지난 글에서는 시뮬레이터에 대해서 간단하게 소개를 했다. 큰 금액은 아니지만 어찌됐든 지름이 시작되는 포인트다. 이번 글에서는 시뮬레이터의 선택과 옵션들에 대해서 간단하게 알아보고, 어떻게 날리는 지에 대해서 한 번 이야기를 해보겠다. 지금까지의 연재가 헬리콥터의 물리학적, 항공역학적 비행 원리에 대한 것이었다면, 이제부터 설명할 부분은 헬리콥터의 사용자로서 이것을 어떻게 조종하는 것인가에 대해서 배울 것이니, 가장 재미있는 부분이 될 수도 있겠다. (사실 배우는 건 재미 없고 날리는 게 재밌다)

다른 연재가 그랬듯이 재미있는 동영상 하나로 시작해 본다. 헬리콥터라는 게 (극악의 연비에도 불구하고) 얼마나 매력적인 탈것인지에 대한 감이 좀 올 것이다. 솔직히 인간이 만든 운송 수단들 중에서 가장 간지나는 물건 아닌가 싶다.

https://vimeo.com/165600973

저런 것을 그대로 작게 만들어서 내가 날린다고 생각해 보자.

1. 조종기와 시뮬레이터를 별도로 구매할 경우

RC에도 명품이 있다면 Futaba는 세 손가락 안에 들어갈 것이다.

조종기의 역사는 사실 상당히 길어서 이미 1960년대에 이웃 섬나라에서는 이런 물건을 만들어 전세계로 팔고 있었다.

컴퓨터나 아이패드로 할 수 있는 시뮬레이터는 상당히 많이 있으나, 가장 중요한 건 내가 손으로 직접 잡을 조종기이다. 이 조종기를 손에 직접 들고 시뮬레이션을 해봐야 지난 글에서 이야기 했던 근육 기억이라던가 소위 말하는 감을 잡을 수 있게 된다.

스키나 스노보드를 타 본 사람이 있다면 스키(혹은 데크), 바인딩, 부츠 중 가장 비싼 돈을 써야 하는 것은 부츠라는 이야기를 들어본 적이 있을 것이다. 내 몸과 직접 닿는 인터페이스일 뿐만 아니라, 데크나 바인딩은 종종 바꿔도 한번 잘 산 부츠는 여러 해 신는 경우가 많기 때문이다. RC에서 조종기도 마찬가지이다.

시뮬레이션을 위해서 일반적으로 많이 쓰이는 방법은 자신이 사용하는 조종기를 전용 케이블을 통해 컴퓨터에 연결하는 방식인데, 거의 대부분의 조종기의 뒷면에는 아래 사진과 같은 단자가 있다. 여기에 플러그를 연결하고 반대쪽으로는 USB 동글(시뮬레이터의 불법 복제를 막기 위하여 전용 동글이 나오는 경우가 많다)에 연결한 후 컴퓨터에 연결하는 방식이다.

자기 조종기를 시뮬레이션에 그대로 이용할 수 있기 때문에 조종 레버의 탄력이라던가 움직임의 범위라던가 하는 가장 실제와 비슷한 감을 익힐 수 있다는 장점이 있으나, 아직 헬리콥터를 사기도 전에 조종기 먼저 사야 한다는 금전적인 부담이 있을 수 있다. 따라서 아직 헬기를 본격적으로 살지는 모르겠고 시뮬레이터로 맛만 먼저 보고자 하는 사람은 다음 챕터에 나올 설명을 참고하시기 바란다.

저 연결 단자는 시뮬레이터에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 다른 조종기를 하나 더 곁가지로 연결하여 보조 조종기는 고수가, 본 조종기는 하수가 조종하도록 할 수 있다. 그래서 추락의 상황이 왔을 때 고수가 추락을 막아주는, 즉, 조수석에도 브레이크가 달린 운전 연습용 차량과 같이 만들어 주는 기능을 제공해 준다.

조종기는 채널 수 및 기능에 따라서 가격이 천차만별이나, 우리 나라는 모든 것을 복제해 내는 대륙이 바로 옆에 있다는 의외의 장점을 이용할 경우 다소 저렴한 가격에 괜찮은 녀석들을 구할 수 있다. Spektrum이나 Futaba와 같은 업체의 조종기들은 역사와 전통을 자랑하는, 최고 정점에 있는 조종기들이라고 보면 되고 (가격도 만만치 않다) 그보다 저렴한 가격에 싸고 괜찮은 중국 제품들이 많이 있으니 여러가지로 검색해 보면 좋다.

조종기는 하나를 사면 여러 헬리콥터는 물론 자동차, 배, 비행기, 드론 등 모두를 움직일 수 있고, 헬리콥터는 여러 대를 해먹어도(?) 조종기는 보통 한 대로 가는 경우가 많으니 가급적 좋은 것을 고르기를 추천한다.

