드론 문제 응시하기 - 과목별예상문제 - 무인비행장치시스템및기체운용 3회

문제 1

프로펠러 효율에 대한 설명으로 잘못된 것은?

① 장시간 순항 비행 시 가장 낮은 효율을 보인다.

② 저속 비행체에는 낮은 피치의 프로펠러가 유리하다.

③ 고속 비행체에는 높은 피치의 프로펠러가 유리하다.

④ 가변 피치 프로펠러는 다양한 속도 영역에서 효율을 높일 수 있다.

정답 : ①
프로펠러 효율은 전진비(Advance Ratio)에 따라 달라진다. 장시간 순항에서 효율이 떨어지는 것이 아니라, 오히려 호버링과 같은 정지 비행에서 효율 저하가 발생해 더 많은 에너지를 소모하게 된다.

문제 2

무인비행장치에 사용되는 전자변속기(ESC)에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 허용 전류가 작은 ESC를 장착하는 것이 더 안전하다.

② 브러쉬리스 모터의 회전수를 제어하기 위해 사용된다.

③ ESC의 허용 전압에 맞는 배터리를 연결해야 한다.

④ 발열이 발생하면 냉각 조치가 필요하다.

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정답 : ①
전자변속기는 모터의 최대 소모전류를 충분히 감당할 수 있어야 하므로 허용 전류가 작은 ESC를 사용하면 위험하다. 따라서 모터의 요구 전류를 충족할 수 있는 ESC를 선택해야 한다.

문제 3

무인비행장치의 프로펠러 특성에 대한 설명으로 맞는 것은?

① 프로펠러 규격은 직경과 두께로 표시된다.

② 프로펠러를 반대로 장착하면 추력이 증가한다.

③ 동일한 회전 수일 때 직경이 큰 프로펠러는 더 큰 추력을 발생시킨다.

④ 프로펠러가 무거울수록 효율이 좋아진다.

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정답 : ③
프로펠러의 규격은 직경과 피치로 표시되며, 동일한 회전수에서는 직경이 클수록 더 큰 추력을 낼 수 있다. 그러나 무게가 무거운 프로펠러는 효율을 떨어뜨릴 수 있다.

문제 4

BLDC 모터에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 모터 회전수를 제어하기 위해 ESC가 필요하지 않다.

② BLDC 모터는 영구자석과 권선으로 구성된다.

③ 브러쉬 모터보다 내구성이 높고 수명이 길다.

④ 모터에 인가되는 전류 크기에 따라 발생하는 토크가 달라진다.

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정답 : ①
BLDC 모터는 반드시 ESC를 통해 회전수를 제어해야 한다. 전류와 토크는 비례 관계이며, 구조적으로 영구자석과 권선으로 이루어져 있어 브러쉬 모터보다 수명이 길다.

문제 5

배터리의 올바른 보관 방법으로 맞는 것은?

① 화기를 피하고 통풍이 잘 되는 장소에 보관한다.

② 배터리를 항상 완충 상태로 장기간 보관한다.

③ 외형 손상이 있어도 다른 배터리와 함께 두어도 된다.

④ 밀폐된 공간에 두어 습기가 차지 않도록 한다.

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정답 : ①
배터리는 장기간 보관 시 50~70% 충전 상태에서 화기를 피하고 환기가 잘 되는 장소에 두는 것이 안전하다. 외형 손상이 있을 경우에는 반드시 다른 배터리와 분리해 보관해야 한다.

문제 6

관성측정장치(IMU)의 설명으로 틀린 것은?

① IMU는 자이로스코프와 동일한 장치이다.

② IMU는 기체의 가속도, 각속도, 방위각 등을 측정한다.

③ IMU 초기화 시 기체를 움직이지 않는 것이 바람직하다.

④ 초소형 무인항공기에는 MEMS 방식의 IMU가 주로 사용된다.

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정답 : ①
IMU는 단순한 자이로스코프가 아니라 가속도계, 자이로스코프, 지자계 센서를 융합하여 기체의 움직임과 자세를 계산하는 장치이다.

문제 7

배터리 관리 요령에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 손상된 셀이 있을 경우 해당 셀만 교체하여 사용한다.

