드론 비행시간 계산과 배터리 용량 비교

비행시간은 사용 가능한 배터리 용량을 기체 전체의 평균 소비전류로 나눠 계산합니다. 배터리를 바꾸면 용량과 총중량을 함께 갱신하고, 같은 비행 조건에서 비교합니다.

1. 사용 가능한 용량으로 비행시간을 계산합니다

비행시간(분) = 사용 가능한 용량(Ah) ÷ 기체 전체 평균 전류(A) × 60. mAh로 적힌 용량은 1,000으로 나눠 Ah로 바꿉니다.

5,000mAh 배터리에서 80%인 4Ah를 사용하고 평균 전류가 21A라면, 4 ÷ 21 × 60 = 약 11.4분입니다. 80%는 계산 예제의 가정입니다. 실제 사용 가능한 용량은 배터리 상태, 부하, 운용 전압 범위와 남겨둘 여유에 맞춰 정합니다.

전력으로 계산할 때는 사용 가능한 에너지(Wh) ÷ 평균 전력(W) × 60을 사용합니다. 전압이 다른 배터리는 mAh만으로 비교하지 않습니다.

이 사이트의 비행시간 계산기는 총중량과 선택한 모델의 추진계 조건으로 소비전력을 추정합니다. 아래 평균 전류 예제는 계산 원리를 설명하며, 계산기에서 직접 측정 전류를 입력하는 방식과는 다릅니다.

호버에서는 무게를 지탱하는 추력이 필요하고, 상승할 때는 고도를 높이는 데 에너지가 더 듭니다. 순항 전력은 속도와 기체 항력, 로터 운전 조건에 따라 달라집니다. 순항이 항상 호버보다 적은 전류를 쓰는 것은 아닙니다.

임무 전체의 평균은 각 구간의 전류에 시간을 곱해 더한 뒤 총시간으로 나눕니다. 다음은 계산용 가상 임무이며 특정 드론의 성능값이 아닙니다.

10분 임무의 평균 전류 계산 예제
구간	가정한 전체 전류	시간	소비량
상승	30 A	1분	0.5 Ah
호버	21 A	6분	2.1 Ah
순항	18 A	3분	0.9 Ah

총소비량은 3.5Ah, 평균 전류는 (30 × 1 + 21 × 6 + 18 × 3) ÷ 10 = 21A입니다. 같은 비율의 임무를 가정하면 앞의 11.4분 계산에 이 평균값을 사용할 수 있습니다.

순항 전력과 관련된 기체 주위 흐름이 궁금하다면, 쿼드콥터 후류 시각화 샘플을 둘러보세요.

배터리 용량이 늘면 저장 에너지도 늘지만, 무거워진 기체는 더 큰 추력을 요구합니다. 계산기에서는 새 배터리의 용량·셀 수와 배터리를 포함한 총중량을 함께 변경합니다.

아래 표는 같은 전압, 사용 비율 80%를 가정한 비교입니다. 총중량과 평균 전류는 모두 설명용 가정이며, 전류를 무게만으로 산출한 표가 아닙니다. 실제 비교에서는 후보별 계산값이나 측정 전류를 사용합니다.

용량 증가와 소비전류 증가를 함께 반영한 가상 예제
배터리 용량	총중량	평균 전류	예상 비행시간
5,000 mAh	2.00 kg	21 A	11.4분
6,000 mAh	2.25 kg	25 A	11.5분
7,000 mAh	2.50 kg	30 A	11.2분

6Ah × 0.8 ÷ 25A × 60 = 11.52분입니다. 이 가정에서는 용량을 20% 늘려도 비행시간은 거의 늘지 않습니다. 배터리 무게를 반영한 뒤 추력 여유와 전류 정격도 다시 확인합니다.

비행 로그에서 비교할 구간의 시간과 소비 용량 차이를 읽습니다. 예를 들어 8분 동안 2,800mAh를 사용했다면 평균 전류는 2.8 ÷ (8 ÷ 60) = 21A입니다. 지상 대기 중 소비량은 비행 구간과 분리합니다.

처음에 평균 18A를 가정했다면 4Ah 기준 예상 시간은 13.3분이지만, 기록에서 구한 21A를 사용하면 11.4분입니다. 배터리·탑재물·비행 속도·바람 조건이 비슷한 기록을 모아 비교합니다.

기록을 기준으로 쓰기 전에 전류 센서 보정을 확인합니다. ArduPilot 문서는 전류계와 비교하거나 로그의 소비 용량을 재충전량과 비교하는 방법을 설명합니다. 계산기에서는 실제 총중량과 추진계 조건을 반영하고, 측정 평균 전류를 이용한 계산값과 대조합니다.

평균 전류와 사용 비율이 그대로일 때만 그렇습니다. 실제로는 배터리 무게가 늘면서 요구 추력과 소비전류도 바뀌므로 총중량을 갱신해서 비교해야 합니다.

계산기의 거리는 순항 시간과 속도로 구한 이론값입니다. 상승·착륙·대기, 왕복 방향의 바람 차이와 남겨둘 배터리를 따로 반영해야 하므로 그 절반을 운용 반경으로 정할 수는 없습니다.