패러글라이딩은 위험한 스포츠인가?
2007년 7월 12일 업데이트됨
...델타 플레인은 특별한 점이 있다. 그의 중심(foyer)은 '현'의 40% 지점에 위치해 있으며, 위 그림에 표시된 바와 같다. 이들은 유명한 'S'형 프로파일을 가지고 있어 매우 우수한 비행과 글라이딩 성능을 발휘한다.
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델타플레인
...이 델타 플레인은 '자유비행'의 '델타'와 어떤 관련이 있는가? 처음에는 두 항공기 사이에 큰 관련이 없었다. 초기의 자유비행 델타 플레인은 '단일 표면' 구조였는데, 경량 합금 튜브 세 개에 뻗어진 다크론 원단 두 개로 이루어져 있었다.
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로갈로 플레인
...이 플레인은 NASA의 엔지니어 로갈로가 개발했다. 그러나 초기 목적은 스포츠 활동과는 전혀 관련이 없었다. 군대는 궤도 끝부분에서의 대륙간 탄도 미사일의 정확도에 만족하지 못했다. 그래서 로갈로에게 미사일이 끝부분에서 미사일의 탑재물(핵폭탄)을 더 정확하게 목표지점까지 운반할 수 있는 날개를 고안해보지 못할지 물었다. 이 날개는 미사일 속도가 충분히 감속된 후, 분리 가능한 낙하산을 통해 로켓 몸체에서 펼쳐지게 되어 있었다. 그러나 시간이 지나면서 미사일의 정확도가 향상되었고, 적이 단순한 돌격무기로 공격할 수 있을 정도로 낮은 속도에서 조종하는 대신, 재진입 단계에서 조종하는 것이 더 낫다는 판단이 섰다. 결국 로갈로 특허는 공공 영역으로 넘어갔다. 이는 모든 위대한 아이디어와 마찬가지로 매우 단순했다. 미국에서는 몇몇 용감한 사람들이 튜브, 천, 케이블 조합 아래에 매달려 '햄처럼' 매달리는 아이디어를 냈다. 조종은 매우 간단했다. 몸을 앞으로 기울이면 기울어지고, 뒤로 기울이면 기수를 들어올렸다. 이를 위해 '트레프레즈'를 사용했으며, 이는 케이블을 통해 날개와 고정되었다. 몸을 좌우로 이동시키면 회전이 가능했다. 이렇게 첫 번째 '만타' 날개가 1973년 프랑스에서 생산되기 시작했다. 나는 1974년에 처음으로 내 '델타플레인 만타'를 구입했다.
...초기 날개는 상상할 수 있는 가장 단순한 방식으로 제작되었다. 분해하면 완전히 평평했고, 비행 중 두 날개는 원뿔형을 띠었다. 날개의 비틀림 각도는 매우 컸다(80도). 조종사는 날개의 중심(항공역학적 힘의 합력이 작용하는 지점, 양력의 중심) 뒤로 몸을 기울여 날개의 기울어지는 힘을 자신의 무게로 보상했다.
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조종사의 무게가 기울어지는 힘을 보상한다.
...나는 이 유형의 장비로 처음 비행했을 때의 기억이 생생하다. 유명한 알파인리스트 라샹날의 아들이 하나를 구입했다. 그는 샤모니 근처의 그랑 몽에 있었고, 몇 가지 간단한 설명 후, 고객은 스키 위에 올라가 허리에 안전장치와 고리로 장비에 연결된 후, 스키를 타고 급경사로 밀려났다. 비행 중에는 머리를 낮추고 "천막이 확실히 펴질 때까지" 유지하라고 조언받았다(해군에서는 'faseyer'라는 동사를 사용할 것이다). 그 후, 조종봉을 10~15cm 밀기만 하면, 곧바로 10m 높이로 올라가 150m 정도의 비행이 가능했다.
*- 공중에 떠 있을 때는 아무것도 만지지 않아도, 스스로 날고, 스스로 착륙한다. *
...실제로 스키 착륙은 큰 문제가 없었으며, 아주 간단한 둥근 형태로도 충분했다. 아크스로 돌아온 후 나는 즉시 만타를 주문했고, 운송업체가 집까지 배달해 주었다. 그 후 나는 지역의 모든 스키장에서 혼자서 훈련을 계속했다. 눈이 사라진 후에는 오래된 스키에 유모차 바퀴를 장착해 이륙해 보았다(당시에는 아무 곳에서도 날개를 사용하는 법을 가르치지 않았다는 점을 기억해야 한다). 다행히도 나는 곧바로 비슷한 '기이한 장비를 타고 날아다니는 미친 사람들'을 만났고, 그들로부터 뛰어오르는 이륙법을 배웠다. 유모차 바퀴보다 훨씬 덜 위험했다.
...당시 나는 '사이언스 앤 빌'에 기사를 쓰고 있었다. 1974년에 이 새로운 스포츠에 대한 기사를 발표했는데, 아마도 이 스포츠의 성장에 기여했을 것이다. 그러나 곧바로 상황이 악화되기 시작했다. 우리 친구 데라코르가 텔레비전 카메라 앞에서 사망했다. 그의 장비가 급강하했고, 그는 이를 바로잡지 못했다. 나는 즉시 파리로 가서 제조업체에 물었다. 그들의 답변은 다음과 같았다.
