드론 문제 응시하기 - 과목별예상문제 - 무인비행장치시스템및기체운용 2회

문제 1

배터리의 올바른 보관 방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 장기간 보관 시 배터리는 항상 완전 충전 상태로 두는 것이 좋다.

② 충전 시에는 권장된 충전 시간을 지켜야 한다.

③ 오랫동안 사용하지 않을 경우 기기에서 분리하여 보관한다.

④ 약 15~28℃ 범위의 상온에서 보관하는 것이 적절하다.

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정답 : ①
배터리를 장기간 보관할 경우 완전 충전 상태가 아닌 약 50~70% 충전 상태로 두는 것이 안전합니다. 완충 상태로 장기 보관하면 배터리 수명 저하와 안전 문제가 발생할 수 있습니다.

문제 2

드론의 진동 발생 원인에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 댐퍼와 같은 완충 장치를 사용하면 진동이 발생한다.

② 기체의 유격이 있으면 진동이 유발될 수 있다.

③ 탄성 재질의 프로펠러는 특정 주파수에서 공진을 일으킬 수 있다.

④ 무게 이동이 있는 장착물이 있으면 진동이 증가할 수 있다.

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정답 : ①
댐퍼는 고무나 용수철과 같은 탄성체를 사용하여 충격과 진동을 줄이는 장치입니다. 따라서 '댐퍼가 진동을 발생시킨다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 3

무인비행장치 시스템 구성 요소 중 기체시스템에 포함되지 않는 것은?

① 지상통제컴퓨터

② 기체

③ 전원분배장치

④ 구동기

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정답 : ①
지상통제컴퓨터는 기체시스템이 아닌 지상통제시스템의 구성 요소에 해당합니다. 지상통제시스템은 통신장치, 조종기/수신기, 지상통제컴퓨터 등으로 이루어집니다.

문제 4

입력 전압 특성에 따른 모터 설명 중 옳지 않은 것은?

① DC 모터는 정확한 속도 제어가 불가능하다.

② AC 모터는 구조가 단순해 수명이 긴 편이다.

③ AC 모터는 교류 특성상 정밀한 속도 제어에 한계가 있다.

④ DC 모터는 브러시나 전자제어 장치를 통해 속도 조절이 필요하다.

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정답 : ①
DC 모터는 전압 제어 및 전자변속기를 통해 정밀한 속도 제어가 가능합니다. 반면 AC 모터는 수명이 길고 구조가 단순하지만, 속도 제어에서는 상대적으로 한계가 있습니다.

문제 5

브러쉬 모터와 브러쉬리스 모터의 특징 설명 중 옳지 않은 것은?

① 브러쉬리스 모터는 발열이 적으나 회전수 변동이 심하다.

② 브러쉬 모터는 구조가 단순하고 저렴하지만 브러쉬 마모로 수명이 짧다.

③ 브러쉬리스 모터는 브러쉬가 없어 수명이 길고 고속 회전에 유리하다.

④ 브러쉬리스 모터는 가격이 높고 구동을 위해 전자제어기(ESC)가 필요하다.

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정답 : ①
브러쉬리스 모터는 발열이 적고 회전 안정성이 높아 회전수 변동이 크지 않습니다. 따라서 '발열이 적으나 회전수 변동이 심하다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 6

GPS 수신에서 DOP 값이 가장 낮아 정확도가 높아지는 경우는 어느 것인가?

① 위성들이 넓게 분산되어 하늘에 배치된 경우

② 위성들이 서로 가까이 밀집해 있는 경우

③ 위성들이 분산되어 있지만 도심 건물 내부에 있는 경우

④ 위성들이 밀집해 있고 도심 건물 내부에 있는 경우

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정답 : ①
DOP 값은 위성의 배치에 따라 달라집니다. 위성들이 넓게 흩어져 있으면 기하학적 구조가 강해져 DOP 값이 낮아지고 위치 정확도가 향상됩니다. 반대로 위성이 밀집하거나 건물 내부에 있을 경우에는 DOP 값이 높아져 정확도가 떨어집니다.

문제 7

무인멀티콥터 모터 효율 선택에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 토크를 크게 하기 위해서는 KV 값이 높은 모터를 선택해야 한다.

② 모터 권선의 굵기와 길이에 따라 KV 값이 달라진다.