② 배터리 외형 손상 시 다른 배터리와 함께 보관하지 않는다.

③ 완전 충전 상태로 장기 보관하지 않으며 과방전을 방지한다.

④ 배터리 폐기 시 환기가 잘 되는 장소에서 소금물을 이용해 완전 방전 후 폐기한다.

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정답 : ①
배터리는 일부 셀에 이상이 생겨도 교체 후 사용하는 것이 아니라 전체를 안전하게 폐기해야 한다. 손상된 셀의 교체 사용은 화재 및 폭발 위험을 증가시킨다.

문제 8

배터리 외형이 손상되었을 때의 올바른 대처 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 손상된 배터리는 수리 후 재사용할 수 있다.

② 외형 손상 시 내부 손상 가능성이 있어 폐기해야 한다.

③ 충전이나 비행 테스트를 금지해야 한다.

④ 손상된 배터리는 다른 배터리와 함께 보관하지 않는다.

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정답 : ①
배터리 외형 손상 시 내부 손상이 발생했을 가능성이 높으며, 시간이 경과한 후 화재로 이어질 수 있다. 따라서 손상된 배터리는 수리하여 사용하는 것이 아니라 반드시 폐기해야 한다.

문제 9

배터리를 폐기할 때의 주의사항으로 틀린 것은?

① 전기적 단락을 이용하여 강제로 방전 후 폐기한다.

② 환기가 잘 되는 장소에서 소금물을 사용해 완전 방전 후 폐기한다.

③ 저항기를 연결하여 완전 방전한 뒤 폐기한다.

④ 비행이나 장기간 보관을 통한 자연 방전을 금지한다.

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정답 : ①
배터리 폐기 시 전기적 단락을 통한 방전은 폭발이나 화재 위험이 있어 금지된다. 안전한 방법은 소금물이나 저항기를 이용해 완전 방전 후 폐기하는 것이다.

문제 10

리튬폴리머 배터리 사용 시 주의사항으로 틀린 것은?

① 배터리 사용횟수가 늘어나면 전압강하가 줄어든다.

② 과방전 상태에서는 충전을 시도하지 않는다.

③ 배터리 사용횟수가 증가하면 방전 성능이 저하된다.

④ 완전 충전 후 장기간 보관을 피하고 과방전을 금지한다.

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정답 : ①
리튬폴리머 배터리는 사용횟수가 증가하면 내부저항이 커져 전압강하가 증가하고 방전 성능이 떨어지며, 그에 따라 비행시간도 단축된다. 따라서 전압강하가 개선된다는 설명은 잘못이다.

문제 11

무인비행장치 시스템 구성 요소 중 추진시스템에 포함되지 않는 것은?

① 위성항법장치(GPS)

② 배터리

③ 프로펠러

④ 모터

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정답 : ①
추진시스템은 모터, 프로펠러, 배터리 등 기체의 추진력 발생에 직접 관여하는 장치로 구성된다. 반면 GPS는 위치 정보를 제공하는 센서로, 비행제어시스템의 구성 요소에 해당한다.

문제 12

무인비행장치의 전자변속기(ESC)와 프로펠러 관련 설명으로 틀린 것은?

① 프로펠러 진동 시 댐퍼를 풀어주면 진동이 줄어든다.

② 전자변속기(ESC)의 발열을 줄이기 위해 냉각핀을 사용할 수 있다.

③ 전자변속기(ESC)는 프로펠러 후류에 노출시켜 냉각 효과를 얻는다.

④ 프로펠러는 특정 회전수에서 공진이 발생할 수 있다.

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정답 : ①
댐퍼는 진동을 완화하기 위한 장치로, 느슨하게 하면 오히려 진동이 커진다. 따라서 프로펠러 진동 시 댐퍼를 풀어주는 것은 잘못된 방법이다.

문제 13

리튬폴리머 배터리의 특성에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 연료전지에 비해 에너지 밀도는 낮지만 방전 성능이 우수하다.

② 장기간 보관 시 반드시 완전 충전 상태로 두어야 한다.

③ 메모리 현상이 없어 완전 방전 후 사용해도 무방하다.

④ 배터리 방전은 전기적 단락을 이용하는 것이 안전하다.