조종기 선택에 있어서 반드시 고려해야 할 요소는,

1. 최소 6채널. 혹시 모르니 8채널 이상을 추천. 랜딩 기어를 넣거나, 혹은 촬영용 Gimbal을 달거나 하려면 8-10채널 정도는 있어야 한다. 어찌 되었건, 헬기가 뜨는데 필요한 최소 채널 수는 6개이고, 이후에 기능 하나 추가 할 때마다 채널 하나씩 더 필요하다고 보면 된다.

2. 수신기와 조종기가 디지털로 연결(옛날에는 크리스탈을 바꿔 끼워 넣으며 주파수를 맞췄는데, 요즈음은 수신기의 버튼을 눌러서 조종기와 연결시켜준다)된 것.

이렇게 조종기와 수신기(밑에 네모난 것)가 세트다. 블루투스 장비 페어링 해주듯이 이 둘도 같은 주파수를 사용하도록 세팅해 주는 작업이 필요한데, 예전에는 물리적으로 크리스탈을 끼워 넣어 주었던 반면, 요새는 디지털로 페어링 해준다. 동시에 여러 헬기들을 날릴 때 서로 신호가 섞이는 것을 방지해 준다.

3. 설정을 여러개로 저장 가능할 것

4. 컴퓨터 연결 포트(저 위에 설명한), 혹은 Trainer 기능이 포함 되었는지

5. (아닌 것 찾기가 더 힘들겠지만 혹시나 모르니) 2.4GHz

6. (쓰로틀이나 피치 곡선을 조절할 수 있는 조종기들에 보통 LCD가 달려 있으므로) 가급적 LCD가 있는 모델로(컬러까지는 필요 없음)

이정도 급으로 해서 저렴하게는 10-20만 원대, 비싸면 100만 원 이상까지 다양하게 존재한다. 필자는 다양한 조종기를 써 보다가 결국 약 12만 원짜리 중국제 AT9이라는 조종기로 최종 안착. 가성비로는 써 본 조종기들 중 최고라고 생각한다.

2. 시뮬레이터에 딸린 조종기로 시작

초반부터 목돈 들이기 싫은 분들은 조종기가 딸려 오는 시뮬레이터의 사용을 권한다. 별다른 세팅 없이 바로 연결해서 쓰면 되니 사실 가장 간편하다. 연습용 조종기 가격을 지불해야 하지만 진짜 조종기에 비하면 푼돈이다. 단점이라면 저 조종기는 시뮬레이터 외에는 사용할 수가 없다는 것.

가격대는 어디서 사느냐에 따라 다르지만 2-5만 원선.

3. 비행을 위한 기본 지식

비록 시뮬레이션이기는 하지만 어쨌거나 날리는 것은 날리는 거다. 모니터 안에서 추락해도 기분 나쁜 건 어쩔 수 없다. 지난 글까지 설명한 것이 자동차의 원리였다면, 이제는 운전법에 대해서 배울 때다. 이를 위해서 반드시 알고 넘어가야 하는 몇가지 사항을 머릿속에 넣고 시작하자. 이미 알고 있으면 다행이고, 모르고 있었다면 이후에 계속 언급될 단어들이기 때문에 반드시 알고 있자.

쓰로틀(Throttle) : 흔히 알고 있듯이 엔진 출력을 조절하는 장치이다. 자동차의 경우 rpm을 올려주는 액셀레이터에 해당한다. 헬리콥터는 엔진과 로터가 단 한 쌍의 기어로만 연결이 되니 자동차처럼 1단/2단/3단의 개념이 없지만, 중요한 것은 쓰로틀을 높인다고 헬리콥터가 위로 상승하는 것은 아니라는 점이다. 헬리콥터를 띄우는 것은 로터가 일정 rpm 이상으로 회전하고 있을 때 주는 collective pitch이다. (collective pitch가 뭔지 까먹었다면 전전글에 가서 다시 복습하고 오자)

- 헬기의 움직임을 나타내는 단어들

자동차와는 달리 비행기나 헬리콥터는 3차원 공간을 이동하는 물건이다보니 총 3개의 공간축 방향으로 움직임이 발생한다. 이것을 가르키는 세 단어가 바로 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)이다. 아래 그림을 보면서 한 번 살펴 보자.

헬기나 비행기는 3차원 공간을 움직이기 때문에 자동차보다 생각해야 할 움직임이 더 많다. 게다가 오로지 전진만 하는 비행기와는 달리 호버링과 후진도 가능하기 때문에 비행기보다 고려해야 할 요소가 더 많다.