③ KV 값이 낮으면 회전속도는 줄지만 토크가 증가하여 큰 직경의 프로펠러 구동이 가능하다.

④ 프로펠러의 크기와 특성에 맞는 모터 선택이 필요하다.

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정답 : ①
KV 값이 낮을수록 토크는 커지고, KV 값이 높을수록 토크는 감소합니다. 따라서 높은 토크를 얻기 위해서는 오히려 낮은 KV 값의 모터를 사용해야 하므로 'KV 값이 높아야 토크가 크다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 8

GNSS RTK(실시간 운동학) 방식에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 정확한 좌표를 가진 기준국에서 오차 보정 데이터를 실시간으로 송신받아 위치 정확도를 높인다.

② 위성이 스스로 오차를 수정하여 보정된 신호를 지상 수신기에 직접 전달한다.

③ 지상 중계기가 전파 속도를 고려해 거리를 계산하고 위성 신호의 지연을 줄여 준다.

④ 임의의 위치에서 위성 신호를 받아 자체적으로 시간 지연을 계산하여 보정한다.

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정답 : ①
GNSS RTK는 정확한 좌표를 가진 기준국에서 오차 정보를 실시간으로 전송받아 이동국의 위치를 보정하는 방식입니다. 기준국과의 거리가 멀어질수록 정확도는 감소하며, 실외 환경에서 주로 활용됩니다.

문제 9

전자변속기(ESC)의 기능에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 회전자의 위치를 감지하여 전자기력의 변화를 주어 BLDC 모터의 속도를 제어한다.

② 단상 전류를 이용하여 BLDC 모터를 구동한다.

③ 배터리에서 직접 펄스 신호를 받아 모터 회전을 조절한다.

④ 수신기의 전원을 모터에 공급하는 역할을 한다.

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정답 : ①
ESC는 비행제어컴퓨터로부터 제어 신호를 받아 3상 전류를 생성하고, 회전자의 위치를 감지하여 전자기력을 조절함으로써 BLDC 모터의 회전수를 제어합니다. 따라서 '회전자의 위치를 감지해 전자기력 변화를 주어 속도를 제어한다'는 설명이 올바른 진술입니다.

문제 10

위성항법시스템(GNSS)의 기능에 대한 설명으로 올바른 것은?

① GNSS를 통해 속도를 측정할 수 있다.

② GNSS는 고도를 측정할 수 없다.

③ GNSS는 이동 여부를 파악할 수 없다.

④ GNSS는 기압, 습도, 온도와 같은 기상 요소를 직접 측정한다.

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정답 : ①
GNSS는 위성 신호를 기반으로 위치, 속도, 시간 정보를 제공할 수 있습니다. 따라서 '속도를 측정할 수 있다'는 설명이 맞는 진술이며, 기상 요소 측정은 별도의 센서를 통해 이루어집니다.

문제 11

관성측정장치(IMU)의 구성 센서 기능 설명 중 올바른 것은?

① 지자계 센서는 기수 방향(방위각)을 측정한다.

② 가속도 센서는 각속도를 직접 측정한다.

③ 자이로스코프 센서는 자세각을 바로 계산한다.

④ IMU는 개별 센서 데이터를 단순 분리하여 출력한다.

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정답 : ①
IMU는 가속도계, 자이로스코프, 지자계 센서로 구성되어 있으며, 각각 가속도, 각속도, 방위각 정보를 측정합니다. 특히 지자계 센서는 기체의 기수 방향(방위각)을 측정하는 역할을 합니다.

문제 12

정밀도 희석(DOP)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

① DOP 값이 높을수록 위치 정밀도가 향상된다.

② 위성 수가 많고 분산되어 있을수록 DOP 값은 낮아진다.

③ 빌딩이나 지형 장애물로 위성 신호가 가려지면 DOP 값이 증가한다.

④ DOP를 지속적으로 확인하여 위치 정밀도 저하로 인한 위험을 예방해야 한다.

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정답 : ①
DOP(Dilution of Precision)는 위성 배치와 수신 상태에 따라 달라지며, 값이 낮을수록 정밀도가 높습니다. 위성이 가려지거나 한쪽으로 몰리면 DOP 값이 높아져 오차가 커집니다. 따라서 'DOP 값이 높을수록 정밀도가 향상된다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 13

프로펠러 직경의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 프로펠러 직경이 짧을수록 대형 기체 운용에 적합하다.

