돛
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1. 개요
돛은 바람의 힘을 이용하여 선박을 추진하는 장치이다. 역사는 바퀴의 발명과 동등하거나 그 이상으로 중요한 기술적 발전으로 평가받으며, 초기 수상 운송의 발달과 함께 동남아시아 섬 지역과 지중해 지역에서 발명되었을 것으로 추정된다. 돛은 고대 이집트, 수메르, 중국, 일본 등 다양한 문명에서 사용되었으며, 오스트로네시아인들은 게걸음 돛과 같은 독창적인 돛을 개발하여 원거리 항해를 가능하게 했다. 라틴 돛은 지중해에서 등장하여 유럽 전역으로 퍼져나갔으며, 현대에는 횡범, 종범, 스피네이커 등 다양한 종류의 돛이 사용된다. 돛의 구조는 돛의 모서리, 꼭짓점, 드래프트를 통해 정의되며, 돛의 재료는 시대와 지역에 따라 다양하게 변화해왔다. 돛에 작용하는 힘은 풍속, 풍향, 선박의 속도와 방향에 따라 달라지며, 돛의 성능을 최적화하기 위해 러닝 리깅을 통해 조정된다.
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| 돛 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 기본 정보 | |
| 종류 | 돛 |
| 기능 | 바람의 힘을 이용하여 배를 움직이는 데 사용 |
| 사용처 | 항해 및 풍력 발전에 사용 |
| 재료 | 천 캔버스 합성 섬유 |
| 형태 및 구조 | |
| 주요 구성 요소 | 돛대 돛폭 돛깃 |
| 종류 | 사각돛 삼각돛 횡범 종범 윙세일 |
| 조작 방식 | 줄 도르래 윈치 |
| 역사 | |
| 기원 | 고대 이집트 및 메소포타미아에서 유래 |
| 발전 | 대항해시대 동안 중요한 역할을 수행 |
| 현대 | 요트 및 일부 상업용 선박에 사용 |
| 관련 기술 | |
| 공기역학 | 돛의 디자인과 성능에 영향 |
| 풍력 발전 | 돛의 원리를 이용한 기술 |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 범장 범선 항해술 |
| 참고 | |
| 주의사항 | 돛의 작동 원리는 베르누이 원리와 양력에 기초함 |
| 관련 문화 | 돛은 해양 문화와 예술에서 중요한 상징으로 나타남 |
2. 역사
돛의 발명 시기와 장소는 정확히 알려져 있지 않지만, 기원전 6천년 경부터 사용되었다는 고고학적 증거가 있다. 쿠쿠테니-트리필리아 문화의 도자기에서 범선의 사용 흔적이 발견되었고,[7] 우바이드 문화 유적에서는 메소포타미아에서 범선을 직접 사용했다는 증거가 나왔다.[8] 초기 수상 운송은 동남아시아 섬 지역과 지중해 지역에서 발달했으며, 고대 이집트에서는 나일 강을 따라 돛을 이용한 항해가 이루어졌다.
후한 시대(25년 - 220년) 중국 책 『석명』에는 직물 돛 사용 기록이 있고, 삼국시대 『삼국지』에도 돛을 이용한 항해 묘사가 자주 나온다.[63]
한국에서는 고분 시대부터 배에 돛을 사용한 것으로 추정된다. 중세에는 중앙에 돛대를 세운 사각돛이 사용되었다.[63] 10세기 중엽 와명류주초에는 중국 석명 관련 인용이 있어, 돛에 대한 고전적 역사를 일찍부터 인식했음을 알 수 있다.
2. 1. 고대
돛의 발명은 바퀴의 발명과 동등하거나 그 이상의 중요한 기술적 발전이었다.[4] 이는 신석기 시대 생활 방식의 발전이나 최초의 도시 건설과 같은 중요성을 지닌 것으로 일부 학자들에 의해 제시되었지만, 이 발명이 언제 어디서 이루어졌는지는 알려져 있지 않다.[4]
초기 수상 운송의 발달은 동남아시아 섬 지역과 지중해 지역에서 이루어졌다고 믿어진다. 두 지역 모두 따뜻한 바다이기 때문에 뗏목을 사용하는 것이 저체온증의 위험 없이 가능했다. 또한 여러 개의 서로 보이는 섬들이 여행을 유도하고 고급 항해 기술이 필요 없는 환경을 조성했다. 이와 함께 나일 강은 북쪽으로 흐르는 해류와 반대 방향의 우세한 바람이 있어 한 방향으로는 표류하고 다른 방향으로는 항해할 수 있는 잠재력을 제공했다.[5][6] 많은 사람들은 기원전 5천년기 이전에는 돛이 사용되지 않았다고 생각하지만, 다른 학자들은 돛이 훨씬 더 일찍 발명되었다고 생각한다.
쿠쿠테니-트리필리아 문화의 도자기에 대한 고고학적 연구는 기원전 6천년기부터 범선을 사용했음을 보여준다.[7] 우바이드 문화(기원전 약 6000~4300년)의 발굴은 메소포타미아에서 범선의 직접적인 증거를 제공한다.[8]
기원전 3200년경 고대 이집트의 그림에는 갈대배가 나일 강의 흐름을 거슬러 상류로 항해하는 모습이 묘사되어 있다.[9][10] 고대 수메르인들도 비슷한 시기에 사각형 돛을 단 배를 사용했으며, 그들은 인더스 계곡까지 이르는 해상 무역로를 개척했을 것으로 여겨진다. 그리스인과 페니키아인은 기원전 1200년경부터 배를 이용한 무역을 시작했다.
