패러글라이딩은 위험한 스포츠인가?
2007년 7월 12일 갱신됨
...아래 그림에서 보듯이, 현재 모든 날개에 설치된 방향 전환 및 비상 정지 방지 장치. 날개 끝부분에는 공기 흐름을 조절하는 '디플렉터' 또는 '플로팅'이 공기 입구 튜브에 고정되어 있으며, 랙의 끝부분은 마스트 정상과 와이어로 연결되어 있다.
...이와 같이, 날개의 회색 부분 전체가 비상적으로 머리가 아래로 쏠리는 상황에서 비행기의 균형을 회복하는 데 기여한다.
...현재의 형태와 초기 날개의 형태 사이에는 수많은 사망자가 있는 길이 있었다. 아래 그림은 현대적인 델타 날개의 구조를 보여준다.
날개의 '골조': 튜브와 와이어
...하네스는 크게 변화했다. 26년 전에는 파라슈트 형식의 하네스에 매달려 서서 비행했다. 이후 누워서 조종하는 방식이 등장했다. 이륙 시 조종사는 입에 하네스의 일부를 물고 달리며, 몸을 비틀어 하네스 속에 다리를 넣어야 했다. 그러다 누군가 놀라운 아이디어를 냈다. 위 그림에서 보듯이, 이 하네스에 벌의 배처럼 생긴 부분을 추가한 것이다. 이륙 직후 조종사는 '기어를 들어 올린다'는 표현을 쓰며, 양 다리를 이 주머니 안에 넣고 손으로 지퍼를 닫는다. 놀랍게도 이 모든 과정은 문제 없이 진행된다.
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...이제 나는 내 '테크마 나우클러' 아래에서 이륙한 후의 모습이다(내가 직접 만든 기계). 배 위에는 비상용 낙하산이 있다. 거리도 멀리 달릴 수 있고, 난류도 잘 견뎌낼 수 있는 날개다. 구조적으로 안정적이며 비행 성능도 뛰어난 날개다. 물론, 어리석게 행동해서 구름이 쿠누imbus로 변하는 곳이나, 굴곡진 지형 근처에 가는 것은 피해야 한다.
...착륙 시에는 또 다른 지퍼를 당겨 '기어를 빼낸다'. 이 동작은 여전히 나를 기쁘게 한다. 25년 전에는 이런 장치가 등장할 것이라고 누구도 상상하지 못했을 것이다(당시 나는 유모차 바퀴를 달아 스키처럼 착륙했다. 다행히 오래 가지는 않았다).
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오늘날 자유 날개
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...초경량 항공기 분야에서 모든 문제가 해결되었는지 말할 수 있을까? 말하자면 기계들은 상당한 발전을 이뤘다. 그러나 안타까운 것은 이러한 발전이 수많은 사람들의 죽음으로 인해 이루어졌다는 점이다. 왜 그랬을까? 초경량 항공기라는 스포츠가 야생의 식물처럼 급속도로 번져나갔기 때문이다. 나는 비극적인 기억들로 머리가 무거워진다. 어느 날 한 제조업체가 이중 표면 날개를 내놓았다. 성능은 즉각적으로 향상되었다. 오늘날에는 덱론 소재로 상하면에 두꺼운 랙이 많이 달려 있어 거의 비행기 날개처럼 보인다. 긴 스팬을 가진 이 날개는 70년대의 만타 날개와는 전혀 다르다. 이중 표면 구조로 인해 비행 정밀도가 높아지고 항공 저항이 줄어들며, 추락 속도도 감소했다. 그러나 이런 날개로 회전 중 미끄러짐을 시작하면 기체가 머리부터 떨어진다.
...또 다시 사망자가 발생했다. 제조업체에 압박이 가해져야만 이 문제는 해결되었다.
...그런 스포츠가 또 한 번 '자유롭게' 발전하기 위해 반드시 사람들의 목숨을 희생해야 했을까? 아니, 이 장비들을 바람 터널에서 시험해볼 수 있었을 것이다. ONERA의 엔지니어 클로디우스 라부르트는 샤라 메도 운동장에 위치한 대형 바람 터널을 이용해 실제 크기의 날개를 시험할 수 있었다. 그 바람 터널은 여전히 사용 가능한가? 그 시절에도 존재했는가? 모형을 만들어 원격 조종으로 실험하는 것은 불가능했을까?
...모든 것이 비싸다고 주장할 수 있겠지만, 한 사람의 생명은 얼마나 가치 있는가?
