유인 항공기 추진 시스템: T-Motor U15 모터 세 가지 선정 가이드

유인 항공기 추진 시스템용 모터를 산정하는 일은 무인 기체용 모터를 산정하는 것과 다른 전제에서 출발합니다. 무인 항공기는 임무와 비용에 맞춰 설계할 수 있으며, 상당히 많은 임무에서는 추진 고장으로 비행이 끝나는 것을 받아들이는 편이 합리적입니다. 사람을 태우는 항공기는 그렇게 설계할 수 없습니다. 듀티가 더 길고, 운전점은 열적 봉투의 연속 영역 쪽에 더 가깝게 놓이며, 단일 고장은 단지 드물어서가 아니라 생존 가능해야 하고, 통합 담당자가 의존하는 모든 수치는 요약 문구가 아니라 시험까지 추적할 수 있어야 합니다. 이 가이드는 세 가지 T-Motor U15 모터, 즉 기록된 버스 범위가 가장 넓은 1740 g 제품과 24S 버스용으로 만들어진 4408 g 제품, 세 제품 가운데 기록된 최대 추력이 가장 높은 5130 g 제품을 검토하고, 각 경우에 어떤 기록 수치가 선택을 확정하는지, 그리고 어떤 값이 제조사 데이터시트에 있는지 설명합니다.

세 제품은 모두 외부 ESC로 구동되는 아웃러너 브러시리스 모터이며, ToBMS의 단일 카테고리인 UAV 모터에 속합니다. 이들을 구분하는 것은 질량과 KV, 기록된 추력, 그리고 각 제품이 상정하는 버스이며, 이러한 차이는 경량 이인승 기체와 파라모터 트라이크, 유인 운용으로 개조되는 대형 화물 플랫폼에 각각 대응합니다. 여기 인용된 모든 수치는 해당 ToBMS 제품 기록에서 가져왔습니다. 그램과 킬로그램 사이의 환산, 두 기록값으로 만든 비율, 셀 화학에서 추론한 값은 모두 도출로 표시했으며, 값이 없는 항목은 인접 모델에서 채우지 않고 미기재로 표기했습니다. 세 기록 가운데 두 개는 전기 항목을 모두 담고 있지는 않으며, 어느 열이 어느 기록에서 빠져 있는지 아는 것도 선택을 구성하는 일부입니다.

한눈에 보는 답

이 카테고리에서 첫 번째 결정은 추력이 아니라 기체가 몇 개의 모터를 싣는지, 그리고 그중 하나가 멈추면 어떻게 되는지입니다. KV와 질량, 버스, 프로펠러는 그다음에 명목 호버 지점이 아니라 이 고장 상황을 기준으로 산정됩니다. 그 기준에서 이 세 모터는 순위를 이루는 것이 아니라 서로 다른 세 가지 역할을 맡습니다.

기체가 작고 팩이 실질적인 제약이며, 추진 계통이 하나를 잃어도 여유가 남을 만큼 충분한 수의 유닛을 갖춘 설계라면 T-Motor U15 II KV80 UAV 모터가 세 제품 중 유일하게 12-24S를 받아들이며, 1740 g으로 나머지 둘보다 두 배 이상 가볍습니다. 이 제품은 기록된 최대 추력 36.5 kg과 180초 구간 기준 8580 W를 내며, 세 제품 가운데 유일하게 출력 수치를 공표한 기록을 가집니다.

기체가 24S 고정 설계이고 질량 예산이 더 무거운 모터를 허용한다면, T-Motor U15XL KV38 UAV 모터가 4408 g에서 추력 81.2 kg을 기록하며, 피크 전류 180 A와 10 V에서의 무부하 전류 3.5 A, 17 mΩ의 권선 저항을 가집니다. 이 저항은 U15 II와 함께 이 그룹에서 기록된 가장 낮은 값으로, 이 제품은 질량 대역 중간에서 전기 기록이 가장 완전한 유닛이 됩니다.

모터당 기록된 최대 추력이 설계에 필요한 값이라면, T-Motor U15XXL KV29 UAV 모터가 같은 24S 버스와 같은 36N42P 스테이터에서 5130 g에 101.4 kg을 기록하며, 피크 전류 210 A와 권선 저항 20 mΩ을 가집니다. 세 기록 가운데 어느 것도 담고 있지 않은 것은 연속적이고 무기한인 출력 정격입니다. 가장 가까운 대체 수치는 U15 II의 180초 구간 출력 수치와 나머지 두 제품의 피크 전류 수치이며, 이는 연속 정격이 아니라 듀티 구간에 대한 서술입니다. 설계 검토에서 상승을 얼마나 오래 유지할 수 있는지 묻는다면 붙잡아 둘 만한 구분입니다.

항공기가 사람을 태울 때 달라지는 것

이 모터들의 구조 자체가 카테고리의 다른 대형 아웃러너와 다른 점은 없습니다. 달라지는 것은 요구사항의 형태이며, 유인 항공기 추진 시스템에서는 요구사항이 기록의 어느 항목을 제약 조건으로 만드는지를 결정합니다.