2. 2. 오스트로네시아인의 돛
오스트로네시아인들은 카타마란, 외팔보, 이중 돛대 삼각형 게걸음 돛을 발명하여 광대한 거리의 공해를 항해할 수 있게 하였다. 이는 오스트로네시아 확산으로 이어졌는데, 이들은 대만에서 출발하여 동남아시아 해양 국가의 섬들에 빠르게 정착하였다. 이후 미크로네시아, 멜라네시아 섬, 폴리네시아, 마다가스카르로 항해하여 지구 절반에 걸친 영토에 정착했다.[19][20]원시 오스트로네시아어에서 돛을 의미하는 단어 ''lay(r)''와 기타 장비 부품은 이들이 태평양 확장을 시작한 기원전 3000년경으로 거슬러 올라간다.[21] 오스트로네시아 돛대는 돛의 상단과 하단 가장자리(때로는 그 사이)를 지지하는 돛대가 있다는 점에서 독특하다.[20] 돛은 판다누스 식물과 같이 소금에 강한 엮은 잎으로 만들어졌다.[22][23]
미크로네시아, 멜라네시아 섬, 폴리네시아, 마다가스카르에서 단일 외팔보선과 함께 사용된 게걸음 돛은 바람을 등지고 항해할 때 불안정했다. 이 문제를 해결하기 위해 이 지역의 오스트로네시아인들은 반전 가능한 단일 외팔보와 함께 측면 항해 기술을 개발했다. 다른 오스트로네시아 지역에서는 게걸음 돛이 주로 이중 외팔보선(트리마란)과 이중 선체(카타마란) 보트에 사용되었는데, 이는 바람을 등지고 있어도 안정적이었다.[20][24][19][25][26]
서쪽 동남아시아 섬에서는 게걸음 돛에서 사각형 돛(탄자, 정크 돛)이 진화했는데, 이들은 모두 돛을 지지하는 돛대가 여러 개 있다는 오스트로네시아의 특징을 유지했다.[27][28]
2. 3. 라틴 돛의 등장
라틴 돛은 기원후 2세기경 지중해에서 등장했다. 그러나 5세기 이후에 널리 보급되었는데, 이는 당시 지중해에서 널리 사용되던 사각돛의 조정 장치가 단순화되고 있었기 때문이다.[13] 라틴 돛의 인기 증가는 선박 장비에 필요한 값비싼 부품 수를 줄이기 위한 비용 절감 조치로 여겨진다.[13]라틴 돛은 아랍 선원들에 의해 채택되었지만, 그 시기는 불확실하며 1500년 이전 서인도양에서의 사용 증거는 없다.[15] 15세기 이후 북유럽 해역에서 카라벨선이 인기를 얻으면서 라틴 돛이 널리 알려지게 되었다.[16]
2. 4. 한국의 돛
한국에서는 고분 시대부터 배에 돛을 사용한 것으로 추정된다. 중세 시대에는 중앙에 돛대를 세운 사각돛이 사용되었다.[63] 10세기 중엽의 와명류주초에는 중국 석명에 관한 인용이 있어, 돛에 대한 고전적인 역사를 일찍부터 인식하고 있었음을 알 수 있다.3. 돛의 종류
돛은 크게 횡범(Square rig)과 종범(Fore-and-aft rig)으로 분류된다.[1][2][3]
- 횡범(Square rig): 수평 돛대에 주요 추진 돛을 단다. 돛대는 선박의 용골(keel)과 마스트에 수직으로 설치된다. 주로 대양 항해를 목적으로 하는 대형 범선의 주돛으로 사용된다.
- 종범(Fore-and-aft rig): 돛이 용골(keel)선을 따라 설치된다. 횡범에 비해 바람을 거슬러 올라가는 항해(풍상 항해)가 용이하여 현대 요트와 소형 범선에서 주로 사용된다.
| 기호 | 설명 |
|---|---|
| A | 코스 돛 |
| B | 탑세일 |
| C | 라틴 세일 |
| D | 스테이세일 |
| E | 가프 장비 |
| G | 사각형 돛 |
| H | 루스-푸티드 세일 |
| J | 스프릿세일 |
| K | 스탠딩 러그 세일 |
| L | 삼각형 돛 |
| M | 디핑 러그 세일 |
| N | 정크 돛 |
포어스테이에 부착되는 지브와 활에서 후미쪽으로 다른 마스트를 지지하는 스테이에 장착되는 스테이세일, 가프 장비 사각형 돛과 버뮤다 삼각형 돛, 사각형 돛과 러그, 정크, 스프릿세일과 같은 전후 사각형 돛, 그리고 라틴 세일과 크랩 클로 세일과 같은 삼각형 돛, 대칭형 스피네이커등이 있다.
인터내셔널 C 클래스 카타마란을 포함한 고성능 요트는 단단한 ''윙 세일''을 사용하기도 한다.[34]
3. 1. 횡범 (Square rig)
'''횡범'''(橫帆, 각범, square sail)은 횡방향(마스트에 직교하는 방향)의 지지대(야드)에 치는 돛이다. 선박의 중심선과 직교하는 각도와 가까운 각도로 치는 경우가 많다. 서양 범선에서는 그 형태에서 '''스퀘어세일'''(각범)이라고 불린다. 횡범은 마스트의 좌우 양측에 돛이 배치된다.인류가 처음 사용한 것은 이 횡범이었던 것으로 추정된다. 나일 강에서는 강을 거슬러 올라갈 때 지중해에서 아프리카 대륙 내륙으로 향하는 바람을 이용했다(#역사 절에서 설명). 처음에는 선박의 중심 부근에 마스트를 하나 세우고, 횡범 하나를 달았다. 고대 이집트 시대에는 하나의 횡범으로 큰 추력을 얻으려고 선체에 비해 큰 횡범을 사용했던 것 같다.
처음에는 선박의 중심선과 직교하는 각도로 배치하여 풍하 방향으로 나아가기 위해 사용했지만, 나중에 돛이 직교 이외의 각도가 되면 선박이 풍하 이외의 방향으로 나아간다는 것을 알게 되어 의도적으로 그러한 사용법도 하게 된 것 같다.
이후, 넓은 면적으로 바람을 잡으려고 마스트를 여러 개 세우거나, 하나의 마스트에 여러 개의 돛을 치는 것이 이루어지게 되었다.