...10년 전, 15년 동안 함께 비행했던 친구 미셸 카츠만이 무심코 죽었다. 그는 이 스포츠의 선구자 중 한 명이었고, 풍부한 경험을 가졌었다. 비행 중 부품이 파손되었다. 그는 이중 좌석 비행기에서 승객과 함께 비행했고, 비상용 낙하산도 없었다. 이 부품이 바로 그것이다, 실제 크기로:
...이 그림은 고정 방식을 단순히 시각화한 것일 뿐이지만, 불티스틸로 된 간단한 '구멍이 있는 패드'가 하부 와이어를 튜브 구조물에 고정하는 방식임을 알 수 있다. 이 패드가 비행 중에 부러졌다. 미셸과 승객은 천, 와이어, 튜브로 이루어진 죽음의 관 속에 갇히고 말았다. 추락 도중 그는 지상에서 선명하게 들릴 정도로 외쳤다. "눈을 감아, 우리는 끝났어!" 장기간의 추락 과정 동안 미셸은 아마도 이렇게 생각했을 것이다. "나는 낙하산을 믿지 않았지만, 지금쯤이면 도움이 될지도 몰라."
...델타 날개 역사상 처음으로 구멍이 있는 패드가 비행 중에 부러진 사례였다. 왜 그랬을까?
재료의 피로
...항공 분야의 모든 엔지니어가 말하듯, 항공기 부품 설계에서 중요한 것은 정적 강도보다 피로 저항성이다. 모두가 철사나 판금을 반복해서 구부리고 펴보았을 것이다. 그 결과 금속은 '피로'를 겪어 결국 부러진다. 이 경우는 강제적인 하중이 가해지는 것이다. 그러나 모든 금속 부품은 반복적인 하중에 노출되면, 내구성은 점차 감소한다. 이는 회전날개가 굽힘을 겪거나, 항공기 객실 벽이 매 비행마다 압력과 저압을 겪는 경우에도 발생할 수 있다. 또는 어떤 부품일 수도 있다. 예를 들어, 구멍이 있는 패드도 마찬가지다.
...나는 국제 항공 역사에 피로의 흔적이 새겨진 이야기를 들려줄 것이다. 전쟁 후 영국은 시대를 앞서간 놀라운 기체를 발표했다. 4기 엔진을 장착한 코멧. 이는 세계 최초의 사례였다. 영국은 전쟁 말기에 제트 추진 기술에서 선도적인 위치를 차지했으며, 그들의 '글로스터 메테오르'가 그 예였다. 코멧은 날렵하고 매력적이며 빠르다. 그러나 수십 대가 운항을 시작한 지 몇 달 후, 설명할 수 없는 대규모 사고가 잇따라 발생했다. 매번 100명의 승객이 목숨을 잃었다. 항공기들은 비행 금지 조치를 받았고, 하빌랜드 회사는 모든 계약을 취소당했다. 수많은 인력이 일시적으로 실업 상태에 빠졌다.
...한 가지는 확실했다. 사고는 모두 일정한 비행 횟수 이후 발생했다. 당시에는 블랙박스가 없었으며, 사고 발생 시 조종사들이 구조 신호를 보내기 전에 항공기가 실제로 공중에서 폭발하는 것처럼 보였다.
...그것이 사실이었다. 이를 확인하기 위해 코멧의 기체를 실내 압력실에 넣어 압력-압력 해제를 반복 시험했다. 일정 횟수의 사이클 후, 창문 주변 구조가 붕괴되었다. 이 수치는 상용 운항 초기에 항공기들이 겪은 사이클 수와 거의 같았다.
...피로 현상은 거의 예측할 수 없다. 문제의 복잡성이 너무 크다. 유일한 해결책은 재료와 구조 전체를 특수 설계된 시험장비에서 테스트하는 것이다. 항공기의 착륙기어는 비행기 이착륙 시 활주로에 충격을 반복적으로 견뎌내며, 날개는 단순한 크랭크축으로 조절되는 반복 굽힘을 겪는다. 이 과정은 최대 1억 번까지 진행될 수 있다.
...실제로 재료의 내구성은 정적 하중에서의 값보다 감소한다. 이 감소 곡선은 와우러 곡선이라고 불린다. 나는 기억하기로는 그렇다. 일부 구조물은 특정 하중이 가해질 경우 내구성이 감소하다가 일정한 수준으로 유지된다. 만약 그 수준이 일반 운항 시 하중을 초과한다면, 해당 구조물은 '정상 사용 가능'하다고 판단할 수 있다.
...항공 산업은 표준을 정하고 안전 계수를 도입했다. 오늘날 비행기 좌석에 앉을 때, 모든 부품이 충격, 저온, 고온에 대해 시험되었음을 확신할 수 있다. 안전은 이 가격을 치르는 것이다.
