초경량비행장치(무인멀티콥터) 보통 드론이라고하는 조종사 자격 시험은 필기시험 또는 전문교육기관에서 일정 시간을 이수하면 실기시험(비행조작)을 볼 수 있다. 1~4종 까지 총 4가지 종류가 있는데 1종 초경량비행장치(무인멀티콥터)를 기준으로 실기시험 즉 비행조작 시험 시 평가관이 조작 상황을 지켜보며, 몇가지 구술 질문으로 조종자의 소양 및 전문성을 평가한다. 다음은 구술평가 시 예상되는 문항을 정리해 보았다.
실기시험 구술평가
1. 초경량비행장치(무인멀티콥터) 기체에 관한 사항
1. 멀티콥터 기체 형식: 프로펠러의 개수의 따라 3개인 경우 트라이콥터, 4개 쿼드콥터, 6개 헥사콥터, 8개 옥토콥터, 12개 도데카콥터
2. 멀티콥터와 헬리콥터의 차이점
- 형태의 차이
- 헬리콥터: 메인로터와 테일로터 두개의 회전 날개를 가지고 있다.
- 멀티콥터: 3개, 4개, 6개 등 다양한 회전날개를 가지고 있다.
- 비행원리의 차이
- 헬리콥터: 가변피치 형태의 프롭의 각도를 달리하여 속도를 제어하며, 테일(꼬리)날개는 방향을 제어한다.
- 멀티콥터: 고정피치로 각각 다수의 모터 회전수(rpm)의 차이로 속도 제어, 각각 모터의 회전수를 달리하며 방향을 제어한다.
3. 인접한 각 모터가 반대방향으로 회전하도록 설정하는 이유는?
- 인접한 모터의 토크를 상쇄시키기 위함이며, 같은 방향으로 회전할 경우 기수가 회전할 수 있다.
4. 안정성 인증검사 대상 초경량비행장치
- 동력비행장치(좌석이 1개인 고정익 비행장치)
- 회전익 비행장치(좌석이 1개인 초경량 자이로플레인, 초경량 헬리콥터)
- 동력 패러글라이더
- 항공레저스포츠사업용 행글라이더, 패러글라이드 및 낙하산류
- 사람이 탑승하는 유인기구류
- 무인비행장치 중 최대이륙중량 25kg 초과 하는 기체, 무인비행선의 경우 자체중량이 7kg 초과하거나, 길이가 7미터 초과하는 경우 2년에 한 번 항공안전기술원에서 검사
- 안전성인증 신청 유형에 따라 초도인증, 정기인증, 수시인증, 재인증이 있다.
5. 최대이륙중량과 자체중량
- 최대이륙중량: 기체 자체의 무게를 포함하여, 제조사가 명시한 제원표 상의 기체의 중량을 말한다.
- 자체중량: 연료, 장비, 화물, 승객 등을 포함하지 않는 항공기의 중량을 말하며, 드론의 경우 배터리 무게는 포함한다.(휘발유 등 운용시 연료무게가 감소하는 기체는 연료무게를 제외함)
- 최대이륙중량은 자격증과 기체 안전성 인증 기준이 된다.
6. 멀티콥터의 암대 역할
- 굽힘력, 비틀림력을 잡아주며 기체의 형태를 잡아준다.
7. 변속기(ESC Electronic Speed Controllor)
- 비행제어기(FC, Flight Controllor)와 모터의 중간에 위치하며 비행제어기(FC)의 신호를 받아 각 모터에 필요한 전압을 공급하여 모터의 회전수를 바꾸는 장치
8. 조종기 안테나: 호핑방식의 2.4Ghz의 무선통신방식, 무지향성 (호핑방식: 주파수 간섭을 피하는 방식)
9. GPS모드와 자세모드 (ATTI, Atitude모드)
- GPS모드: 위성신호를 이용하여 위치 및 고도 자동 제어
- 자세모드: 기압계로 자세(수평)와 고도만 제어, 기압센서는 작동되나 GPS, 지자기센서는 동작하지 않는다.