② 프로펠러가 회전하면서 형성하는 원의 지름을 직경이라 한다.

③ 직경의 크기에 따라 발생하는 추력이 달라진다.

④ 프로펠러의 직경과 피치는 기본적인 규격 요소이다.

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정답 : ①
프로펠러 직경이 짧을수록 소형 기체에 적합하며, 대형 기체에는 직경이 큰 프로펠러가 유리합니다. 따라서 '직경이 짧을수록 대형 기체에 적합하다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 14

조종기 및 지상통제장치 운용 절차에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 기체 전원을 먼저 켜고 그 다음에 조종기와 지상통제장치 전원을 켜는 것이 바람직하다.

② 지상통제장치를 통해 비행체 데이터를 수신하여 비행 상태를 확인할 수 있다.

③ 전원을 끌 때는 조종기와 지상통제장치 전원을 마지막에 차단하는 것이 적절하다.

④ 비상 상황에 대비해 조종기와 지상통제장치의 통신 두절 시 자동 귀환 설정이 필요하다.

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정답 : ①
안전한 운용을 위해서는 항상 조종기 및 지상통제장치 전원을 먼저 켜고 이후에 기체 전원을 인가해야 합니다. 반대로 기체 전원을 먼저 켜는 것은 위험하므로 잘못된 방법입니다.

문제 15

프로펠러 피치에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 프로펠러가 한 바퀴 회전할 때 전진하는 기하학적 거리를 의미한다.

② 프로펠러의 두께를 나타내는 수치를 말한다.

③ 프로펠러 직경이 커질수록 피치는 반드시 작아진다.

④ 고속 비행체일수록 저피치 프로펠러가 효율적이다.

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정답 : ①
프로펠러의 규격은 직경 X 피치로 표시되며, 피치는 프로펠러가 한 바퀴 회전했을 때 앞으로 나아가는 이론적 거리를 의미합니다. 따라서 두께나 직경과 직접적인 비례 관계로 표현되지 않으며, 고속 비행체에는 보통 고피치 프로펠러가 적합합니다.

문제 16

리튬폴리머 배터리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 방전률이 높을수록 전압이 증가한다.

② 1셀의 정격 전압은 약 3.7V이다.

③ 배터리 용량은 일반적으로 mAh 단위로 표시된다.

④ 4셀 배터리의 정격 전압은 약 14.8V이다.

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정답 : ①
리튬폴리머 배터리는 방전률(C-rate)에 따라 출력 전류와 사용 가능 용량에 영향을 받지만, 방전률이 높다고 전압이 증가하지는 않습니다. 실제로 높은 방전률에서는 전압 강하와 용량 감소가 발생할 수 있습니다.

문제 17

위성항법시스템(GNSS)에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 위성 신호 간섭이나 교란으로 인해 위치 오차가 발생할 수 있으므로 주의가 필요하다.

② 주로 기체의 자세 제어를 위해 사용된다.

③ 실내 환경에서도 안정적으로 동작한다.

④ GNSS 안테나는 기체 내부에 장착하는 것이 가장 적절하다.

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정답 : ①
GNSS는 위성 신호를 기반으로 위치와 속도를 산출하며, 전파 간섭이나 다중 경로 현상 등에 의해 오차가 발생할 수 있습니다. 따라서 교란 요인에 대한 주의가 필요합니다. GNSS는 주로 실외에서 위치 측정을 위해 사용되며, 안테나는 기체 외부 상부에 장착하는 것이 일반적입니다.

문제 18

비행제어컴퓨터(FC)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 탑재된 센서와 관계없이 비행제어컴퓨터만으로 자동비행이 가능하다.

② 자동이착륙, 자동귀환, 경로점 비행 등을 수행하기 위해 사용된다.

③ 자세모드나 GPS모드 비행을 위해 필요하다.

④ 통신이 두절되었을 때 자동귀환을 수행할 수 있다.

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정답 : ①
비행제어컴퓨터는 자동비행을 수행할 수 있지만, 이는 탑재된 센서와의 연동을 통해 가능합니다. 센서 없이 단독으로는 자동비행이 불가능하므로 '센서와 관계없이 자동비행이 가능하다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 19

GPS에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① DOP 값이 커질수록 위치 신뢰도가 높아진다.