고장은 드물기만 하면 되는 것이 아니라 생존 가능해야 합니다

무인 기체는 추진 고장으로 임무가 끝나도록 설계할 수 있으며, 그 규모에서는 이러한 맞교환이 대개 받아들여집니다. 유인 기체는 그럴 수 없습니다. 추진 계통은 최소한 유닛 하나를 잃고도 기체를 계속 떠받칠 수 있어야 하며, 이는 유용한 수치를 모터당 추력에서 최악의 한 대를 제거한 뒤의 모터당 추력으로 옮깁니다. 네 발 구성에서는 설치 추력의 사분의 삼이 남고, 여섯 발 구성에서는 육분의 오가 남습니다. 계산은 단순하며, 명목 호버 지점을 기준으로 과대해 보이는 모터가 오히려 고장 상황을 기준으로는 적정 크기인 경우가 많은 이유가 여기에 있습니다.

이 그룹에 비추어 읽으면, U15XXL KV29 모터로 만든 네 발 기체는 단일 고장 후 세 개의 유닛이 남아, 네 대가 함께 기록한 406 kg 가운데 약 304 kg을 유지합니다. 두 값 모두 기록된 모터당 101.4 kg에서 도출한 값입니다. U15 II KV80에 같은 계산을 적용하면 네 대가 기록한 146 kg 가운데 110 kg이 남습니다. 어느 수치도 기체가 세 대의 모터로 비행할 수 있는지를 결정하지 않습니다. 그것은 설계에 달려 있고, 설계는 모터가 아니라 통합 담당자의 몫입니다. 이 수치들이 실제로 보여 주는 것은 어떤 모터가 늘어난 질량에 비해 더 큰 여유를 사 주는지이며, 설계가 여유 한계에 가깝게 놓인 경우에는 그 차이가 선택 논거의 전부가 됩니다.

지속 운전점이 피크보다 더 중요합니다

유인 항공기의 호버는 과도 상태가 아니며, 순항 상승도 마찬가지입니다. 무인 임무 프로파일이 편안한 평균 위쪽의 짧은 이탈에 시간을 쓰는 반면, 유인 프로파일은 가용 출력의 높은 비율을 몇 분씩 유지하는 경향이 있습니다. 그래서 결정의 중심에는 피크 출력이 아니라 열적 거동이 놓입니다. 피크 수치는 여전히 중요하지만 용도가 다릅니다. 피크 수치는 배선과 커넥터, ESC를 산정하는 데 쓰입니다. 도체가 느끼는 것은 출력이 아니라 전류이기 때문입니다.

지속 운용을 말해 주는 항목은 가장 빠져 있기 쉬운 항목입니다. U15 II KV80 기록에는 180초 구간 기준 8580 W가 있으며, 이는 정격이 아니라 듀티 서술입니다. 나머지 두 기록은 출력 수치를 전혀 담고 있지 않습니다. 그 두 제품에서 이용할 수 있는 전기 정보는 피크 전류 값, 즉 U15XL KV38의 180 A와 U15XXL KV29의 210 A에, 10 V에서 측정한 무부하 전류입니다. 이 정도면 배선을 산정하고 권선을 비교하기에는 충분하지만, 연속 운전점을 선언하기에는 부족합니다. 그럼에도 그렇게 다루는 것이 유인 추진 추정이 어긋나는 가장 흔한 경로입니다.

프로펠러 쪽 질량은 두 번 청구됩니다

항공기에서 모터 질량은 들어 올려질 뿐 아니라 가속됩니다. 날개나 암에서 바깥쪽 끝의 회전 질량과 비회전 질량은 기체가 피치와 롤에서 극복해야 하는 관성을 키우며, 이는 추력 부족이 아니라 제어 응답과 승차감으로 나타납니다. 이 효과는 연속적으로 체감되는 반면, 그 질량으로 사들인 추력은 봉투의 최상단에서만 쓰입니다.

이 그룹의 편차는 문제가 될 만큼 큽니다. U15 II KV80 네 대는 합계 7.0 kg, U15XL KV38 네 대는 합계 17.6 kg, U15XXL KV29 네 대는 합계 20.5 kg이며, 모두 기록된 질량에서 도출한 값입니다. 따라서 가장 가벼운 네 발 세트와 가장 무거운 네 발 세트의 차이는 기체 질량 13.6 kg이며, 경량 이인승 플랫폼에서는 반올림 오차가 아니라 실제 수치입니다. 여기서 가장 가벼운 유닛이 자동으로 올바른 출발점이 되지 않는 이유도 같습니다. 이 유닛은 세 제품 가운데 기록된 추력이 가장 낮으며, 그 추력이 필요한 설계는 다른 곳에서 질량을 깎아 되돌릴 수 없습니다.

기록된 데이터는 요약이 아니라 설계 입력입니다

무인 프로젝트에서 빠진 사양 항목은 시험으로 해결할 수 있는 불편입니다. 유인 프로젝트에서는 설계 검토의 미결 항목이 됩니다. 검토를 마무리하는 수치는 추론이 아니라 문서화된 시험에서 나와야 하기 때문입니다. 그래서 어떤 열이 빠진 기록을 읽는 방식도 달라집니다. 유사한 모터에서 빌려 온 그럴듯한 값으로 메워야 할 공백이 아니라, 부품을 선정하기 전에 제조사에 던져야 할 질문으로 읽어야 합니다.

