RC 비행기에서 최적의 성능을 얻으려면 올바른 기자재(프로펠러, 모터, 변속기, 배터리)를 선택하는 것이 매우 중요하다. 잘못된 기자재를 사용하면 성능 저하와 함께 기자재 및 기체의 손상까지 입을 수 있다.
먼저 가장 중요한 것은 기체 제조업체에서 추천하는 모터(엔진)를 선택하는 것이다. 이때 프로펠러의 권장 크기와 변속기의 용량 등이 함께 제시되는 것이 보통이다. 또는 주로 많이 사용되는 기체에는 주변 사람들이 추천하는 모터(엔진)와 프로펠러, 변속기 등이 정해져 있기 마련인데, 이를 따르는 것이 가장 좋다.
간단하게 각 기자재의 이해와 기자재 간의 상관관계를 통해 적절한 조합에 대해 알아보자.
프로펠러의 크기
모든 RC 비행기의 프로펠러는 크기를 두 가지 인치(Inch) 단위 값으로 나타낸다. 하나는 프로펠러의 지름, 다른 하나는 피치값을 나타낸다. 즉, 10 x 8 프로펠러라면 지름이 10인치, 피치가 8인치임을 의미한다.

피치는 1회전당 전진하는 거리를 나타낸다. 위 그림은 10×8 프로펠러(좌)와 10×4 프로펠러(우)를 비교한 그림인데, 같은 거리를 가려면 10×4 프로펠러는 10×8 프로펠러보다 2배 더 많이 회전해야 한다. 따라서 10×8 프로펠러는 10×4 프로펠러의 회전수의 1/2만으로도 같은 거리를 날아갈 수 있다. 즉 회전수가 같다면 10×8 프로펠러가 10×4 프로펠러보다 2배 더 멀리 나아가게 된다. 대신 피치가 커지면 모터(엔진)와 변속기, 배터리 등에 부하가 증가하게 된다. 이렇게 피치 크기가 속도 변화의 기본적인 요소로서 비행기 성능에 큰 영향을 준다는 것을 알 수 있다.
프로펠러의 지름은 발생하는 추력의 양에 영향을 미친다. 하지만 추력보다 더 큰 이슈는 프로펠러의 지름과 소음 발생과의 관계이다. 프로펠러의 지름이 커질수록 소음이 커지게 된다. 즉, 모든 사항이 동일하다면 지름이 작은 프로펠러가 더 소음이 적다.
프로펠러 날개 (blade) 갯수

일반적으로 2엽의 프로펠러가 사용되나, 스케일기의 경우 3엽 또는 4엽 프로펠러가 사용되는 경우도 있다.
각각의 날개(blade)가 난기류를 극복해야 하기 때문에 날개를 추가하면 효율이 떨어지게 된다. 따라서 이론상으로는 1엽 프로펠러가 가장 효율적이지만 평형과 균형이 유지되지 않아 진동을 유발하므로 실제로는 사용되지 않는다. 그러므로 프로펠러는 2엽이 가장 효율적이며, 엽수가 증가할수록 효율이 감소하게 된다.
일반적으로 3엽 또는 4엽의 프로펠러를 사용할 때에는 피치를 1인치 정도 더 증가시키는 것이 일반적이다.
엔진비행기에서의 프로펠러 선택
앞서 말했듯이, 기체나 모터(엔진) 제조업체가 권장한 크기의 프로펠러를 사용하는 것이 가장 좋은 선택이다. 대부분의 엔진 비행기는 일반적으로 알맞은 엔진과 프로펠러를 제시하므로, 그대로 기체를 만들면 된다.
만약 프로펠러 사이즈를 변경할 필요가 있을 경우, 또는 프로펠러의 사이즈를 알 수 없을 때에는 아래 엔진 크기에 대한 프로펠러 표를 참조하여 선택하면 된다.

표에서 예를 든 바와 같이, 90엔진의 경우에는 13×6에서 15×8까지의 프로펠러를, 40엔진의 경우에는 10×5~11×6 프로펠러가 사용 가능한 범위임을 나타낸다. 프로펠러의 메이커로는 APC를 추천한다.
전동모터 비행기에서의 모터, 프로펠러, 변속기(ESC) 및 배터리의 선택
기체 및 모터 제조업체들은 모터와 모터에 맞는 변속기(ESC) 용량과 프로펠러 사이즈의 범위를 제공한다. 따라서 메이커에서 권장하는 모터와 프롭, 변속기의 조합을 선택하면 된다. 초보자의 경우에는 반드시 권장되는 기자재의 조합을 사용하도록 한다.
이제 일반적인 전동 기자재가 적합한지 확인하는 방법에 대해 설명한다.
모터
때론 기체에 적합한 모터를 알 수 없을 때가 있다(자작 비행기 또는 너무 오래된 기체 등…). 이때 가장 편리하고 확실한 방법은 ‘고수’에게 문의하는 것이다. 여의치 않을 경우, 일반적으로 추정하는 방법은 아래와 같다.
- 모터무게와 기체무게의 비율로 추정
기체무게의 10%전후 무게의 모터를 선택하면 기체를 운용하는 데 필요한 추력이 나온다. - 소비전력과 기체무게의 비율로 추정
100g당 20w : 추력이 모자람
100g당 30w : 추력이 적당함, 패턴비행가능
100g당 40w : 추력이 넘침, 3D기동 가능
위의 경우에는 추정치에 불과하므로 이를 충분히 감안해야 한다.