횡범은 선박이 풍하로 나아가는 경우에는 문제가 없지만, 바람에 대해 횡방향이나 풍상으로 향하는 방향으로 나아가기 위해 사용하면, 돛의 옆쪽 지지대가 없어 돛의 풍상 쪽 가장자리가 펄럭여 돛의 형태(곡면)를 유지하기 어렵다. 이 때문에 횡범은 종범과 비교하면 풍상으로 올라가는 항해에는 적합하지 않다. 또한, 횡범을 여러 개로 나누는 것이 일반화된 이후로는, 돛의 방향을 바꾸는 데 필요한 작업도 많아지므로, 횡범은 선박의 방향을 자주 바꿔야 하는 연안 항해에도 적합하지 않다.
따라서, 횡범의 현재 주요 용도는 대양 항해를 목적으로 하는 대형 범선의 주돛으로서의 용도이다.
3. 1. 1. 횡범의 종류
대형 범선의 범선 돛 장비에서는 최대 30개가 넘는 돛이 사용되며, 각각 개별적인 명칭이 붙는다. 범선 이외의 가로돛을 갖춘 대형 범선에서도 각 돛의 명칭은 기본적으로 이를 따르며, 세로돛 범선에서도 전용되는 예가 있다.각 돛대의 가장 아래쪽 것은 코스세일이다. 구별하기 위해 돛대의 명칭을 사용하며, 예를 들어 메인마스트의 코스세일이라면 '''메인세일'''이라고 불린다. 그 위의 돛은 돛이 달린 돛대의 부분을 붙여 부른다.
- '''탑세일''' (Topsail): 1장인 경우도 있지만, 조타 난이도 등의 문제로 2장으로 나누어 달리는 경우도 있다.
- * 로워탑세일 (Lower topsail): 탑마스트 중 아래쪽에 달린 돛.
- * 어퍼탑세일 (Upper topsail): 탑마스트 중 위쪽에 달린 돛.
- '''탑갤런트세일''' (Topgallant sail): 탑세일과 마찬가지로 2장 달리는 경우도 있다.
- * 로워탑갤런트세일 (Lower topgallant sail): 탑갤런트마스트 중 아래쪽에 달린 돛.
- * 어퍼탑갤런트세일 (Upper topgallant sail): 탑갤런트마스트 중 위쪽에 달린 돛.
- '''로열세일''' (Royal sail)
- '''스카이세일''' (Skysail)
- '''문세일''' (Moonsail)
예를 들어 탑세일이 2장인 경우, 메인마스트에서 아래에서 3번째는 '''메인어퍼탑세일''' (Main upper topsail)이 된다.
'''코스 세일'''(course sail)은 범선에서 각 마스트의 가장 아래에 설치된 돛이다. 대개 각 마스트에서 가장 크다. 명칭은 마스트의 이름이 그대로 사용되며, 메인 마스트의 경우 "'''메인 세일'''(mainsail)", 포어 마스트의 경우 "'''포어 세일'''(foresail)", 미즌 마스트의 경우 "'''미즌 세일'''(mizzensail)"이라고 불린다. 그 중에서도 메인 세일은 한 척의 범선에서 가장 큰 돛이며, 항해에서 가장 중요한 돛이다.
; "코스 세일"이라는 명칭
: 일반적으로 가로돛(횡범)을 가진 범선에서 사용되는 용어이다. 세로돛(종범) 범선이라도 톱세일을 갖춘 가프 세일을 가진 범선에서도 코스 세일이라고 부르는 경우가 있지만, 라틴 세일이나 버뮤다 세일의 경우에는 코스 세일이라고 부르지 않는다.
; "메인 세일"이라는 명칭
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: 가로돛이나 가프 세일에 국한되지 않고, 버뮤다 세일 등 세로돛 범선에서도 널리 사용된다. 앞서 언급했듯이, 공통적으로 일반적으로 메인 마스트에 달린 가장 큰 돛을 가리킨다.
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'''토건세일/탑갤런트세일'''(topgallant sail)은 범선에서 토건마스트에 설치되는 돛이다. 횡돛 범선이 대형화되는 과정에서 효율적으로 바람을 받기 위해 돛도 커지고, 그 때문에 조타를 용이하게 하기 위해 탑세일을 분할하여 토건세일이 만들어졌다. 그 후, 같은 이유로 토건세일도 2장으로 분할되지만, 원래 토건세일은 탑세일보다 작기 때문에 비교적 분할되는 빈도는 낮다. 2장인 경우, 아래쪽이 「로어토건세일(Lower topgallant sail)」, 위쪽이 「어퍼토건세일(Upper topgallant sail)」이다.
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'''로열 세일'''(royal sail)은 범선에서 로열 마스트에 설치되는 돛이다. 탑갤런트 세일 위에 설치되는 작은 돛으로, 처음에는 "탑갤런트 로열(topgallant royal)"이라고 불렸다. 16세기경에 등장하여 큰 범선에만 장비되었으며, 약한 순풍 시에 사용되었다.[70]
'''스카이세일'''(skysail)은 범선에서 로열 마스트(royal mast) 상부에 설치되는 돛이다. 속도를 중시한 범선에 사용되었다. 옛날에는 최상부의 돛으로 자리 잡았지만, 때때로 그 위에 문세일(moonsail)이 설치되기도 한다.
'''문세일'''(moonsail)은 범선에서 로열 마스트(royal mast)의 위쪽에 설치되는 돛이다. 클리퍼 등 특히 속도를 중시하여 설계된 배에 사용되는 매우 특수한 돛이다. 달에라도 닿을 듯한 높이에 설치된다는 점에서 '''문레이커'''(moonraker)라고도 불린다. 일반적으로 다른 가로돛과 같은 사다리꼴이지만, 때때로 삼각형의 가로돛이 설치되는 경우도 있다. 이러한 것은 '''스카이스크레이퍼'''(skyscraper)라고 불린다.
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'''스탠세일'''(スタンセイル, stunsail)은 바람의 힘을 더 받기 위해 설치하는 보조 돛이다. 주로 바람이 약할 때 사용하는 엑스트라세일의 일종이다. 스터딩세일(Studding sail), 스터드세일(Studsail) 등으로도 불린다. 옛날에는 횡돛을 사용하는 대형 범선에서 사용되었으며, 야드(yard)를 좌우로 연장하는 형태로 설치되었다. 명칭은 연장된 돛과, 선체의 좌우 어느 쪽에 설치되는지에 따라 결정된다. 근대에는 종돛에서도 사용되는 예가 있으며, 스판커의 경우 스퍼(spar)를 연장하여 리치(reach)를 확장하는 형태로 설치된다. 1950년대 시드니에서 소형 보트에 사용된 것이 처음이며, 이러한 스탠세일을 특히 "링테일(Ringtail)"이라고 부른다.