여기에 적용하면, U15 II KV80 기록은 출력과 치수를 문서화하며 피크 전류와 무부하 전류는 제조사 데이터시트에 있습니다. U15XL KV38과 U15XXL KV29 기록은 피크 전류와 무부하 전류, 저항, 축, 리드를 문서화하며 출력 수치는 제조사 데이터시트에 있습니다. 따라서 세 제품 각각은 한 종류의 통합에 필요한 열을 담고 있고 다른 종류의 통합을 위해서는 한 열을 열어 둔 상태이며, 정직한 대응은 공백을 덮는 것이 아니라 공백을 이름 붙이는 것입니다. 이 가운데 두 제품에 대한 제조사의 자체 명명이 유인 운용을 직접 가리킨다는 점도 짚어 둘 만합니다. 따라서 설계 검토는 그 명명을 기록된 추력과 전류 수치와 함께 읽을 수 있습니다.

선택을 결정하는 수치

여섯 개의 값 묶음이 유인 항공기 추진 시스템 작업에서 결정의 거의 전부를 담당합니다. 그중 세 개는 세 모터 모두에 공표되어 있고 세 개는 그렇지 않으며, 후보 목록을 작성하기 전에 이를 확정해 두는 것이 좋습니다.

모터 한 대를 제거했을 때의 양력

이것은 후보를 순위로 나누는 것이 아니라 걸러 내는 필터이며, 일반적인 추력 비교와 반대 방향으로 작동합니다. 여기서 모터가 제외되는 이유는 자체 정격과는 무관합니다. 그 모터가 고장 난 뒤 나머지가 낼 수 있는 추력이 부족하기 때문입니다. 그래서 질문은 항상 개별 모터가 아니라 세트 전체에 대해 던져집니다. 이 그룹에서 기록된 최대 추력은 36.5 kg에서 101.4 kg까지이며, 네 발 구성이 유지하는 사분의 삼 수치는 110 kg에서 304 kg까지입니다. 모두 기록된 모터당 값에서 도출했습니다.

이 계산에는 두 가지 주의가 따릅니다. 첫째, 최대 추력은 ToBMS가 제조사 시험 데이터에서 가져온 단일 수치로 기록하며, 하나의 프로펠러와 하나의 스로틀 설정, 하나의 전압을 서술합니다. 이는 운용점이 아니라 상한입니다. 둘째, 세 기록 어디에도 호버 기준 추력값은 없으므로 최대 수치에서 계산한 여유는 상한에 대한 여유이며, 실제 호버 여유는 둘을 가르는 간격만큼 더 작습니다. 설계가 한계에 가깝게 놓인다면, 기체 배치를 확정하기 전에 제조사 시험 데이터로 그 간격을 메우는 것이 좋습니다.

기록이 연속 운용에 대해 말해 주는 것

이 그룹에서 유일한 지속 수치는 U15 II KV80의 180초 구간 기준 8580 W입니다. 듀티 서술로 읽으면, 이 유닛이 시험대에서 삼 분 동안 그 출력을 유지했다는 뜻이며, 이는 열적 능력에 대한 유용한 지표이지 무기한 유지할 수 있는 양의 정의가 아닙니다. 도출로 확인할 수 있는 한 가지가 있습니다. 8580 W를 12-24S 범위의 상단에서 끌어다 썼다면, 약 88.8 V 명목의 24S 팩, 즉 모터 사양이 아니라 셀당 3.7 V라는 표준 관례는 약 97 A를 함축합니다. 이는 기록된 수치에서 도출한 추정치이며, 제조사 정격이 아닙니다. 모터의 한계보다 시험이 어떻게 진행되었는지를 더 많이 말해 줍니다.

나머지 두 모터는 출력 수치를 공표하지 않으므로 지속 거동은 전류와 저항 항목에서 추론해야 합니다. 이 추론은 정당하지만 한계가 있습니다. 구리 손실은 전류의 제곱에 비례하므로 아래 수치는 비교에는 유용하고 정격으로는 쓸 수 없습니다. 이 수치들이 확립하는 것은 두 무거운 모터 가운데 어느 쪽이 자기 피크에서 더 차갑게 도는지이며, 같은 종류의 두 기록 사이에서 비교할 수 있는 공정한 항목입니다.

버스와 전류, 그 뒤의 배선

버스 전압은 팩이 정하며, 이 그룹에서는 후보 목록도 대체로 이것이 정합니다. U15 II KV80은 12-24S를 받아들이며, 이는 세 제품 가운데 기록된 범위가 가장 넓고 저전압 팩을 포함하는 유일한 범위입니다. U15XL KV38과 U15XXL KV29는 모두 24S로 기록되어 있습니다. 넓은 범위가 자동으로 더 좋은 것은 아닙니다. 같은 모터를 더 낮은 전압의 팩으로 돌릴 수 있다는 뜻이며, 하나의 기체가 모터 교체 없이 시험 프로그램과 비행 프로그램을 모두 소화해야 할 때 유용합니다.