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정답 : ①
리튬폴리머 배터리는 연료전지보다 에너지 밀도는 낮지만 높은 방전율을 제공한다. 그러나 완전 방전 및 전기적 단락을 통한 방전은 금지되며, 장기간 보관 시에도 완전 충전 상태로 두지 않고 50~70% 충전 상태에서 보관해야 한다.

문제 14

프로펠러의 중심 불균형으로 인한 진동 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 회전수가 낮으면 진동이 전혀 발생하지 않는다.

② 프로펠러 밸런싱을 통해 진동을 줄일 수 있다.

③ 프로펠러의 회전수 변화에 따라 진동 주파수가 달라진다.

④ 탑재 하중과 기체 구조의 유격에 따라 진동이 변동되어 센서 성능에 영향을 줄 수 있다.

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정답 : ①
프로펠러의 불균형은 회전수와 무관하게 진동을 유발할 수 있으며, 특정 회전수에서는 공진으로 인해 오히려 더 큰 진동이 발생할 수 있다. 따라서 회전수가 낮다고 해서 진동이 발생하지 않는 것은 잘못된 설명이다.

문제 15

비행제어시스템(FC)에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 시스템의 이상 여부를 확인하기 위해서는 충분한 데이터 축적이 필요하다.

② 비행제어시스템 없이도 안정적인 수동 비행이 가능하다.

③ 무인멀티콥터는 비행제어시스템에 거의 의존하지 않는다.

④ 프로펠러 회전수 제어만으로 비행 안정성을 보장할 수 있다.

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정답 : ①
무인멀티콥터는 비행제어시스템(FC)에 대한 의존도가 높으며, 안정적인 비행을 위해서는 시스템의 오류 식별과 이를 위한 충분한 데이터 축적이 필요하다. 단순한 수동 조종이나 회전수 제어만으로는 안정성을 확보하기 어렵다.

문제 16

MEMS IMU의 진동과 관련된 설명으로 올바른 것은?

① 기체 구조물의 유격이나 프로펠러 진동으로 인해 자세 오차가 발생할 수 있다.

② 진동 특성이 동일한 MEMS IMU를 여러 개 사용하면 진동에 효과적으로 대비할 수 있다.

③ MEMS IMU는 광섬유 IMU나 링레이저 IMU보다 진동에 더 강하다.

④ MEMS IMU는 외부 진동의 영향을 받지 않고 안정적인 자세 계산이 가능하다.

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정답 : ①
MEMS IMU는 기체의 유격이나 프로펠러의 진동에 의해 자세 오차가 발생할 수 있다. 진동 보완을 위해서는 특성이 다른 MEMS IMU를 다중으로 사용하는 방법이 활용되며, MEMS IMU는 광섬유 IMU나 링레이저 기반 IMU보다 진동에 취약하다.

문제 17

모터의 속도상수(Kv)에 대한 설명으로 틀린 것은?

① Kv가 클수록 동일한 전류에서 더 큰 토크를 낼 수 있다.

② Kv는 1V 인가 시 발생하는 모터의 회전수를 의미한다.

③ 동일한 크기의 모터라도 Kv 값이 다른 여러 종류가 있다.

④ Kv가 큰 모터는 빠른 회전을 위해 더 많은 전류가 필요하다.

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정답 : ①
Kv가 작을수록 동일한 전류로 큰 토크를 발생시키며, Kv가 클수록 동일한 전류에서는 작은 토크를 낸다. 따라서 Kv와 토크는 반비례 관계에 있다.

문제 18

프로펠러 효율에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 호버링 시 효율이 높아져 전력 소모가 줄어든다.

② 저속 비행 시에는 저 피치 프로펠러가 유리하다.

③ 고속 비행 시에는 고 피치 프로펠러가 효율적이다.

④ 가변 피치 프로펠러는 다양한 속도 영역에서 효율을 향상시킬 수 있다.

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정답 : ①
호버링 상태에서는 프로펠러 효율이 떨어져 더 많은 에너지가 소모된다. 반면, 저속 비행에는 저 피치 프로펠러, 고속 비행에는 고 피치 프로펠러가 적합하며, 가변 피치 프로펠러는 다양한 비행 조건에서 효율을 높일 수 있다.