*- 조종 실수 때문이라고 즉각 프랑스의 만타 판매자가 말했다. *
...이는 거짓이었다. 만타는 분명히 매우 위험한 장비였다. 그 이유를 설명하자면, 위 그림에서 볼 수 있듯이, 로갈로 날개는 '골격형 프로파일'이다. 최적의 공기역학적 각도, 즉 '적응 각도'가 있으며, 이 각도 아래에서 프로파일이 가장 잘 작동한다. 정지점(기류가 두 부분으로 나뉘는 지점, 상부는 외면을 따라 흐르고 하부는 내면을 따라 흐름)은 단단한 전방 경계 튜브 위에 위치한다.
...비행기 날개가 공기 중에서 움직일 때, 내면(아래쪽)에는 압력이 증가하고, 외면(위쪽)에는 압력이 감소한다. 공기는 내면에서 외면으로 흐르려는 경향이 있다.
그리고 가장자리의 소용돌이가 형성된다(이 소용돌이가 고도에서 습기가 많은 공기 중을 비행하는 비행기에서 발생하는 응결 흔적을 유발한다).
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가장자리 소용돌이
...간단한 메모: 이 난류는 에너지를 소모한다. 이를 줄이기 위해 날개의 길이를 늘릴 수 있다.
날개 길이 증가로 가장자리 소용돌이 효과 감소
...이 때문에 알바트로스는 비둘기보다 더 잘 날고, 글라이더는 매우 긴 날개를 갖는다. 그런데 왜 전투기들은 날개 길이가 짧은 델타 날개를 사용하는가? 전투기들은 글라이더가 아니다. 그들은 공기를 잘 갈라내는 능력을 우선시한다. 초음속에서는 매우 얇은, 칼날처럼 얇은 날개 프로파일이 필요하다. 따라서 두 가지 선택지가 있다:
- 또는 전투기 스타일의 매우 얇은 직선 날개를 선택한다(F-104처럼)
- 또는 날개를 비틀어 주어, 주어진 두께에서 '상대적 두께'를 줄인다.
...가변 기하학 날개는 기계적으로 복잡하지만, 상상하기는 쉽다. 초음속에서는 날개를 접어 공기를 잘 갈라내지만, 저속에서는 다시 펼쳐져 합리적인 글라이더가 된다. 델타 날개는 매우 높은 각도에서 매우 우수한 성능을 발휘하므로 별도의 그룹으로 분류된다.
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강하 중인 콘코르드, 매우 높은 각도로 접근 중.
...이때 두 개의 소용돌이가 형성되며, 이는 기류를 안정화시킨다. 로갈로 날개(Manta)도 마찬가지다.
...이러한 특성으로 인해, 큰 각도에서도 여전히 충분한 양력을 유지할 수 있어, 만타의 착륙이 매우 쉬웠다. 이는 날개가 떨어지지 않고, 조용히 '정지 하강' 상태로 전환되는 특성 때문이었다. 지금은 상상하기 어렵지만, 매우 높은 비틀림 각도를 가진 이 장비로 숲 위에 갇히게 되면, '모든 것을 밀어붙일 수 있었다'. 장비는 멈추고, 정지 하강 상태로 들어갔다. 발목이 튼튼했다면(반구형 낙하산은 지면에 6m/s의 속도로 착지하게 한다), 이 이상한 방식으로도 손상 없이 착륙할 수 있었다. 나는 여러 번 이 방식으로 숲속의 터널에 착륙한 적이 있다. 수직으로 하강했다(오늘날의 날개는 이 기능을 더 이상 갖지 않아, 이는 불가능하다).
하지만, 낮은 각도에서 문제가 발생했다:
...공기 흐름의 정지점이 이제 외면 위로 이동했고, 외면이 즉시 오목해졌다. 그러나 날개에서 가장 많은 양력을 지탱하는 부분은 앞부분이다. 이후 ONERA(국가 항공기 설계 기관)의 엔지니어 클로디우스 라브르트가 샤라-미도른 대형 풍동 실험실에서 실제 크기의 만타를 실험하면서, 날개가 '기포처럼 펼쳐지기 시작'했고, 매우 큰 기울어지는 힘이 발생했음을 입증했다. 개략적으로 말하면, 날개의 앞부분에서 음의 양력이 발생했다. 치명적이다.
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초기 자유비행 날개의 '기포 상태'
...기억하라: 로갈로 날개에서는 조종사의 무게를 뒤로 기울여 기울어지는 힘을 보상하는 것이 유일한 방법이다. 어느 순간부터(기울어지는 힘은 속도의 제곱에 비례하여 증가함) 조종사는 더 이상 장비를 바로잡지 못하게 되었다.
...모형 실험을 거친 후 나는 '사이언스 앤 빌'에 새로운 기사를 발표하며 문제를 제기했다. 이후 수많은 치명적인 사고가 발생했고, 해결책이 나올 때까지 이 문제는 지속되었다. 우리는 이름을 밝히지 않겠지만, 여전히 사업을 운영하고 매우 유명한 몇몇 제조업체는, 고객들이 자신들의 장비를 가져와 최소한의 개조를 통해 '기포 상태'로 전환되는 것을 막도록 유도하지 않았다. 그러나 이 해결책은 매우 간단했다. 날개의 유연성과 변형 자유도를 유지하면서, 전방 경계 튜브의 뒷부분에 길이 50cm의 튜브 두 개를 고정하면 충분했다. 그 사이에 날개의 형태는 진화했다. 날개에는 래스트를 추가했다.