3. 2. 종범 (Fore-and-aft rig)
'''종범'''(縱帆, fore-and-aft sail)은 돛이 선박의 선수에서 선미 방향(키일 선)을 따라 설치되는 돛으로, 횡범(橫帆)과 대비된다. 횡범에 비해 바람을 거슬러 항해하기(풍상 항해)가 용이하여 현대 요트와 소형 범선에서 주로 사용된다. 현대에는 대부분의 딩기, 세일링 크루저 등의 세일링 보트(소형 범선)가 1개(또는 2개)의 마스트를 가지며, 기본적으로 종범으로 구성된다. 예를 들어 1개의 마스트를 가진 세일링 크루저는 마스트 앞쪽에 설치되는 종범인 지브세일과 마스트 뒤쪽에 설치되는 큰 종범인 메인세일 2개로 구성된다 (세일링 보트는 원칙적으로 종범을 사용하지만, 예외적으로 스피네이커와 같은 엑스트라 세일(임시, 추가의 돛)이 사용된다).선박 기술사에 따르면, 순풍에 적합한 횡범이 아닌, 마스트를 중심으로 회전이 용이한 종범의 등장이 인류의 해양 진출에 있어 획기적인 발명이었다고 여겨진다. 종범은 7세기에서 8세기경, 아랍인이 동아프리카에서 인도까지 항해를 했던 다우선의 라틴 세일로 여겨지지만, 폴리네시아인들은 그 이전인 3500년 전경부터 삼각형의 클럽클로우 세일을 이용하여 정기적인 남동무역풍을 거슬러 항해했다고 한다.[71] 동인도에서 인도네시아에도 프로아라고 불리는 배가 존재하며, 이를 기원으로 보는 설도 있다.
대형 범선에서는 쉽(ship)식 범장의 경우, 지브나 스판커 등에 종범이 사용되었다. 18세기경에는 네덜란드에서 3개의 마스트 모두에 종범을 사용한 대형 범선인 스판커(즉, 스쿠너)가 존재했다.
3. 2. 1. 종범의 종류
Lateen sail영어이라고도 불리는 라틴 세일은 형태 때문에 대삼각돛이라고도 불리며, 가장 오래된 종류의 세로돛 중 하나이다. 이탈리아의 제노바와 베네치아의 배에도 널리 채용되었다. 대항해시대의 대형 범선에는 마지막 마스트에 라틴 세일을 달아, 배의 조종에 있어서 키의 기능을 하도록 하였다. 바람을 받아 날개 모양이 된 삼각돛의 방향을 바꾸면 역풍에도 지그재그로 전진할 수 있는 것이 특징인 반면, 돛을 펼치는 면을 바꿀 때 돛의 방향을 바꾸는 작업이 필요하다는 단점이 있다. 특히 돛을 대형화할수록 이 작업은 매우 어려워졌다. 후에 마스트 앞쪽 부분은 없어도 문제가 없다는 것을 알게 되었고, 바람받이 쪽 가장자리를 극단적으로 짧게 한 래그세일, 없애버린 가프세일이 등장하였다.[71]7~8세기에 세로돛 중에서 처음으로 아랍인이 발명하여 계절풍을 이용하여 무역을 시작한 결과, 해상 실크로드가 형성되었다고 여겨진다. 12세기경에는 유럽에 전해져 지중해 연안에 널리 보급된 것으로 추정된다. 대항해시대에 동양으로 전해져 정크선에도 채용되었고, 일본에서는 안토쿠 시대부터 에도 시대 초두의 정창선에 라틴 세일을 가진 것이 나타나고 있다. 현재에도 홍해에서 동아프리카 연안의 잔지바르에 이르기까지 라틴 세일을 가진 다우선이 실용적으로 사용되고 있다.
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Lug sail영어이라고 불리는 래그세일은 라틴 세일의 앞부분을 잘라낸 듯한 형태의 세로돛이다. 언뜻 보면 가로돛처럼 보이지만, 형태는 윗부분보다 아랫부분이 더 긴 부등변사변형이며, 돛대가 야드에 대해 극단적으로 앞쪽에 고정되어 있는 점이 가로돛과 크게 다르며, 기능적으로는 라틴 세일과 동일하다.
영국 해안 등 북유럽의 소형 선박에 사용된 돛이다. 스쿠너에서 이 돛이 많이 보이며, 1823년에 진수한 프랑스의 탑세일 스쿠너 ''La toulonnaise''도 라그세일을 사용했다. 그 외 피피 등을 포함한 라그세일을 갖춘 소형 선박을 Lugger영어라고 부르기도 한다.
Gaff rig영어라고 불리는 가프 세일은 라틴 세일의 앞쪽 부분을 모두 잘라낸 형태의 세로돛이다. 마스트 상부에 선미 방향으로 "가프"라고 불리는 지지대를 배치하여 돛의 상단을 고정하고 있다. 래그 세일과 비교하여 구조가 간단하고 조작이 용이하기 때문에 세로돛의 대표격으로 여겨지며, 슬루프, 케치, 요트 등에 일반적으로 널리 사용되었으나, 최근에는 그 자리를 버뮤다 세일에 내주는 형태가 되었다.
18세기 영국 해군에서 가로돛만을 가진 범선의 가로돛 뒤쪽에 작은 가프 세일이 설치되었다. 이것을 Driver (sail)영어라고 부른다. 1811년에 그려진 프랑스 전열함 ''Le Wagram'' 그림에도 드라이버로 보이는 것이 그려져 있다고 한다.