10. 프로펠러, 모터
- 프로펠러 제원: 앞 숫자 길이값, 뒤 숫자 피치값(예시 3090: 길이 30인치이며, 피치 9인치인 프로펠러)
- 피치: 프로펠러가 한 바퀴 회전시 앞으로 이동하는 기하학적 거리
- 모터 100kv 값: 25볼트 전압을 1분간 가할 시 2,500회 회전
- kv란: 무부하 1볼트의 전압으로 1분간 회전시킬 수 있는 횟수
11. 멀티콥터의 주요 센서
- 자이로 센서(각속도 센서, 자이로스코프 센서): 수평자세제어
- 가속도 센서(엑셀러로미터): 관성에 의한 반작용 이용하여 중력가속도를 측정함으로써 직선 가속도 또는 각 가속도를 측정하는 장치
- 지자기 센서(콤파스 센서, 마그네토미터 센서): 지구 자기장 흐름을 이용하여 방위 측정, 기체의 기수 방향 유지
- 기압 센서(압력센서, 바로미터): 대기의 압력 측정하여 고도 제어
- GPS센서: GPS 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성 항법 시스템
- IMU(Inertial Measurement Unit, 관성측정장치): 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서로 구성되며, 이동 물체의 속도와 방향, 중력, 가속도를 측정하는 장치
12. 리튬폴리머 배터리
- 배터리 관리방법: 상온 보관 / 장기 보관시 50~60% 충전상태로 보관
- 배터리 폐기시 완전히 방전시킨 후 소금물에 담궈서 기포가 발생하지 않을 때 까지 담가둔 후 폐기
- 리튬폴리머 배터리 1셀당 기준전압: 최소전압 2.9v, 정격전압 3.7v, 완충전압 4.2v, 완전방전 2.7v
2. 초경량비행장치(무인멀티콥터) 조종자에 관한 사항
1. 조종자 준수사항
- 음주비행 금지, 야간비행 금지, 비 가시권 비행 금지
- 비행 승인없이 관제공역, 통제공역, 주의공역 비행 금지
- 낙하물 투하 금지
- 야간 및 비 가시권 비행은 국토교통부 특별승인시 비행 가능
2. 초경량 비행장치 학과시험(필기) 기준
- 만 14세 이상 응시, 항공법규, 항공역학, 항공기상, 비행이론 및 운용 과목에서 70점 이상 또는 전문교육기관 이수
- 4종의 경우 만 10세 이상 응시
3. 실기시험 자격요건
- 학과시험(필기) 합격 또는 전문교육기관 이수한 사람으로 해당 비행장치 비행경력 20시간 이상
- 제출서류: 비행경력증명서, 유효한 2종 보통 이상 운전명허증 사본
4. 초경량비행장치 조종자 증명이 필요한 기준: 250g 이상의 무인비행기, 무인헬리콥터, 무인멀티콥터
5. 지도조종자 요건: 만 18세 이상, 비행시간 100시간 이상, 조종교육교관과정 이수
6. 실기평가 조종자의 요건: 지도조종자, 비행시간 150시간 이상, 실기평가조종자과정 이수
3. 비행장 및 공역에 관한 사항
1. 공역: 비행기가 다니는 하늘 길을 공역이라 한다.
- 지표면 또는 해수면으로부터 일정 높이의 특정 범위로 정해진 공간
- 관제공역, 비관제공역, 통제공역, 주의공역으로 나뉘어 진다.
- 통제공역은 비행금지구역, 비행제한구역, 초경량비행장치 비행제한구역이 있다.
- 주의공역은 훈련구역(CATA), 군작전구역(MOA), 위험구역(D), 경계구역(A)으로 나뉜다.
2. 관제권: 비행장과 그 주변의 공역으로서 항공교통의 안전을 위하여 국토교통부장관이 지정한 공역
3. 관제구: 지표면 또는 수면으로부터 200m 이상 높이의 공역으로서 항공교통의 안전을 위하여 국토교통부장관이 지정, 공고한 공역
4. 비행금지 거리: 원전 반경(원자로 중심) 18.6km, 공항 반경(관제탑중심) 9.3km
5. 비행금지 구역
- P518: 휴전선 부근, 합동참모본부 관할
- P73: 용산 대통령 집무실 중심 일정 반경, 수도방위사령부 관할
- 원자력 발전소
- P61A/B: 부산(고리), P62A/B: 경주(월성), P63A/B: 영광(한빛), P64A/B: 울진(한울), P65A/B: 대전(원자력연구소)
- A: 반경 3.8km(합동 참모본부관할), B: 반경 18.6km(각 지방항공청관할)
6. 지방항공청 관할 구역
- 서울지방항공청: 서울, 인천, 경기, 강원, 충북, 충남, 대전, 세종, 전북
- 부산지방항공청: 경남, 부산, 울산, 경북, 대구, 전남, 광주
- 제주지방항공청: 제주
4. 비행이론 및 기타사항
1. 자격증 명칭은: 초경량비행장치(무인멀티콥터) 조종자
2. 항공기에 작용하는 힘 4가지
- 양력: 유체의 방향에 대해 수직으로 작용하는 힘
- 중력: 지구가 끌어 당기는 힘
- 항력: 공기의 저항으로 추력의 반대 방향으로 작용
- 추력: 프로펠라 회전 또는 가스분사의 반동에 의해 생기는 추진력
3. 비행 시 소지해야 하는 것: 기체신고서, 자격증명서, 비행허가서, 비행기록부, 안전성인증서(대상 기체 해당)
4. 비행 금지 기상 조건: 눈, 비, 우박, 뇌우, 천둥, 안개, 강풍(초속 5미터 초과)
5. 멀티콥터 추력 발생원리: 프로펠러의 회전수가 상대적으로 적은 방향의 축으로 이동한다.