전류는 무거운 두 제품이 가장 가벼운 제품과 갈라지는 지점입니다. U15XL KV38은 피크 180 A를, U15XXL KV29는 피크 210 A를 기록하는 반면 U15 II KV80은 피크 전류 수치를 공표하지 않으므로, 세 제품을 같은 기준으로 비교할 수 없습니다. 약 88.8 V 명목의 24S 관례에서 U15XXL의 피크 210 A는 그 순간 약 18.6 kW를, U15XL의 피크 180 A는 약 16 kW를 함축합니다. 둘 다 기록된 수치에서 도출한 추정치이며, 제조사 정격이 아니고, 주로 산정에 유용합니다. 같은 수치가 리드의 구리 단면적과 커넥터 정격, ESC의 연속 전류를 정하며, 유인 항공기에서는 이 세 항목이 모터 자체보다 여유를 적게 두고 선정되는 경우가 많습니다.

권선 저항과 열이 가는 곳

저항은 전류와 온도를 연결하는 항목입니다. 주어진 전류에서 구리 손실을 정하며, 구리 손실은 이미 공기 흐름에 의존해 냉각되는 모터 내부에서 발생하는 열입니다. 세 기록 가운데 둘이 이를 공표합니다. U15 II KV80과 U15XL KV38은 모두 17 mΩ, U15XXL KV29는 20 mΩ입니다. 각자의 기록된 피크 전류에서 U15XL KV38의 17 mΩ 권선은 약 551 W를, U15XXL KV29의 20 mΩ 권선은 약 882 W를 발산합니다. 둘 다 기록된 수치에서 도출한 추정치이며 온도 보정은 적용하지 않았고, 지속 상승은 피크보다 훨씬 적은 전류를 끌어다 쓰므로 정상 상태가 아니라 피크 순간의 수치입니다.

이 비교가 유익한 이유는 모든 축에서 더 큰 모터가 유리하지 않다는 점입니다. U15XXL KV29는 저항과 피크 전류가 모두 높아 피크에서 U15XL KV38보다 많은 열을 냅니다. 그 대가로 81.2 kg에 대해 101.4 kg의 추력을 기록합니다. 따라서 유인 기체에서 둘 중 하나를 고르는 일은 어느 모터가 더 나은가의 문제가 아니라 듀티 프로파일에 관한 질문입니다. 즉 고출력 구간이 얼마나 오래 이어지는지, 그동안 공기 흐름이 얼마나 확보되는지의 문제입니다. U15 II KV80은 피크 전류가 기록되어 있지 않아 이 축에 아예 놓을 수 없습니다. 이 제품의 17 mΩ 권선은 여기서 가장 낮으며, 이는 권선 수가 적은 더 작은 스테이터와 일관됩니다.

로터 형상과 그것이 돌릴 수 있는 프로펠러

세 기록 모두 같은 36N42P 스테이터 구성을 공유하며, 이는 그룹 전체에 공통된 사항이고 선정에도 유용합니다. 제품 간 차이가 슬롯-극 구조가 아니라 권선과 자석, 스택, 질량에 있다는 뜻이기 때문입니다. 이로써 비교에서 변수 하나가 제거되고, 남는 기하학적 질문은 프로펠러 정합입니다.

KV는 어느 프로펠러를 유용한 속도로 돌릴 수 있는지를 정하는 값입니다. 여기 세 값인 80, 38, 29는 강도의 순위가 아니라, 주어진 버스에서 로터 속도가 어디에 놓여야 하는지에 대한 세 가지 답입니다. 24S 버스에서 29 KV 제품은 80 KV 제품보다 훨씬 큰 프로펠러를 더 낮은 속도로 돌립니다. 기체가 물리적으로 둘 다 받아들일 수 있는 경우에도 두 제품이 호환되지 않는 이유입니다. 기존 기체를 확대하거나 축소하는 설계에서는 KV와 프로펠러 직경을 함께 맞추는 것이 운전점을 보존하고, 모터 크기만 바꾸는 것이 운전점을 깨뜨립니다.

축과 장착부, 리드 인터페이스

기계 항목은 모터를 장착할 수 있는지를 정하며, 유인 항공기에서는 정비성까지 정합니다. 외형은 그룹 전체에서 비슷하지만 동일하지는 않습니다. U15 II KV80은 Ø147.5 × 55 mm이고, U15XL KV38과 U15XXL KV29는 모두 Ø151.5 mm이며 길이가 각각 96 mm와 106 mm로 다릅니다. 가장 가벼운 제품의 55 mm 길이는 가장 큰 제품의 절반을 조금 넘으며, U15XXL KV29에 대한 3.39 kg의 질량 우위 가운데 대부분이 여기서 나옵니다.

축 직경은 그룹을 보이는 것보다 중요한 방식으로 가릅니다. U15 II KV80은 20 mm 축을 기록하는 반면 나머지 두 제품은 25 mm를 기록하며, 이는 프로펠러 어댑터와 고정 방식, 허브가 감당할 수 있는 하중을 바꿉니다. U15XL KV38과 U15XXL KV29는 각각 200 mm 리드 길이를 공표하며, 이는 암 끝에서 떨어진 곳에 장착한 ESC까지 닿기에 충분하고 고전류 경로를 짧게 유지합니다. U15 II KV80은 대신 100 mm 케이블 길이를 기록하며, 이는 더 가까운 ESC에는 맞지만 같은 기준의 같은 측정값이 아니므로 둘을 같은 것으로 비교해서는 안 됩니다. 값이 기록되지 않은 경우에는 가정을 인접 모델이 아니라 실제 부품에 비추어 확인해야 합니다.