② GPS는 최소 4개 이상의 위성 신호를 수신해야 한다.

③ 위성이 넓게 분포할수록 GPS 측위 정밀도가 향상된다.

④ 빌딩이나 산악지형에서는 GPS 수신 효율이 저하된다.

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정답 : ①
GPS 정밀도는 위성의 배치와 수에 따라 달라집니다. DOP(Dilution of Precision) 값이 낮을수록 정밀도와 신뢰도가 높아지므로, 'DOP 값이 커질수록 신뢰도가 높다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 20

관성측정장치(IMU)에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 자이로스코프의 각속도 값을 적분하여 자세 각도를 산출한다.

② IMU는 GPS와 동일한 기능을 하며 위치 정보를 더 정밀하게 제공한다.

③ 가속도계를 통해 각속도를 직접 측정한다.

④ 소형 무인비행장치에는 MEMS 센서가 사용되지 않는다.

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정답 : ①
IMU는 가속도계, 자이로스코프, 지자계 센서로 구성되며, 이들의 데이터를 융합하여 자세와 방위각을 추정합니다. 특히 자이로스코프의 각속도 값을 적분하여 자세 각도를 계산할 수 있습니다.

문제 21

프로펠러 직경과 피치 크기에 따른 속도와 토크의 관계로 맞는 것은?

① 프로펠러가 크고 피치가 크면 속도는 빨라지고 토크도 커진다.

② 프로펠러가 작고 피치가 작으면 속도가 빨라지고 토크도 커진다.

③ 프로펠러가 크고 피치가 작으면 속도가 느려지고 토크가 커진다.

④ 프로펠러가 작고 피치가 크면 속도가 느려지고 토크가 작아진다.

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정답 : ①
프로펠러의 직경과 피치가 모두 클 경우 더 많은 공기를 밀어내므로 속도와 토크가 모두 증가합니다. 반대로, 프로펠러가 작고 피치가 작으면 속도와 토크 모두 감소합니다. 또한 고속비행에는 직경이 작은 프로펠러와 큰 피치가 적합합니다.

문제 22

프로펠러의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 프로펠러 직경이 커질수록 양력은 증가하지만 모터 부하가 커져 비행시간은 감소한다.

② 프로펠러 수가 많아지면 양력은 증가하지만 크기는 줄어들고 급상승 성능은 떨어진다.

③ 프로펠러 피치가 커질수록 모터 온도가 상승하고 진동이 커질 수 있다.

④ 프로펠러 경도가 클수록 반응 속도가 빨라지지만 충격 시 파손 위험이 커진다.

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정답 : ①
프로펠러 직경이 커지면 양력이 커지는 것은 맞지만 모터 부하 증가로 인해 비행시간은 오히려 짧아집니다. 따라서 '비행시간이 늘어난다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 23

관성측정장치(IMU)에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은?

① 자이로스코프를 이용하여 가속도를 측정한다.

② IMU는 무인비행장치의 자세각, 각속도, 가속도를 측정하는 장치이다.

③ 가속도계를 통해 가속도를 측정하고 이를 바탕으로 자세각 계산이 가능하다.

④ 코리올리스 힘을 이용하여 회전 각속도를 측정한다.

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정답 : ①
IMU는 가속도계, 자이로스코프, 지자계 센서를 결합한 장치로, 가속도는 가속도계를 통해 측정합니다. 따라서 '자이로스코프를 이용하여 가속도를 측정한다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 24

모터의 회전수와 토크 관계에 대한 설명으로 잘못된 것은?

① 모터에 일정 전압을 가하면 회전수와 토크는 서로 비례한다.

② 토크가 커질수록 소모되는 전류도 증가한다.

③ 프로펠러 직경과 피치가 커질수록 모터 부하는 증가한다.

④ 순간적으로 큰 토크를 발생시키기 위해서는 배터리의 방전율(C-rate) 확보가 필요하다.

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정답 : ①
모터의 회전수와 토크는 반비례 관계에 있습니다. 부하가 커져 모터가 정지할 때 최대 토크가 발생하고, 무부하 상태에서는 최대 회전수와 최소 토크가 발생합니다. 따라서 '회전수와 토크가 비례한다'는 설명은 잘못된 진술입니다.