6. 항공기의 3대 축 운동: 롤링(Rolling) – 좌우, 피칭(Pitching) – 전후, 요잉(Yawing) – 좌우회전
7. 조종 모드1과 모드2의 차이점
- 모드 1: 좌측 상하 – 전,후진 / 우측 상하 – 상승, 하강
- 모드 2: 좌측 상하 – 상승, 하강 / 우측 상하 – 전, 후진
8. 아워메타 시간 계산: 실제 비행시간을 60으로 나누어 환산 (18분 비행 / 60 = 0.3)
9. 멀티콥터의 비행원리
- 프로펠러의 상대적 회전 속도차에 따라 움직임
- 전진 비행시 – 전면모터 속도 느림, 후진 비행시 – 후면모터 느림
- 시계방향 회전시 – CW 모터 느림, 반시계방향 회전시 – CCW 모터 느림
- 좌측 비행시 – 좌측 모터 느림, 우측 비행시 – 우측 모터 느림
10. 항공고시보(NOTAM, Notice To Airman)
- 항공 보안을 위한 시설, 업무 방식 등의 설치 또는 변경, 위험의 존재 등에 대해서 운항 관계자에게 국가에서 실시하는 고시
- 조종자는 비행 전 반드시 노탐을 확인하여 출발의 가부, 코스의 선정 등 비행계획의 자료로 삼는다.
- 최대유효기간 3개월
11. 조종기와 기체 신호 두절시 조치사항
- 페일세이프(Fail Safe): 설정값을 사전에 설정(RTH(Return To Home)설정 또는 현재위치 호버링 등)
- 조종기를 기체와 가까운 곳으로 이동하여 다시 연결시도
- 조종기 전원을 재부팅 또는 강제 착륙
12. 사고시 사고 보고 절차
- 항공기 사고 또는 준사고의 경우 발생 시켰거나, 발생된 것을 알게 되면 즉시 보고
- 항공안전 장애 경우 발생시켰거나, 발생한 것을 알게 되면 72시간 내 지방항공청 및 국토부 운항정책과에 보고
- 큰 규모의 사고는 항공철도사고조사위원회
13. 기타 벌칙 및 과태료
- 형사처벌 대상
- 음주비행: 3년 이하 징역 또는 3천만원이하 벌금 / 혈중 알콜농도 0.02% 이상
- 안전성 인증검사 받지 않고 조종자 증명 없이 비행: 징역 1년 이하 또는 1천만원 이하 벌금
- 사용사업등록을 하지 않고 영리목적 사용: 징역 1년 이하 또는 1천만원 이하 벌금
- 기체신고(신규, 변경)하지 않고 비행: 징역 6개월 이하 또는 500만원 이하 벌금
- 승인없이 제한구역 비행: 500만원 이하 벌금
- 행정처벌 대상 (과태료)
- 안정성인증을 받지 않고 비행: 과태료 500만원 이하
- 항공안전 활동에 관한 무보고, 거짓 진술, 명령불이행: 과태료 500만원 이하
- 사업사용 폐업 위반: 과태료 500만원 이하
- 사용사업시 보험 미가입 상태로 비행: 과태료 500만원 이하
- 조종자증명 없이 비행: 과태료 400만원 이하
- 조종자 준수 사항 미준수 시: 과태료 300만원 이하
- 비행장치 신고번호를 미부착, 거짓 표시: 과태료 100만원 이하
- 사고를 보고하지 않거나 거짓으로 보고: 과태료 30만원 이하
- 기체신고(말소)를 안 한 경우: 과태료 30만원 이하