T-Motor U15 모터 세 가지 비교

아래 표는 세 제품을 질량이 낮은 순서로 정리한 것입니다. 모든 값은 각 ToBMS 제품 기록에 공표된 그대로이며, 공백은 채우지 않고 표시했습니다.

세 모터는 모두 ToBMS UAV 모터 카테고리에 등재되어 있으며 T-Motor가 공표한 제품입니다. 각 기록에서 추력은 그램 단위로 저장되어 있으며 여기서는 킬로그램으로 환산해 표시했고, 추력과 질량, 전류 수치는 기록된 그대로이며, 이 글 다른 곳에서 인용한 모든 비율과 합계는 여기서 도출한 값으로 표시된 위치에 도출로 밝혔습니다. 표에서 한 셀은 채우지 않고 표시했습니다. U15 II KV80에는 피크 전류가 기록되어 있지 않습니다. 두 가지 수치는 해당 항목 자체가 기록에 없어 표 밖에 있습니다. U15XL KV38과 U15XXL KV29 모두의 출력 수치는 제조사 데이터시트에 있으므로, 이 그룹에는 세 제품 모두에 채워진 전기 항목이 하나도 없습니다.

표가 보여 주는 첫 번째 패턴은 추력과 질량이 거의 정확히 함께 확대되며, 그 확대가 크기에 보상을 주지 않는다는 점입니다. 세 제품은 질량이 1740 g에서 5130 g으로 약 2.9배, 기록된 추력이 36.5 kg에서 101.4 kg으로 약 2.8배의 범위를 이룹니다. 둘 다 도출값입니다. 모터 질량 단위당 추력은 U15 II KV80, U15XL KV38, U15XXL KV29에 대해 각각 약 21.0배, 18.4배, 19.8배로 나오며, 모두 같은 방식으로 도출했습니다. 따라서 가장 가벼운 제품이 세 제품 가운데 기록상 비율이 가장 높고 중간 제품이 가장 낮습니다. 가장 큰 모터가 추력을 사는 가장 효율적인 방법이라는 기대와는 반대이므로 분명히 짚어 둘 만합니다.

두 번째 패턴은 빠져 있는 항목에 있습니다. 기록된 추력이 가장 높은 제품은 출력 수치를 공표하지 않고, 버스 범위가 가장 넓은 제품은 피크 전류를 공표하지 않습니다. 즉 전기 측면에서 각 기록은 상대가 채워지지 않은 지점에서 정확히 채워져 있습니다. 같은 모터에 대해 연속 출력 수치와 피크 전류 수치를 모두 필요로 하는 설계는 이 그룹에서 둘 다 찾지 못하며, 적절한 대응은 기록 사이를 보간하는 것이 아니라 제조사에 질문을 가져가는 것입니다.

세 번째 패턴은 버스에 관한 것입니다. 두 제품은 24S 고정 버스에 있고 한 제품은 12-24S를 포함하며, 세 제품이 스테이터 구성을 공유한다는 점은 이 차이가 자성 재료가 아니라 전적으로 권선에 있다는 뜻입니다. 설계가 팩을 바꿀 때 알아 둘 만한 사실입니다. 두 24S 제품에서는 팩이 사양의 일부인 반면, U15 II KV80에서는 저전압 팩이 기록된 범위 안에 있고 프로펠러만 다시 맞추면 됩니다.

유인 임무에 비추어 각 모터 읽기

기록된 수치는 기체가 하는 일에 비추어 읽을 때에야 결정이 됩니다. 아래 세 제품은 각각 다른 종류의 기체에 맞고, 어느 것도 세 종류 모두에 맞지는 않습니다.

U15 II KV80 - 가장 가볍고 버스 범위가 가장 넓은 제품

U15 II KV80은 1740 g과 최대 추력 36.5 kg, 80 KV 권선, 36N42P 스테이터, 저항 17 mΩ, 20 mm 축, 100 mm 케이블 길이, 12-24S 범위를 기록하며, 180초 구간 기준 8580 W가 기록되어 있습니다. 여기서 출력 수치를 공표한 유일한 제품이며, 버스 범위가 더 낮은 셀 수를 포함하는 유일한 제품입니다. 또 1740 g으로 나머지 둘 어느 쪽보다도 절반 이하의 질량이며, 55 mm의 몸체 길이가 96 mm, 106 mm와 대비되는 것이 그 대부분을 설명합니다.

이 조합이 가리키는 것은 모터당 피크 추력보다 질량과 팩 유연성이 더 중요한 설계입니다. 이 제품으로 구성한 네 발 레이아웃은 모터 질량 합계가 7.0 kg인 반면, 같은 레이아웃을 다른 두 제품으로 구성하면 17.6 kg과 20.5 kg이 됩니다. 기록된 질량에서 도출한 값입니다. 양 극단의 13.6 kg 차이는 구조나 배터리, 탑재물에 쓸 수 있습니다. 단일 고장을 흡수할 만큼 모터가 충분한 경량 기체에서는 이것이 분명한 이득입니다.