롤(혹은 롤링,Rolling) : 롤은 말 그대로 구르는 거다. (앞으로 구르지 말고 옆으로 구르자) 흔히 배럴 롤이라고 하는 하늘과 땅이 거꾸로 한 번 도는 비행을 하게 해주는 게 롤링이다. 그렇다고 헬리콥터가 옆구르기를 한바퀴 다 할 일은 별로 없다. (물론 롤링을 계속 시키면 비행기처럼 배럴 롤을 할 수도 있다. 그런데 당분간은 웬만하면 하지 말자. 피눈물 날 거다)

롤링을 가능하도록 하는 장치는 비행기의 경우 에일러론이라는 주날개 뒤에 달린 장치이고, 헬리콥터는 스와시 플레이트가 만들어내는 cyclic pitch인데, 헬리콥터는 당연히 에일러론이라는 장치가 없지만, 그럼에도 불구하고 움직임을 지칭할 때 에일러론이 있다고 가정하고 이야기 한다. 헬리콥터에 있어서 롤링은 좌우로 평행이동 하는 움직임을 만들어낸다.

비행기의 롤링을 만들어내는 에일러론.

헬기에는 이 기능은 있지만 이런 장치 자체는 없다.

모두 다 로터의 cyclic pitch로 조절.

요(혹은 요잉) : 요잉은 자동차의 핸들을 꺾는 것에 해당한다. 좌회전 우회전인데, 이를 담당하는 비행기의 장치는 수직 꼬리 날개에 붙어 있는 방향타, 즉 '러더'이다. 헬리콥터는 당연히 러더가 없지만 꼬리의 로터가 이 역할을 담당하고 여전히 이 작업을 해주는 장치를 러더라고 표현한다. 앞서도 이야기 했지만, 평소에는 헬리콥터에 장착된 자이로가 요잉 각도를 계속 모니터링하며 한쪽 방향을 보고 있도록 저절로 조절하고, 조종기에서 변경하라는 신호를 받을 때에만 자이로가 조종자의 지시에 양보한다. (오래전부터 RC 헬기 하셨던 분들은 자이로 없이 날리셨다는)

비행기의 요잉을 만들어내는 러더.

물론 헬기에는 이딴 장치는 없다. 그래도 움직임을 나타낼 때에는 러더라고 부른다.

피치(혹은 피칭 pitch) : (헬리콥터 블레이드의 collective / cyclic pitch와 혼동하지 말자.) Pitch라는 영어 단어 자체는 '각도'를 의미한다. 여기에서는 헬리콥터나 비행기를 옆에서 봤을 때의 머리가 얼마나 들렸는지를 보여주는 각도를 피칭이라고 하는데, 피칭은 비행기의 경우 위로 상승하거나 아래로 하강하는 움직임을 만들어내고, 헬리콥터의 경우 전진 및 후진을 만들어낸다. (참고로 호버링 하다가 전진 피치, 즉 앞으로 기울여줌으로서 헬리콥터가 전진하게 될 경우 호버링하던 힘의 일부를 전진으로 쓰게 되기 때문에 헬기는 자연히 하강하게 된다. 따라서 일정한 고도를 유지하며 전진하기 위해서는 이를 보완하기 위해 추가적인 쓰로틀과 collective pitch를 올려줘야 한다) 이 작업을 해주는 비행기의 장치는 꼬리 날개의 엘리베이터인데, 이 또한 헬기에는 없지만 있다고 가정하고 설명한다.

이게 엘리베이터. 건물 올라가는 엘리베이터 아니다.

헬리콥터는 이 세 가지 동작 중, 피칭(엘리베이터)와 롤링(에일러론)은 메인 로터에 주는 cyclic pitch(이것도 기억 안나면 저 앞에 글 가서 다시 보고 오자)로 조절하고, 요잉(러더)은 꼬리의 로터로 조절하고, 상승 하강은 쓰로틀 + collective pitch로 조절한다.

3. 헬기 조종은 어떻게 하나. Mode 1과 Mode 2

그럼 이 세 가지 동작을 조종기에서는 어떻게 구현하는가. 보통 두 가지 방식이 있다.

세계 RC 업계의 표준으로 지정된 조종 방식인데, Mode 1과 Mode 2의 두 가지가 있다. 이 이름은 그냥 아무나 이렇게 붙인 게 아니라 세계 어느 나라의 RC 유저를 만나서 물어봐도 어~ 나는 Mode 2로 헬기 몰아. 이러면 다 알아듣는다는 말이다.

