43 신고 Modify/Delete Reply

    오오오~~ 정말 멋진데요!
    저도 우드락으로 뭘 만드는 것을 좋아하는데.. 저의 직선 자르기와는 수준이 다르시네요... ^^;; 너무 멋집니다..

    • Favicon of http://mrkissdev.tistory.com BlogIcon MrKiss 2008.05.13 15:53 신고 Modify/Delete

      감사합니다 ^^ 칭찬은 낼름 받아먹고 쓰윽~
      라라님도 이것 저것 만드는거 보니 손재주 좋으실것 같은데요 뭘^^

  2. 정규봉 2011.07.15 20:15 신고 Modify/Delete Reply

    이번에는 어느정도 비행에 성공했습니다^^
    근데 왜 날개를 위로 올렸을때 기체가 상승하는거죠?
    전 당연히 날개가 아래로 내려가야 보편적인 양력발생의 원리가 성립하낟고 생각해서 내렸더니 꼬라박더군요;;;;
    혹시 원리를 알고 계시면 답변부탁드립니다. 나름대로 정리하는 게 있어서요^^

    • Favicon of http://blog.whattomake.co.kr BlogIcon MrKiss 2011.07.19 00:29 신고 Modify/Delete

      비행기는 무게 중심을 기준으로 어느 부위에 어느방향으로 힘이 가해지느냐에 따라 상승하강 좌우진행이 달라집니다.
      꼬리날개의 엘리베이터는 무게 중심에서 한참 뒤에 있기 때문에 엘리베이터를 위로 올리면 바람이 위로 올라가고 기체의 꼬리쪽에 아래로 향하는 힘이 생기게 됩니다. 그러면 기체는 무게 중심의 뒤쪽이 아래로 눌리게 되니까 앞이 들리게 되죠.
      무게 중심점이 마치 시소의 중심처럼 되는거죠.
      공중에서 무슨 시소냐? 라고 생각하실지 모르지만, 모든 물체는 허공에서 회전한다면 무게중심점을 기준으로 회전하게 됩니다. 회전없이 전진만 하려고 하면 무게중심점을 정확히 향하도록 추진력을 배치해야 되는거죠.
      비행기에서는 프로펠러축의 방향과 엘리베이터, 러더, 에일러론 등의 가동날개로 추진력의 방향을 그때 그때 바뀌주면서 비행기의 진행 을 제어하게 됩니다.

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