그 대가는 모터당 추력과 전기 문서입니다. 이 제품의 36.5 kg은 U15XXL KV29의 101.4 kg의 삼분의 일을 조금 넘으므로, U15 II KV80으로 구성한 네 발 레이아웃은 단일 고장 후 약 110 kg을 유지해 더 큰 제품의 약 304 kg과 대비됩니다. 둘 다 도출값입니다. 또한 피크 전류가 기록되어 있지 않아 배선 산정도 구리 손실 비교도 기록만으로는 마무리할 수 없으며, 유인 프로젝트에서 이것은 각주가 아니라 실행 항목입니다.

U15XL KV38 - 전기 기록이 가장 완전한 중간 질량점

U15XL KV38은 4408 g과 최대 추력 81.2 kg, 같은 36N42P 스테이터의 38 KV 권선, 저항 17 mΩ, 피크 전류 180 A, 10 V에서의 무부하 전류 3.5 A, 25 mm 축, 200 mm 리드 길이, 24S 고정 버스를 기록합니다. 세 제품 가운데 전기 기록에 피크 전류와 저항 수치, 무부하 전류 측정값을 함께 담은 유일한 제품이며, 따라서 제조사에 다시 묻지 않고도 열 축에 놓을 수 있는 유닛입니다.

그룹 안에서의 이 위치 때문에 이 제품은 타협안이 아니라 중간 대역의 답이 되는 경우가 많습니다. 세 제품 가운데 가장 낮은 기록된 저항을 U15 II KV80과 공유하므로, 주어진 전류에서 더 큰 U15XXL KV29보다 구리 손실이 적습니다. 자체 피크 180 A에서 약 551 W인 반면 상대의 피크 210 A에서는 약 882 W이며, 둘 다 도출값입니다. 그런데도 추력은 81.2 kg을 기록해 가장 가벼운 제품의 두 배가 넘습니다. 이 모터로 구성한 네 발 레이아웃은 단일 고장 후 약 244 kg을 유지하며(도출값), 모터 질량 합계는 17.6 kg입니다.

이 제품의 제약은 버스입니다. 24S 고정에서는 범위를 벗어나지 않고 더 낮은 전압의 팩으로 운용할 수 있는 기록상의 선택지가 없으므로, 더 낮은 셀 수로 비행 시험을 시작하려는 기체는 모터를 바꾸거나 팩 계획을 바꿔야 합니다. 반면 200 mm 리드와 25 mm 축은 여기 기록된 두 인터페이스 조합 가운데 더 여유 있는 쪽이며, ESC가 암 안쪽에 놓이는 설치에 맞습니다.

U15XXL KV29 - 세 제품 가운데 기록된 추력이 가장 높은 제품

U15XXL KV29는 5130 g과 최대 추력 101.4 kg, 36N42P 스테이터의 29 KV 권선, 저항 20 mΩ, 피크 전류 210 A, 10 V에서의 무부하 전류 3.3 A, Ø151.5 × 106 mm, 25 mm 축, 200 mm 리드, 24S 고정 버스를 기록합니다. 그룹에서 가장 무겁고 기록된 추력이 가장 높은 제품이며, 제조사는 이 제품을 무인 항공기뿐 아니라 유인 항공기용으로도 직접 명명합니다. 기록된 추력과 전류 수치가 뒷받침하며, 지속 출력 수치는 제조사 데이터시트에 있는 명명입니다.

세트로 읽으면, 이 제품은 여유를 사 주는 유닛입니다. 기록된 수치에서 네 발 레이아웃은 단일 고장 후 약 304 kg을 유지하며(도출값), 여섯 발 레이아웃은 608 kg의 육분의 오를 유지합니다. 그 대가로 네 대를 쓰면 모터 질량이 20.5 kg 늘어나고, 피크 전류에서 각 대는 5130 g의 몸체 안에서 약 882 W의 구리 손실을 냅니다(기록된 수치에서 도출한 추정치, 온도 보정 미적용). 지속 상승에서 냉각 경로가 충분한지를 정하는 수치가 바로 이것입니다. 20 mΩ 권선은 여기서 기록된 가장 높은 저항이며, 구리 손실이 전류의 제곱에 비례하므로 가장 높은 전류와 가장 높은 저항이 같은 유닛에 결합된 것이 이 제품을 기반으로 한 설치에서 열 설계를 중심에 놓는 바로 그 이유입니다.

10 V에서의 무부하 전류 3.3 A는 U15XL KV38의 3.5 A보다 근소하게 낮으며, 이는 더 낮은 KV 권선이 스스로 회전하는 데 조금 더 적은 전류를 끌어다 쓴다는 것과 일관됩니다. 무부하 측면에서 두 제품 사이에 이용할 수 있는 유일한 비교 신호입니다. 이것만으로 운전 범위 전반의 효율에 대한 결론을 내리기에는 부족하며, 그렇게 사용해서도 안 됩니다.

이 시스템들이 쓰이는 곳

같은 세 모터가 제약 조건이 서로 충분히 다른 기체에 등장하며, 그 때문에 선택 논거의 형태도 달라집니다. 유인 항공기 추진 시스템에서 플랫폼이 기록만큼이나 중요한 이유입니다.