드라이버가 진화한 것으로, 조작성을 높이기 위해 브리그나 쉽 등 가로돛만을 가진 범선에서 가로돛 뒤쪽에 드라이버보다 큰 가프 세일이 설치되는 경우가 있다. 그러한 가프 세일을 Spanker (sail)영어라고 부른다. 드물게 스팬커를 여러 개 가지는 경우가 있지만, 위쪽을 "어퍼 스팬커(Upper spanker)", 아래쪽을 "로워 스팬커(Lower spanker)"라고 불러 구분한다.
left
right의 커터 보트]]
Spritsail영어이라고 불리는 스플릿 세일은 부등변사각형의 대각선을 따라 지주를 가진 형태의 세로돛이다. 거의 가프 세일과 같지만, 돛을 지탱하는 지주가 마스트의 밑동에서 비스듬히 위쪽으로 튀어나와 지지하는 형태이다. 이 지주 자체를 "스플릿"이라고 부른다. 스플릿 세일 기술은 16세기 네덜란드에서 가프 세일로부터 파생되어 탄생했지만, 역사적으로 보면 기원전 2세기에 최초의 세로돛으로 등장했다.[72]
돛은 스플릿의 상단에 고정되어 있으며, 일반적으로 하단에 붐을 가지고 있지 않다. 붐을 가지고 있지 않다는 특징은 갑판에서의 화물 운반을 용이하게 하고, 항구나 운하 등 충분한 공간이 없는 곳에서의 공간 절약 운용이나 정박을 가능하게 했다. 스플릿을 마스트에 묶음으로써 공간 절약적인 돛의 수납을 가능하게 했지만, 그것은 동시에 필요할 때 돛으로 갑판을 덮을 수 없다는 것을 의미했다.
점차 스플릿은 폐지되고, 후마스트에서 전마스트로 뻗은 로프에 스테이세일을 갖추게 된다.
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Bermuda rig영어라고 불리는 버뮤다 세일은 17세기에 버뮤다 제도에서 탄생한 돛의 형태이다. 글리엘모 마르코니가 개발한 초기의 라디오 안테나와 생김새가 비슷하여 marconi rig영어라고도 불린다.
가프 세일에서는 돛이 위쪽에 설치된 지주에 고정되는 반면, 버뮤다 세일에서는 아래쪽에 설치된 붐(boom)에 고정된다. 아래쪽이 고정되어 있기 때문에 가프 세일과 비교하여 조작이 용이하며, 빠르게 보급되어 현재 가장 일반적인 세일이 되었다. 초기에는 붐을 사용하지 않고 갑판에 직접 설치되었다.
버뮤다 세일은 종종 지브와 함께 사용되며, 특히 현대 요트에서는 가장 일반적인 돛이 되고 있다.
Staysail영어이라고 불리는 스테이세일은 18세기에 사용되기 시작한, 마스트 사이에 비스듬히 걸쳐진 로프에 설치되는 삼각형의 돛이다. 마스트에서 앞의 마스트 또는 바우스프릿을 향해 걸쳐진다. 포마스트에서 바우스프릿으로 걸쳐지는 것을 특히 Jib영어라고 부른다. 마스트가 하나인 경우에는 스테이세일이라고 부르지 않고, 모두 지브세일이라고 부른다. 현대 요트에서는 스피네이커와 함께 중요한 돛의 하나이다.
스테이세일이나 지브는 하나의 마스트에서 한 장만 사용하는 것은 아니며, 여러 장 사용하는 경우도 있다. 지브는 세 장을 사용하는 것이 가장 일반적인 구성이다. 위에서부터 순서대로,
- 지브톱세일(''Jib topsail'')
- 지브(''jib'')
- 스테이세일(''Staysail'')
이라고 불린다. 더 큰 범선에서는 최대 네 장의 지브를 갖추는 것이 일반적이다. 그러한 범선에서는 포마스트 이외에도 많은 스테이세일을 갖추기 때문에, 지브에 단순히 "스테이세일"이라는 명칭은 사용하지 않는다. 그 경우에는 위에서부터 순서대로,
- 플라잉지브(''Flying jib'')
- 아우터지브(''Outer jib'')
- 인너지브(''Inner jib'')
- 포어(톱)스테이세일(''Fore(top)staysail'') - 후술하는 "포어(톱)마스트에 설치된 스테이세일"이라는 의미의 체계적인 명칭.
이라고 불린다.
지브 이외의 스테이세일은, 스테이세일이 설치되는 마스트 부위의 명칭을 사용하여 체계적으로 불린다. 예를 들어 메인톱마스트에서 앞쪽으로 걸쳐지는 스테이세일은 "'''메인톱스테이세일'''(''Main top staysail'')"이다. 또, 같은 부위에서 두 장 걸쳐지는 경우에는 "로워", "어퍼"를 붙여 이것을 구별하고, 예를 들어 메인톱마스트에서 두 장 걸쳐진다면, 위쪽 것은 "'''메인어퍼톱스테이세일'''(''Main upper top staysail'')"이라고 불린다.
Junk rig영어라고 불리는 정크 돛은 래그 세일의 일종으로[73]주로 중국 등 동양에서 사용되었던 정크선에 사용되었던 세로돛이다.
중국 독자적인 발명으로 여겨지며, 라틴 세일과 함께 가장 오래된 세로돛으로 생각된다. 정크 돛의 큰 특징은, 돛을 바텐(뱃텐)이라고 불리는 많은 대나무 등으로 만들어진 뼈대로 지탱하고 있다는 점이다. 긴급시에도 블라인드처럼 간단하게 말아 올릴 수 있으며,[73] 바람과 관계없이 돛의 형태를 유지하고 안정적인 양력을 발생시킬 수 있었다.
정크 돛(정크선)은 옛날부터 존재했지만, 기능적으로 성숙한 것은 송 시대라고도 한다. 마르코 폴로의 『동방견문록』에서 유럽에 소개되었고, 대항해시대에 들어서 실제로 정크선을 본 유럽인들은 그 조작성의 높이에 큰 충격을 받았다고 한다.
right]]
Crab claw sail영어이라고 불리는 클럽클로우 세일은 Oceanic lateen영어 혹은 Oceanic sprit영어은 고대부터 오세아니아에서 널리 사용되었던 종횡동시帆(종帆)에 유사한 돛이다. 돛의 형태는 이등변삼각형이며, 게의 발톱과 같은 모양을 하고 있기 때문에 "클럽클로우(게발톱)"라고 불린다.