문제 19

브러쉬리스 DC 모터의 특징으로 맞는 것은?

① 회전수 제어를 위해 전자변속기(ESC)가 필요하다.

② 브러쉬 마모로 인한 수명 한계가 발생한다.

③ 브러쉬와 정류자를 통해 극성을 전환한다.

④ 인가전압으로 회전수를, 전류로 토크를 제어한다.

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정답 : ①
브러쉬 DC 모터는 브러쉬 마모로 인한 수명 제한이 있으며, 정류자를 이용해 극성을 전환한다. 반면 브러쉬리스 DC 모터는 브러쉬가 없어 수명이 길고, 회전수를 제어하기 위해 반드시 ESC가 필요하다.

문제 20

프로펠러 효율에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 저속 비행 시에는 저피치 프로펠러가 효율적이다.

② 고속 비행 시에는 저피치 프로펠러가 효율적이다.

③ 가변피치 프로펠러는 속도 영역이 좁아 효율 향상이 어렵다.

④ 저속 비행 시에는 고피치 프로펠러가 효율적이다.

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정답 : ①
저속 비행체에는 저피치 프로펠러가 적합하고, 고속 비행체에는 고피치 프로펠러가 유리하다. 또한 가변피치 프로펠러는 넓은 속도 영역에서 효율을 향상시킬 수 있다.

문제 21

비행제어시스템 중 GNSS에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은?

① DOP 값이 낮을수록 위치 정밀도가 높아진다.

② RTK는 정확한 위치 보정을 위해 실외에서 활용된다.

③ 위성항법시스템에는 GPS, GLONASS, GALILEO, BEIDOU 등이 포함된다.

④ 도심 건물 주변에서는 위성 신호 차단으로 항법 오차가 커질 수 있다.

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정답 : ①
DOP는 위성 배치에 따른 정밀도 희석 값으로, 수치가 낮을수록 정밀도가 높아진다. 반대로 DOP 값이 커지면 정밀도는 떨어지게 된다.

문제 22

리튬폴리머 배터리 폐기 방법에 대한 설명으로 올바른 것은?

① 저항기를 연결하여 안전하게 완전 방전 후 폐기한다.

② 비행을 통해 배터리를 완전히 방전시킨 후 폐기한다.

③ 전기적 단락을 발생시켜 빠르게 방전 후 폐기한다.

④ 장기간 방치하여 자연 방전 후 폐기한다.

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정답 : ①
리튬폴리머 배터리 폐기 시에는 반드시 전기적 저항요소를 사용하여 서서히 완전 방전 후 폐기해야 한다. 비행이나 단락, 장기간 방치에 의한 방전은 안전사고를 유발할 수 있으므로 금지된다.

문제 23

GNSS의 위치 오차 원인에 해당하지 않는 것은?

① 기상 변화에 따른 일반적인 바람

② 전리층으로 인한 신호 지연

③ 대류층으로 인한 신호 굴절

④ 건물이나 지형에 의한 다중 경로 간섭

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정답 : ①
GNSS 위치 오차의 주요 요인으로는 전리층과 대류층 지연, 위성 궤도 오차, 다중 경로 간섭, 위성 신호 방해, 수신기 잡음 등이 있다. 그러나 일반적인 기상 바람은 위성 신호에 직접적인 영향을 주지 않으므로 오차 원인에 해당하지 않는다.

문제 24

GNSS 위치 오차의 원인으로 볼 수 없는 것은?

① 단순한 기상 요인인 바람

② 전리층에서 발생하는 신호 지연

③ 대류층에서의 신호 굴절

④ 건물 반사 등에 의한 다중 경로 오차

정답 및 해설 제출하기

정답 : ①
GNSS 위치 오차의 주요 요인에는 전리층 및 대류층 지연, 위성 궤도 오차, 다중 경로 간섭, 신호 잡음 등이 포함된다. 하지만 바람과 같은 일반적인 기상 요인은 GNSS 신호에 직접적인 영향을 주지 않아 오차 요인에 해당하지 않는다.

과목별예상문제 - 무인비행장치시스템및기체운용 3회
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