경량 이인승 및 개인용 eVTOL 플랫폼

이것은 고장 상황이 모든 것을 좌우하는 설계입니다. 추진 계통이 대개 기체를 떠받칠 수 있는 유일한 시스템이기 때문입니다. 여섯 또는 여덟 개의 모터를 분산 배치하는 구성이 흔한데, 이는 단일 고장을 전면적인 추력 상실이 아니라 부분적인 추력 상실로 바꿔 주기 때문입니다. 이러한 배치 선호가 더 높은 추력의 대안에 맞서 더 낮은 추력, 더 낮은 질량의 모터를 실행 가능하게 만듭니다. 여기서 관련된 기록은 배선을 산정할 만큼 충분한 전기 정보를 공표한 제품이며, 이는 U15XL KV38과 U15XXL KV29에 유리합니다. 설계가 팩 전압을 아직 조정 중이라면 U15 II KV80의 12-24S 범위가 이 그룹에서 기록된 유일한 유연성입니다. VTOL 드론 모음은 같은 양력과 순항의 타협을 무인 측면에서 다루며, 제약 집합이 다릅니다.

동력 패러글라이더와 파라모터 트라이크

이 등급의 기체는 이 카테고리에서 단일 추진 유닛을 중심으로 만든 비행 기계에 가장 가까우며, 질량이 가장 직접적으로 작용하는 영역이기도 합니다. 파라모터 트라이크는 질량 예산이 빠듯하고 프로펠러가 크고 천천히 도는 구조에 모터를 한 대 또는 두 대 싣기 때문에, 최대 추력보다 낮은 KV와 가벼운 유닛을 가리킵니다. 그룹 전체의 29에서 80 KV에 이르는 범위가 여기서 전부는 아닙니다. 의미 있는 비교는 나머지 두 제품의 38과 29 KV에 대한 것입니다. 다만 1740 g과 넓은 버스 범위를 지닌 U15 II KV80은 팩을 전압이 아니라 체공 시간 기준으로 고르는 기체에 맞습니다. 단일 모터 설치에서의 맞교환은 고장을 흡수할 두 번째 유닛이 없다는 점이며, 그런 위치의 설계는 전혀 다른 종류의 결정을 내리고 있습니다.

유인 역할로 넘어가는 화물 기체

여러 대형 멀티로터 플랫폼이 먼저 화물용으로 개발된 뒤 사람을 태우도록 개조되며, 추진 세트는 대개 그대로 이어지는 부분입니다. 이 경우 이 기록들을 유용하게 읽는 방법은 명목 추력이 아니라 고장 상황의 산술입니다. 화물 탑재물을 기준으로 U15XXL KV29 모터에 맞춰 이미 산정된 레이아웃은 단일 고장 후 설치 추력의 약 사분의 삼을 유지하며(도출값), 이는 유인형이 평가의 기준으로 삼게 될 여유이며 입증된 성능이 아닙니다. 또한 여기가 빠진 연속 출력 수치가 가장 아프게 작용하는 상황입니다. 유인 듀티 프로파일은 화물보다 길고, 짧은 화물 구간에는 충분했던 열적 여유가 더 긴 유인 구간에는 충분하지 않을 수 있기 때문입니다. 헤비리프트 드론 애플리케이션은 같은 모터를 고장 상황이 아니라 탑재 중량 등급을 기준으로 묶으며, 두 관점은 함께 읽을 만합니다.

같은 모터가 답이기를 그치는 지점

이 카테고리에는 경계가 있고, 그것을 이름 붙일 만합니다. 설계가 고도를 유지하는 것에서 거리를 효율적으로 이동하는 것으로, 즉 호버에서 순항으로 옮겨 가는 순간 위의 순위는 전부 적용을 멈춥니다. 운전점이 낮은 KV 권선과 낮은 권선 저항, 크고 천천히 도는 프로펠러가 추력이 아니라 체공 시간에서 이기는 영역으로 이동하기 때문입니다. 그것은 여기가 아니라 장시간 체공 UAV 아래에 모아 둔 다른 선정 문제입니다. 마찬가지로 추진 세트가 성능 목표가 아니라 인증 입력으로서 지속 출력 수치를 유지해야 하는 기체는 이 세 기록 가운데 어느 것도 답하지 못하는 질문을 던지고 있으며, 그 답은 제조사의 시험 문서에서 나와야 합니다.

선정 체크리스트

세 가지 확인이 대부분의 범위를 커버하며, 각 단계가 다음 단계의 후보를 좁혀 주므로 이 순서대로 진행하는 것이 더 낫습니다.

듀티가 먼저

모터를 비교하기 전에 기체에 요구되는 일을 먼저 고정합니다. 고출력 구간이 얼마나 오래 이어지는지, 레이아웃이 호버에서 고도를 유지하는지 아니면 전진 비행에서만 유지하는지, 팩 전압이 이미 정해졌는지입니다. 유인 기체에서는 이 세 가지 답이 어떤 사양 항목보다 많은 후보를 걸러 내는 경우가 많습니다. 지속 수치가 아예 필요한지, 기록된 피크 전류로 충분한지를 이 답이 결정하기 때문입니다.