클럽클로우 세일은 다른 단순한 돛보다 뛰어난 특징을 가진 돛이며, 최근 실험 결과 바람을 거슬러 항해하는 능력에서 라틴 세일보다 뛰어나다는 것이 밝혀졌다.
3. 3. 기타 돛
right'''스피네이커'''(스핀, spinnaker)는 딩기나 요트에서 사용되는 보조세일이다. 요트 등에서 사용되는 유일한 가로돛으로, 지브와 함께 중요한 돛 중 하나이다.[32]
스피네이커는 마스트 상부에서 선수 또는 바우스프릿을 향해 걸린다. 순풍을 받아 풍하로 향할 때 사용되며, 바람을 받아 크게 부풀어 오르는 모습을 연에 비유하여 스피네이커로 항해하는 것을 “날다(flying)”라고 표현한다.
'''엑스트라세일'''(extra sail)은 기본적인 돛 설계에 포함되지 않은 돛으로, 임시 또는 추가로 사용하는 돛을 가리킨다. 가장 일반적인 것은 스피네이커이며, 그 외에 스탠세일, 현대식 스판커세일, 스테이세일, 탑세일 등도 포함된다.
요트 경주에서는 엑스트라세일이 허용되는지 여부에 따라 종종 부문이 나뉜다. 엑스트라세일이 허용되지 않는 경주나 클래스는 non-spinnaker 또는 no flying sails 등으로도 불린다.
4. 돛의 구조
돛은 여러 개의 지지대에 의해 지탱된다. 선체에서 수직으로 뻗어 있는 기둥을 '''마스트'''라고 하며, 마스트와 직교하는 방향에 설치되어 돛 상부를 매달아 지탱하는 지지대를 '''야드''' 또는 '''돛대'''라고 한다. 돛을 아래에서 지탱하는 수평 방향 지지대는 '''붐'''이라고 부른다.[40]
돛을 펼치거나 접고, 마스트 등에 고정할 때는 로프가 필수적이다. 대형 돛은 도르래를 사용하여 펼치는 경우가 많으며, 돛을 펼치는 목적의 다양한 로프 매듭 방법이 존재한다.
세일링 보트나 세일링 크루저에서 사용되는 세로돛의 주돛은 앞 가장자리를 '''러프'''(Luff), 뒷가장자리를 '''리치'''(Leech)라고 부른다.
4. 1. 돛의 모양
돛의 모양은 평평한 표면에 펼쳐놓았을 때 돛의 평면상에서 모서리와 꼭짓점으로 정의된다. 모서리는 곡선일 수 있으며, 이는 돛의 형태를 에어포일처럼 확장하거나 사용 중인 돛의 형태를 정의하기 위해서이다. 사용 중에는 돛이 곡선 형태가 되어 깊이 또는 ''드래프트(draft)'' 차원이 추가된다.
- '''모서리''' – 모든 돛의 윗부분을 ''헤드(head)''라고 하며, 앞뒤 돛의 앞쪽 모서리는 ''러프(luff)''라고 한다.[40] 바람이 부는 쪽의 대칭 돛의 뒤쪽 모서리는 ''리치(leech)''이고, 아랫부분 모서리는 ''풋(foot)''이다. ''헤드(head)''는 목(throat)과 꼭대기(peak)에서 가프(gaff), 야드(yard), 또는 스프릿(sprit)에 부착된다. 삼각형 돛의 경우 ''헤드(head)''는 가장 윗부분의 모서리를 가리킨다.[40]
- '''꼭짓점''' – 돛의 꼭짓점 이름은 모양과 대칭성에 따라 다릅니다. 삼각형 돛에서 러프와 리치가 만나는 꼭짓점을 ''헤드(head)''라고 한다.[39][40] 사각형 돛에서 윗부분의 꼭짓점은 크링글(cringle)이라고 하는 그로멧이 있는 ''헤드 크링글(head cringles)''이다.[41]
- '''드래프트(Draft)''' – 러프를 따라 마스트와 풋을 따라 붐에 모두 부착된 삼각형 돛은 ''드래프트(draft)''라고 하는 깊이를 가지며, 이는 러프와 풋이 그 스파에 부착된 것처럼 직선이 아니라 곡선이기 때문이다. 드래프트는 돛에 대해 더 효율적인 에어포일(airfoil) 형태를 만든다. 드래프트는 시트의 조정과 돛에 도달하는 각도를 통해 삼각형 스테이세일(staysails)에도 유도될 수 있다.[44]
4. 2. 돛의 재료
전통적으로 돛은 삼베, 면 캔버스(canvas), 아마포 등으로 만들어졌다.[45][65] 고대 이집트에서는 아마가 재배되어 아마포가 돛에 사용되었다. 고대 인도에서는 기원전 1500년경부터 면으로 돛을 짜기 시작했다.[66] 고대 폴리네시아에서는 라우 잎을 엮어 만든 라우할라(ラウハラ)라는 소재가 사용되었다. 스칸디나비아, 스코틀랜드, 아이슬란드 등 북방 지역에서는 11세기부터 19세기까지 울(ウール) 돛을 사용했다.[67] 대항해 시대(大航海時代)의 서유럽 범선은 주로 아마포나 면 캔버스 직물을 사용했다.