Mode 1은 주로 비행기에서 유래된 조종법으로 비행기 뒷부분에 위치한 장치들, 즉 러더와 엘리베이터를 왼손으로 조정하고, 오른손으로는 엔진 출력(쓰로틀)과 롤링(에일러론)을 조절하도록 되어있다. 이 방식은 비행기 조종할 때 좋은 방식이고 또 역사도 더 긴 방식인데 (그러니 이게 mode 1) 오른손잡이들 세상에서도 왼손이 더 잘 하는 일들이 몇가지 있는데, 그 한 가지가 사실 방향 조종이다. 오락실의 1945같은 게임의 조이스틱을 떠올려 보자. 총알 쏘는 단순한 작업은 오른손이 하고 비행기 조종은 왼손으로 한다. 자동차 운전도 핸들은 왼손으로 잡는 게 더 편하다. Mode 1은 이런 왼손으로 방향에 관련된 것을 조종하는 방식이라 어찌보면 더 편할 수도 있으나, 필자 개인적인 견해로는 다음에 설명할 Mode 2가 더 헬기에 적합한 방식이라고 본다.

Mode 2는 오른손을 이용해서 로터의 cyclic pitch를 조절하는데, 보통 헬리콥터 추락의 원인은 이 cyclic pitch 조절 실패에서 오는 경우가 많이 때문에 둘을 한 손으로 조정하는 것이 더 빠르게 반응할 수 있는것 같다. 그리고 일반적으로도 헬기 유저들은 Mode 2를 선호하는 경우가 더 많다.

Mode 1이든 2이든 둘 다 collective pitch는 쓰로틀 스틱과 연동해서 사용하는데, 쓰로틀이 높아짐에 따라 collective pitch도 같이 증가하도록 세팅한다. 사람에 따라서는 쓰로틀은 초반에 급격하게 증가하다 50% 이상 넘어가면 서서히 증가하고 collective pitch는 직선적으로 증가하게 세팅하는 등, 이 둘을 다르게 지정하는 것도 가능하다. (이런 걸 가능하게 하기 위해서 LCD창이 달려있는 조종기를 살 필요가 있다)

저 4개의 스틱 중 쓰로틀을 제외한 나머지 스틱은 안에 스프링이 달려 있어서 손을 안 대고 가만히 두면 항상 가운데 포지션을 유지하도록 되어있고, 쓰로틀 스틱만 손을 떼어도 스틱이 움직이지 않고 그 자리에 위치한다. 웬만한 조종기들은 Mode 1과 Mode 2를 사용자가 프로그램 상 설정할 수 있도록 되어 있는데, 그럼에도 불구하고 이 스틱을 제자리로 돌려주는 스프링 문제 때문에 Mode를 변경할 때에는 조종기를 한번 분해해야 할 일이 있을 수도 있다. 그래서 가급적이면 자기가 원하는 Mode로 세팅된 조종기를 사는 게 좀 편하다.

둘 중 어떤 방식이 더 좋을지는 개인의 문제이나, 중요한 것은 근육 기억이라는 것이 한 번 익혀지면 바꾸는 데에는 새로 배우는 것보다 더 많은 노력이 들어가기 때문에, Mode 1으로 연습했던 사람이 어느 날 Mode 2를 잡으면 처음부터 다시 익혀야 하는 수준의 어려움을 겪는다. 개인적으로는 Mode 2를 추천한다. 그리고 Mode 2로 헬리콥터를 잘 날리게 되면 비행기도 Mode 2를 이용해서 거의 같은 느낌으로 날릴 수 있다. (비행기는 전진만 하는 헬리콥터라고 생각하고 날리면 된다. 물론, 비행기 착륙시키는 것은 헬기 착륙보다 훨씬 어려우니 헬기 날린다고 비행기도 쉽게 할 수 있을 것이라고 생각하는 자만은 금물)

참고로 일반적으로 장난감처럼 팔리는 소형 동축반전 헬리콥터들의 경우 에일러론 컨트롤이 없다. 그 말인 즉슨 좌 이동 우 이동은 없다는 뜻이다. 상승 하강은 로터의 RPM으로 조절하고, 전진 후진은 꼬리에 수평(수직이 아니라 수평이다)으로 달린 작은 로터를 돌려서 조절하고, 요잉은 두 개 로터의 속도를 다르게 함으로서 토크의 변화를 일부러 만들어서 조절한다. 그러다 보니 조종기가 Mode 2의 세팅으로 되어있다 하더라도 왼손의 스틱이 좌우로는 움직이지 않고 오로지 위아래로만 움직여서, 이런 헬기로 너무 오래 연습하면 나중에 에일러론이 있는 헬기를 조종할 때 다소 혼란스러운 경우도 있으니 너무 열심히 날리지는 않는 게 좋다.

이런 녀석들.

그래도 이 정도 간단한 시스템으로 공중에 호버링을 할 수 있는 물건을 만든다는 게 대단한 거다.

오늘은 여기까지.

마지막으로 생활의 달인에 나와도 손색이 없을 정도의 헬리콥터 작업을 하나 감상하자.

https://youtu.be/dIl6TCSpl0Q

CZT

편집 : 꾸물