모터의 사용을 나타내는 KV는 1V당 모터의 회전수를 의미한다. 모터가 522KV이고 11.1V 배터리를 사용한다고 했을 때, 회전수는 다음과 같이 계산된다.
522KV x 11.1V = 5794.2 RPM
KV가 높다고 해서 좋고 파워가 센 모터는 아니다. 덕트기의 경우 지름이 작은 팬을 사용하므로 KV가 높아야 할 것이고, 헬리콥터의 경우 감속비가 크므로 역시 KV가 높아야 할 것이다. 모터가 후방에 위치하는 빅슬러 같은 기체도 프로펠러 지름이 적어지므로 KV가 높아야 할 것이다. 즉, 운용하는 기체에 알맞은 KV값을 가진 모터를 사용해야 한다.
모터 제조업체는 해당 모터에 적합한 프로펠러의 사용 범위를 제시하는데, 이 범위를 지켜 프로펠러를 사용해야 한다. 그렇지 않을 경우 모터에 손상이 갈 수 있으니 주의해야 한다.
변속기 (ESC)
변속기의 경우에는 모터에 권장하는 변속기 용량(A)대로 선택하면 된다. 가급적이면 권장하는 변속기 용량보다 좀 더 넉넉하게 선택하는 것이 좋다(예: 10A일 때 15A 등). 일부 변속기의 경우 지정된 출력보다 조금 덜 나오는 경우도 있기 때문이다.

특정 모터에 대한 변속기를 선정할 때에는 아래 계산식을 이용하여 추정할 수 있다.
W(와트) = V(볼트) * A(암페어)
이 계산식에 따라 665W의 모터와 14.8V(4셀)배터리를 사용한다고 하였을 때
665W = 14.8V x ?A
665W = 14.8V x 44.9A
즉 45A가 요구되므로 50A 정도의 변속기를 사용하면 적당하다고 추정 볼 수 있다.
배터리
배터리의 경우 방전률이 매우 중요하다. 만약 모터와 변속기가 요구하는 방전률에 못 미치는 배터리를 사용하면, 배터리가 과열되거나 부풀어 오르며 손상될 수 있다. 이로 인해 비행 성능이 저하되거나 배터리 수명이 급격히 단축될 수 있으므로, 항상 필요한 방전률을 충족하는 배터리를 선택해야 한다.

배터리에는 mAh와 방전률(C)이 표시된다. 예를 들어, 50A의 변속기를 사용할 때 11.1V, 2200mAh, 20C 배터리를 사용한다면,
2200mAh x 20C = 44A
따라서 50A의 변속기를 구동시키기에는 위 배터리 44A이므로 부족함을 알 수 있다. 11.1V, 2200mAh, 30C 배터리를 사용한다면,
2200mAh x 30C = 66A
따라서 50A의 변속기를 구동시키기에는 충분하므로 해당 배터리를 사용하기 적합함을 알 수 있다. 또한, 식에서 알 수 있듯이 배터리의 전압(V) 값은 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.
소비전력의 측정
계산식으로 도출된 수치는 실제로 적용하면 기자재의 효율 등으로 인해 오차가 발생할 수 있다. 따라서 소비 전력을 정확하게 확인하려면 와트미터(Watt meter)가 필요하다. 기자재의 조합이 선정되면 꼭 소비 전력을 측정하고 확인하도록 한다.

주의점
프로펠러와 모터, 변속기 용량의 관계 및 주의할점은 다음과 같다.
- 모터에서 권장하는 것보다 더 큰(피치나 지름이 큰) 프로펠러를 사용할 경우 -> 모터가 손상될 수 있다.
- 모터의 용량(A)보다 작은 용량의 변속기를 사용할 경우 -> 변속기가 손상될 수 있다.
- 변속기의 용량보다 작은 용량(방전률)의 배터리를 사용할 경우 -> 배터리가 손상될 수 있다.
따라서, 모터에서 지정하는 범위의 프로펠러를 선택하고, 변속기는 모터의 용량보다 크게, 배터리는 변속기의 용량보다 크게 선택하면 문제가 발생하지 않게 된다.
참고자료 및 출처 : Understanding RC Propeller Size