일본에서는 고대에 아마(亞麻)나 면이 생산되지 않아, 짚(藁)이나 골풀(イグサ)이 사용되었을 것으로 추측된다. 7세기부터 10세기의 당나라 사신(遣唐使) 배에서는 대나무로 엮은 "아지로호(網代帆)"가 사용되기 시작했다.[68] 오다 노부나가(織田信長) 시대에는 모리 수군(毛利水軍) 등이 면포 돛을 사용했다. 에도 시대(江戸時代) 1712년 성립된 『와칸산사이즈에(和漢三才図会)』에는 "옛날에는 짚돗자리(筵)을 사용했지만, 근년에는 면포를 사용한다"고 기록되어 있다. 1785년에는 하리마국(播磨国) 다카사고에서 두껍고 폭넓은 면포인 마츠에몬호(松右衛門帆)가 개발되어 전국에 퍼졌다.[69]
현대에는 나일론(ナイロン)이 가볍고 부드러워 스핀네이커(スピンネーカー)나 삼각돛에 사용된다. 닥론(ダクロン), 아라미드(アラミド) 섬유, 케블러(ケブラー) 등도 사용된다.[63][64] 경기용으로는 인장 강도를 높이기 위해 케블러(ケブラー)가 사용된다. 화학 섬유(化学繊維)는 자외선(紫外線)에 약하기 때문에, UV 차단 커버를 사용하기도 한다.
4. 3. 돛의 제작
크로스컷 돛은 패널들이 서로 평행하게, 주로 돛의 아랫단과 평행하게 재봉된다. 이 방식은 두 가지 돛 구조 중 가격이 저렴하다. 삼각형 크로스컷 돛 패널은 마스트와 만나 바이어스에서 각을 이루도록 설계되어 돛의 윗가장자리를 따라 늘어나는 것을 허용하지만, 섬유가 돛의 가장자리와 정렬된 윗가장자리와 아랫가장자리의 늘어남은 최소화한다.[48]레이디얼 돛은 응력을 효율적으로 전달하기 위해 모서리에서 "방사형"으로 패널이 배열되어 있어, 보통 크로스컷 돛보다 성능이 좋다. 바이레이디얼 돛은 세 개의 모서리 중 두 개에서 방사형으로 패널이 배열되고, 트라이레이디얼 돛은 세 개의 모서리 모두에서 방사형으로 패널이 배열된다. 메인세일은 밑단에 거의 응력이 없어 바이레이디얼일 가능성이 높지만, 헤드세일(스피네이커와 집)은 모서리에 장력이 걸리므로 트라이레이디얼일 가능성이 더 높다.[1]
성능이 더 좋은 돛은 여러 겹의 필라멘트, 섬유, 타프타, 필름으로 직접 제작되는 라미네이트 방식으로 제작될 수 있다. 몰드 돛은 곡선형 몰드 위에서 형성되고 접착되어 평평하게 놓이지 않는 모양으로 만들어진 라미네이트 돛이다.[1]
기존 돛 패널은 재봉으로 결합된다. 돛은 인장 구조이므로 이음매는 패널 간 인장 하중을 전달한다. 재봉된 직물 돛의 경우 실을 통해 하중이 전달되며, 실의 강도와 실이 통과하는 구멍의 강도에 따라 제한된다. 돛 이음매는 종종 패널 사이에 겹쳐지고 지그재그 스티치로 재봉되어 이음매 길이 단위당 많은 연결부를 만든다.[1][49]
직물은 일반적으로 재봉되지만, 다른 돛 재료는 초음파 용접될 수 있다. 이 기술은 고주파 초음파 음향 진동을 압력 하에 함께 고정된 공작물에 국소적으로 적용하여 고체 상태 용접을 만드는 기술이다. 플라스틱에 주로 사용되며, 특히 서로 다른 재료를 접합하는 데 사용된다.[1]
돛은 그로밋이나 크링클에 선이 부착되는 곳에 직물 층의 보강재가 있다.[1] 볼트 로프를 돛 가장자리에 재봉하여 보강하거나 붐, 마스트 또는 롤러 퍼링 집의 윗가장자리 포일의 홈에 돛을 고정할 수 있다.[50]
5. 돛에 작용하는 힘
돛에 작용하는 공기역학적 힘은 풍속과 풍향, 그리고 선박의 속도와 방향에 따라 달라진다. ''실제 풍향''(수면 위의 풍향과 풍속)에 대한 선박의 이동 방향을 "항적"이라고 한다. 주어진 항적에서 선박의 속도는 겉보기 바람('''VA''')에 영향을 미치는데, 이는 이동하는 선박에서 측정한 풍속과 풍향이다. 돛에 작용하는 겉보기 바람은 총 공기역학적 힘을 생성하며, 이는 겉보기 바람 방향의 힘 성분인 ''항력''과 겉보기 바람에 수직(90°)인 힘 성분인 ''양력''으로 분해될 수 있다. 돛의 겉보기 바람과의 정렬에 따라 양력 또는 항력이 주된 추진 성분이 될 수 있다. 총 공기역학적 힘은 또한 전방으로 향하는 추진력으로 분해되며, 이는 선박이 통과하는 매질(예: 물, 공기 또는 얼음, 모래)을 통해 저항을 받고, 측면 힘은 수중 날개, 얼음 주행 장치 또는 범선의 바퀴에 의해 저항을 받는다.[29]
''왼쪽 요트'':
바람 아래쪽—주된 ''항력''이 요트를 추진하며, 경사 모멘트는 거의 발생하지 않는다.
''오른쪽 요트'':
바람 위쪽(밀착항주)—주된 ''양력''이 요트를 추진하고 경사에도 기여한다.
겉보기 바람 각도가 돛의 입구점과 정렬된 경우, 돛은 익형처럼 작용하며 양력이 주된 추진 성분이 된다. 겉보기 바람 각도가 돛 뒤쪽에 있는 경우, 양력은 감소하고 항력이 주된 추진 성분으로 증가한다. 수면 위의 주어진 실제 풍속에서 돛은 돛의 입구점이 겉보기 바람과 정렬될 때, 입구점이 정렬되지 않은 경우보다 더 높은 속도로 항적을 이동할 수 있는데, 이는 돛 주변의 기류로 인한 힘 감소와 선박의 속도로 인한 겉보기 바람 감소의 결합 때문이다. 물을 통한 속도 제한으로 인해, 배수량 범선은 일반적으로 밀착항주부터 광범위한 도달(바람으로부터 약 40°~135°)까지 양력을 발생시키는 돛으로부터 동력을 얻는다.[30] 표면의 마찰이 낮고 얼음 위의 높은 속도로 인해 대부분의 항적에 대해 높은 겉보기 풍속이 발생하기 때문에, 아이스보트는 배수량 선박보다 바람으로부터 더 멀리 떨어진 곳에서 양력으로부터 동력을 얻을 수 있다.[31]
6. 돛의 조정 (Running rigging)
돛은 러닝 리깅을 통해 조정된다. 돛에 연결되어 돛을 조절하는 로프는 러닝 리깅의 일부이며, 사각형 돛과 전후 돛의 리깅 방식에 따라 다르다. 디핑 루프 돛과 라틴 돛처럼 일부 리깅은 마스트의 한쪽에서 다른 쪽으로 이동한다. 로프는 돛을 지지하는 로프, 돛의 모양을 만드는 로프, 그리고 바람에 대한 돛의 각도를 제어하는 로프로 분류할 수 있다.