이중화가 다음

기체가 몇 개의 추진 유닛을 싣는지 정하고, 기록된 모터당 수치를 사용해 최악의 단일 고장에 대한 잔존 추력을 계산하며, 그 값을 도출로 표시합니다. 그 잔존 수치를 단순한 양력이 아니라 자세 제어 권한까지 고려한 여유를 둔 기체 총중량과 비교하고, 기록된 추력이 호버 정격이 아니라 시험대 값에서 온 상한이라는 점을 기억합니다. 여기 세 기록 어디에도 호버 기준 추력값이 없으므로, 실질 여유는 그 간격만큼 상한 기준 여유보다 작습니다.

인터페이스와 미결 질문이 마지막

듀티와 이중화가 확정된 뒤에야 기계 항목과 전기 항목이 살아남은 후보들 사이를 결정합니다. 축 직경과 장착 패턴, 리드 및 케이블 길이를 ESC가 놓일 위치에 비추어 확인하고, 배선은 출력 수치가 아니라 기록된 피크 전류를 기준으로 산정하며, 기록이 담지 않은 항목이 무엇인지 적어 두어 부품을 확정하기 전에 제조사 시험 데이터로 마무리할 수 있게 합니다.

1. 듀티 프로파일과 팩 전압을 먼저 확정하고, 둘 중 어느 것도 정하지 않은 설계는 아직 모터 후보 목록을 작성할 단계가 아닌 것으로 다룹니다.
2. 최악의 단일 고장에 대한 잔존 추력을 기록된 모터당 수치로 계산하고, 그 결과를 도출로 표시합니다.
3. 잔존 추력을 자세 제어 권한까지 고려한 여유를 둔 기체 총중량과 비교하며, 기록된 최대 추력이 호버 정격이 아니라 상한임을 기억합니다.
4. 기록에 지속 출력 수치가 있는지 확인하고, 피크 전류 값을 그 대체물로 다루지 않습니다.
5. 리드와 커넥터, ESC를 기록된 피크 전류를 기준으로 산정하고, 그 전류에서의 구리 손실을 확보 가능한 냉각 경로와 대조합니다.
6. 설계가 아직 조정 중이라면 실제로 확보 가능한 팩을 포함하는 버스 범위를 선호하고, 고정된 셀 수는 그에 맞춰 설계해야 할 사양으로 다룹니다.
7. 축 직경과 장착 패턴, 리드 길이를 ESC 위치에 비추어 확인하고, 케이블 길이와 리드 길이를 같은 측정값인 것처럼 비교하지 않습니다.
8. 제품 기록이 비워 둔 항목을 모두 기록해 두어, 선정을 확정하기 전에 제조사 시험 문서로 마무리할 수 있게 합니다.

자주 묻는 질문

공식 자료

세 모터는 모두 T-Motor가 공표한 제품이며, 제조사 자체 페이지에는 ToBMS 기록이 재현하지 않는 시험 데이터와 문서가 있습니다. T-Motor U15 II KV80 UAV 모터, T-Motor U15XL KV38 UAV 모터, T-Motor U15XXL KV29 UAV 모터가 그렇고, 더 넓은 라인업은 T-Motor 공식 스토어에서 확인할 수 있습니다. ToBMS 기록이 침묵하는 부분, 즉 U15 II KV80의 피크 전류와 무부하 전류, U15XL KV38과 U15XXL KV29의 출력 수치, 세 제품 전반의 호버 기준 추력값은 해당 페이지나 대응하는 데이터시트에서 메워야 합니다.

다음에 살펴볼 곳

여기까지 읽으면 결정이 아니라 후보 목록이 만들어집니다. 그 목록을 결정으로 바꾸는 도구가 세 가지 있습니다. 이 글의 모든 모터는 UAV 모터 카테고리에 있고, 후보는 제품 선정에서 KV와 질량, 버스로 좁힐 수 있으며, 두세 대의 제품은 제품 비교에서 서로 견줄 수 있습니다. 같은 결정의 애플리케이션 측면은 유인 항공기 추진 시스템 페이지에 모여 있으며, 기록된 대응 제품을 사양이 아니라 플랫폼별로 묶어 두었습니다.

기존 가이드 두 편이 여기서 옆으로 이어집니다. 헤비리프트 드론 모터 가이드는 이 세 모터 가운데 두 개를 탑재 중량 등급 측면에서 다루며, 고장 상황이 아니라 추력 예산이 조직 원리가 되고, 이 유인 관점의 짝입니다. UAV 모터 선정 가이드는 이 제품들을 질문의 형태가 완전히 달라지는 더 넓은 T-Motor 라인업 안에 놓고, BLDC 모터 완전 가이드는 기체가 아니라 기술에서 출발하는 경우를 위해 모든 등급을 하나의 틀에 담습니다.

요약하면 다음과 같습니다. 모터를 비교하기 전에 듀티 프로파일과 팩을 확정하고, 명목 추력이 아니라 최악의 단일 고장에 대한 잔존 추력을 계산한 뒤, 남은 후보 가운데에서 질량과 전기 문서로 선택합니다. 이 그룹에서는 그 순서가 대개 질량과 팩 유연성이 지배하는 경우에는 U15 II KV80, 전기 기록이 완전해야 하고 버스가 이미 24S인 경우에는 U15XL KV38, 모터당 기록된 최대 추력이 기체에 실제로 필요한 경우에는 U15XXL KV29로 귀결됩니다.