...작은 항공기, 이중좌석기, 사중좌석기 역시 마찬가지다. 이들은 아무렇게나 제작되는 것이 아니라 계산되고 피로 시험을 거친다. 초경량 항공기 역시 마찬가지다. 아마추어 제작은 활발하지만, 규제는 존재한다. 예를 들어 유명한 소형 단좌기 '크리-크리'를 생각해보자. 처음에는 가정용 토르나도 엔진 두 대로 추진되었다. 처음엔 한 사람이 설계하고, 그림을 그리고 제작했다. 그러나 그는 전문가들이 검토할 수 있는 계산서를 제출했고, 유효한 표준에 따라 하중과 피로 시험을 거쳤다. 날개의 기계적 강도는 주요 ' longitudinal'에 달려 있다. 크리-크리의 발명가는 전기 모터에 외팔을 장착해 자신의 구조물을 1억 번의 사이클로 시험했다. 이 시험은 승인되었고, 그는 제품을 판매할 수 있는 허가를 받았다. 크리-크리 날개는 비행 중 한 번도 부러진 적이 없다.
...그러나 초경량 항공기 분야에서는 어떠한 일도 없었다. (2001년 기준. 그러나 6년 후에도 상황이 바뀌지 않았을 가능성이 크다). 이 분야는 워리트 형제 시대에 머물러 있다. 그들은 잘 알려져 있듯이, 처음엔 자전거 제조업을 했다. 내 친구의 죽음으로 이어진 구멍이 있는 패드의 계산이나 시험은 아무도 하지 않았다. "아주 두꺼워 보였으니 괜찮을 것 같았다." 그 이상의 설명은 없었다. 제조업체를 탓할 수는 없다. 규제가 없었기 때문에 그는 이런 시험을 할 의무가 없었고, 진심으로 '재료 피로'라는 단어의 의미를 몰랐을 것이다.
...정적 하중에서는 가장 격렬한 하중을 수십 번 견딜 수 있었다. 그러나 피로 저항성은 전혀 시험되지 않았고, 아무도 그런 시험을 생각해본 적이 없었다. 그런데 그건 매우 간단했다. 베이스, 외팔 장치, 인장과 굽힘을 수천, 수백만 번 반복하여, 실제 비행 조건에서의 하중을 10배, 100배 이상으로 시뮬레이션할 수 있었다. 기계의 수명보다 훨씬 더 많은 사이클이었다.
...부러진 구멍이 있는 패드는 1.5mm 두께의 스테인리스 강판에서 자르졌다. 2mm 두께라면 결코 부러지지 않았을 것이다. 이후 모든 구멍이 있는 패드의 두께가 점검되었고, 일부는 두꺼워졌다. 그러나 그 결과를 얻기 위해선 두 명의 사망자가 더 필요했다.
...나는 제조업체인 말린주에게 원망하지 않는다. 그는 친구이자 동료였던 한 사람의 죽음으로 인해 충분히 밤을 새웠을 것이다. 문제는 시스템 자체에 있다. 규제 없음, 정기 점검 없음, 헬멧 착용 의무 없음, 비상 낙하산 반입 의무 없음. 오직 아름다운 자유만이 존재한다.
...초경량 항공기의 제작 분야에서는 완전한 혼란이 판을 치고 있다. (2001년 기준. 만약 상황이 바뀌었다면 알려주길 바란다). 이 문제에 대해 별도 보고서를 준비할 것이다. 이 분야는 핵심이다. 최근의 한 사례만 언급하겠다. 얼마 전 친구가 흥미로운 아이디어에 주목했다. 누군가 회수한 단순한 알루미늄 래프트(사다리)를 이용해 초경량 항공기를 만드는 것이었다. 그는 대형 마트에서 저렴하게 수백 개를 구입했다. 가볍고 상대적으로 튼튼하다. 이 사람은 '하늘의 새'라는 개념을 선택했다.
이 혁신적인 ULM의 '구조 부분': 세 개의 경량 합금 사다리
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같은 기체, 옷을 입힌 모습
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물론 이건 날 수 있다. 50마력이면 어떤 재료로 만들어진 ULM도 이륙시킬 수 있다. 그러나 이 유명한 사다리들을 자세히 살펴보자.
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어떤 초보 엔지니어라도 이 사다리의 정사각형 구멍이 굽힘과 비틀림 하중에 의해 '균열'이 생기기 쉬운 지점이며, 결국 비행 중 파손으로 이어질 수 있다고 설명할 것이다. 그러나 이 '일자리 창출자'의 놀라운 시험은 누구에게 감시되고 있는가? (나는 보조금에 대해서도 들었다). 어떤 기술 서비스가 이 문제에 간섭할 권한이나 위임을 받았는가? 아무도 없다. 초경량 항공기 분야에서는 누구나 원하는 대로, 원하는 방식으로, 아무것도 제약 없이 제작하고, 비행 면허 소지 여부와 관계없이 누구에게나 팔 수 있다. 알고 있었는가?