문제 25

GNSS로 측정할 수 없는 것은?

① 기체의 자세

② 이동 속도

③ 이동 방향

④ 정확한 시간

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정답 : ①
GNSS는 위성 신호를 활용하여 속도, 이동 방향, 시간 등의 정보를 제공하지만 기체의 자세(roll, pitch, yaw)는 직접적으로 측정하지 않습니다. 자세 정보는 자이로스코프나 IMU와 같은 센서를 통해 획득합니다.

문제 26

GNSS 신호 오차 발생 시 주의사항으로 틀린 것은?

① 강풍으로 인해 GNSS 항법 오차가 발생할 수 있으므로 주의해야 한다.

② 고도 및 수평 위치 유지 성능이 저하될 경우 기체가 불안정해질 수 있으므로 주의한다.

③ 건물 주변에서는 신호 반사로 인해 충돌 위험이 있으므로 주의해야 한다.

④ 비행제어시스템은 GNSS 오차를 항상 인식하지 못할 수 있으므로 주의한다.

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정답 : ①
GNSS 오차는 전리층·대류층 지연, 다중 경로, 위성 배치 등에 의해 발생합니다. 강풍은 기체의 비행 경로에는 영향을 줄 수 있지만 GNSS 자체의 항법 오차 원인은 아닙니다.

문제 27

GNSS 실시간운동학(RTK)의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 실내 환경에서도 안정적으로 사용이 가능하다.

② 정확한 좌표를 가진 기준국에서 보정 신호를 받아야 한다.

③ 기준국과의 거리가 멀어질수록 위치 정확도는 떨어진다.

④ 실시간으로 센티미터(cm)급 정밀 측정이 가능하다.

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정답 : ①
GNSS RTK는 기준국 보정 신호를 활용해 높은 정밀도를 제공하지만, 위성 신호가 차단되는 실내에서는 사용할 수 없다.

문제 28

모터의 회전수와 토크 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 프로펠러 직경과 피치가 커질수록 모터의 부하는 줄어든다.

② 배터리의 방전 성능은 모터의 순간 토크 발생에 영향을 준다.

③ 토크가 커질수록 소모되는 전류도 증가한다.

④ 인가 전압이 일정할 때 모터의 회전수와 토크는 서로 반비례한다.

정답 및 해설 제출하기

정답 : ①
프로펠러의 직경과 피치는 모터의 부하와 비례하며, 크기가 커질수록 부하는 증가한다. 따라서 '부하가 줄어든다'는 설명은 잘못된 진술이다.

문제 29

MEMS 기반 관성측정장치(IMU)에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 진동에 대비하기 위해 서로 다른 특성을 가진 MEMS IMU를 다중으로 사용할 수 없다.

② 소형 무인멀티콥터에는 MEMS IMU가 주로 활용된다.

③ 프로펠러의 진동에 의해 자세 오차가 발생할 수 있다.

④ 기체 구조물의 유격으로 인한 진동이 자세 측정에 영향을 줄 수 있다.

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정답 : ①
MEMS IMU는 소형 무인기에서 많이 사용되며, 프로펠러 및 구조 진동에 의해 자세 오차가 발생할 수 있다. 이를 보완하기 위해 서로 다른 특성을 가진 MEMS IMU를 다중으로 활용하기도 하므로, '다중 사용이 불가능하다'는 설명은 잘못된 진술이다.

문제 30

드론 배터리 관리 요령으로 올바른 것은?

① 배터리 폐기 시 전기적 저항 장치를 연결하여 완전 방전 후 처리한다.

② 비행을 통해 모든 잔량을 소모하여 방전한다.

③ 전기적 단락을 이용해 강제로 방전한다.

④ 장기간 보관 시 항상 완충 상태로 유지한다.

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정답 : ①
드론 배터리를 폐기할 때는 안전을 위해 전기적 저항 요소를 연결하여 완전 방전한 후 처리하는 것이 올바른 방법이다. 단락이나 비행을 통한 방전은 위험하며, 장기 보관 시에는 완충 상태가 아니라 약 50~70% 충전 상태로 보관하는 것이 적절하다.

과목별예상문제 - 무인비행장치시스템및기체운용 2회
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