전후식 돛대를 가진 선박은 돛의 성능을 최적화하기 위해 돛을 지지하고, 형태를 잡고, 조정하는 타켈라주(타케라주)를 가지고 있으며, 다음과 같은 로프들을 포함한다.[55]
- 지지: 할리아드는 돛을 올리고 깃대(luff)의 장력을 조절한다. 토핑 리프트(Topping lifts)는 붐(boom)과 야드(yard)를 들어 올려 지지한다. 가프 돛(gaff sail)에서는 브레일(brail)이 깃대(leech)에서 스파(spar)까지 연결되어 돛을 말기에 용이하도록 한다.[1]
- 형태 조정: 바버 홀러(Barber haulers)는 스피네이커/집(jib) 시트의 각도를 시트에 직각으로 안쪽으로 조정하며, 시트에 부착된 링이나 클립은 페어리드(fairlead)와 캠 클리트(cam cleat)를 통해 고정 및 조정된다.[54] 킥킹 스트랩/붐 방(Boom vang)은 붐 중간에 아래쪽으로 힘을 가하여 붐 발 돛(boom-footed sail)의 깃대(leech) 장력을 조절한다.[55] 커닝햄(Cunningham (sailing))은 돛의 깃대(luff) 아래쪽의 링(cringle)을 아래로 당겨 붐 발 돛의 깃대(luff)를 조인다.[56] 다운홀(Downhaul)은 돛이나 야드를 내리고 돛의 깃대(luff) 장력을 조절할 수 있다.[55] 아웃홀(Outhaul)은 붐 발 돛의 밑단(foot) 장력을 조절한다.[55]
- 바람에 대한 각도 조정: 시트(Sheet (sailing))는 시각적 바람(apparent wind)에 대한 공격 각도, 돛 머리 부근의 깃대(leech) "비틀림" 정도, 그리고 밑단(loose-footed) 돛의 밑단(foot) 장력을 조절한다.[55] 프리벤터(preventer)는 붐의 끝을 마스트 근처의 지점에 부착하여 우발적인 자이브(gybe)를 방지한다.[55] 가이(Guy (sailing))는 시각적 바람(apparent wind)에 대한 스피네이커 폴(spinnaker pole)의 각도를 조절한다.
가로돛을 단 선박은 앞뒤로 돛을 단 선박보다 더 많은 조정 줄을 필요로 하는데, 다음과 같은 것들이 포함된다.
- 지지: 활차줄(Halyards)은 야드를 올리고 내린다.[55] 브레일(Brails)은 돛의 뒤쪽 가장자리(leech)에서 스파(spar)까지 이어져 돛을 말기에 용이하게 한다.[57] 돛배줄(Buntlines)은 돛의 아랫단을 들어 올려 돛을 줄이거나 말 때 사용된다.[1] 리프트(Lifts)는 야드의 기울기를 조절하여 끝을 수평에서 올리거나 내린다.[1] 리치라인(Leechlines)은 돛의 뒤쪽 가장자리(leech)(바깥쪽 수직 가장자리)로 이어져 돛을 말 때 뒤쪽 가장자리를 안쪽으로 그리고 위쪽으로 당기는 역할을 한다.[1]
- 모양 조정: 바운라인(Bowlines)은 돛의 뒤쪽 가장자리(leech)에서 활(bow)쪽으로 이어져 바람받이 쪽 뒤쪽 가장자리를 조절하여 팽팽하게 유지하고 스스로 말리는 것을 방지한다.[1] 끌어올림줄(Clewlines)은 돛의 아랫모서리(clews)를 위쪽 야드로 올린다.[1]
- 바람에 대한 각도 조정: 브레이스(Braces)는 야드의 앞뒤 각도를 조절한다(즉, 야드를 돛대 주위로 좌우로 회전시킨다).[1] 시트(Sheets)는 돛의 아랫모서리(clew)에 연결되어 바람에 대한 돛의 각도를 조절한다.[1] 가로돛의 아랫모서리(Tack)s는 가로돛의 아랫모서리(clew)를 앞쪽으로 당긴다.[1]
7. 현대의 돛
현대에도 돛은 다양한 분야에서 활용되고 있다.
전방 저항은 낮고 횡방향 저항은 높은 선박의 돛은 일반적으로 전체 길이의 배튼을 가지고 있다.
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Wool Sailcloth
https://www.vikinges[...]
Vikingeskibs Museet
[68]
뉴스
遣唐使船 21世紀に出港 最新考古学と沈没船参考に謎に挑み復元へ
https://www.tokyo-np[...]
東京新聞
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웹사이트
https://www.matsuemo[...]
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서적
A Sea of Words: A Lexicon and Companion to the Complete Seafaring Tales of Patrick O'Brian
Henry Holt
2000
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서적
旅 いろいろ地球人
淡交社
2009-00-00
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서적
Ships and Seamanship in the Ancient World
Johns Hopkins University Press
1995-00-00
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서적
船の歴史文化図鑑：船と航海の世界史
悠書館
2007-00-00
[74]
간행물
やわたはま広報 2016年11月号 Vol.140
http://www.city.yawa[...]
八幡浜市
2016-01-01
[75]
간행물
高知県立歴史民俗資料館だより 岡豊風日 第79号
https://www.kochi-bu[...]
高知県立歴史民俗資料館
2012-07-01
[76]
서적
正しい家紋帖
金園社
1995-00-00
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