행글라이더
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1. 개요
행글라이더는 사람이 매달려 활공하는 항공 스포츠 및 기구로, 알루미늄 합금 또는 탄소 섬유 프레임에 합성 섬유 날개를 씌운 구조를 갖는다. 1853년 조지 케일리가 조종형 글라이더를 발명한 이후, 오토 릴리엔탈의 글라이더를 거쳐 로갈로 윙의 등장으로 발전했다. 조종사의 체중 이동을 통해 조종되며, 이륙은 지형을 이용하거나 견인 시스템을 사용하며, 착륙 시에는 플레어 조작이 필요하다. 열, 능선 양력, 산악파 등을 이용해 장거리 비행이 가능하다. 안전을 위해 조종사 훈련과 안전 장비 착용이 중요하며, 국제 항공 연맹 주최의 경기 대회가 열린다.
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- 활공 - 패러글라이딩
패러글라이딩은 조종 가능한 패러포일을 이용하여 활강하는 항공 스포츠로, 1978년 프랑스에서 시작된 이후 장비 발전과 함께 전 세계적인 레저 스포츠 및 경기 종목으로 성장하였으나, 안전사고의 위험이 있어 적절한 교육과 안전 장비 착용이 필수적이다.
| 행글라이더 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 유형 | 항공 스포츠 |
| 스포츠 장비 | 행글라이더 |
| 조종사 | 행글라이더 조종사 |
| 설명 | |
| 정의 | 엔진 없이 활공하는 항공 스포츠 |
| 작동 방식 | 조종사가 행글라이더에 매달려 바람을 이용하여 활공 상승 기류를 이용하여 더 높이, 더 멀리 비행 |
| 역사 | 초기에는 낙하산 형태의 글라이더에서 발전 현대적인 행글라이더는 1940년대에 개발 |
| 특징 | 비교적 간단한 장비로 시작 가능 자연과의 교감을 느낄 수 있는 스포츠 기상 조건에 민감하며 안전 교육 필수 |
| 장비 | |
| 행글라이더 | 날개 형태의 글라이더 다양한 크기와 디자인 존재 조종사의 체중과 숙련도에 따라 선택 |
| 안전 장비 | 헬멧 하네스 (조종사 안전벨트) 비상 낙하산 고도계 무전기 |
| 기타 장비 | 장갑 부츠 방풍복 GPS |
| 기술 | |
| 이륙 | 언덕이나 경사면에서 도움닫기 후 이륙 윈치를 이용하여 이륙 항공기 예인 이륙 |
| 조종 | 체중 이동을 통해 방향 조절 에어 브레이크를 사용하여 속도 조절 |
| 착륙 | 활공하여 지정된 장소에 착륙 안전한 착륙을 위해 숙련된 기술 필요 |
| 비행 기술 | 써멀 (상승 기류) 찾기 릿지 소어링 (산 능선을 따라 비행) 크로스 컨트리 (장거리 비행) |
| 안전 | |
| 위험 요소 | 기상 변화 (돌풍, 강우) 장비 고장 조종 미숙 다른 항공 스포츠와의 충돌 |
| 안전 수칙 | 비행 전 장비 점검 철저 기상 조건 확인 및 안전한 조건에서만 비행 숙련된 강사의 지도하에 교육 이수 안전 장비 착용 필수 |
| 교육 및 자격 | |
| 교육 과정 | 이론 교육 (항공 역학, 기상학, 안전) 지상 훈련 (장비 조작, 이륙 및 착륙 연습) 비행 훈련 (강사와 함께 또는 단독 비행) |
| 자격증 | 행글라이딩 협회에서 발급 숙련도에 따라 등급 구분 자격증 취득 후 단독 비행 가능 |
| 관련 단체 | |
| 국제 단체 | FAI (국제 항공 연맹) |
| 한국 단체 | 대한민국 항공회 |
| 기타 | |
| 관련 스포츠 | 패러글라이딩 |
2. 역사
행글라이딩의 역사는 초기의 여러 시도와 발전을 거쳐 현재의 모습으로 이어졌다. 초기 글라이더 설계는 안전한 비행을 보장하지 못했는데, 이는 초기 비행 개척자들이 새의 날개가 작동하는 원리를 충분히 이해하지 못했기 때문이다.
19세기 말 독일의 오토 릴리엔탈이 만든 글라이더는 일종의 행글라이더였다. 그의 엄격하게 문서화된 작업은 후대 설계자들에게 영향을 미쳤으며, 릴리엔탈은 가장 영향력 있는 초기 항공 개척자 중 한 명이 되었다.
1949년, NACA(NASA의 전신)의 프랜시스 로갈로는 현재 행글라이더 형태의 날개인 로갈로 윙(Rogallo wing)을 발명했다. 이 날개는 우주선이나 분리된 로켓의 회수에 사용하는 것이 검토되었지만, 실용화되지는 않았다. 그 후, 1960년대 후반에 항공 스포츠에 응용되기 시작했다.
1971년 유연한 형태의 로갈로 윙을 사용한 행글라이더가 등장했다.
2. 1. 초기 역사
1853년, 조지 케일리는 경사면에서 발사되는 조종형 글라이더를 발명했다. 1880년대에는 존 조셉 몽고메리가 미국에서 실용적인 글라이더 항공기를 개발했다. 1890년대에 오토 릴리엔탈은 조종 가능한 글라이더를 제작하여 능선 상승 비행을 선보였다. 그의 항공기는 체중 이동으로 조종되었으며 현대 행글라이더와 유사하다.
1904년, 얀 라베자리가 프랑스 베르크 해변에서 이중 라틴 돛 행글라이더를 비행했다.[4]
2. 2. 로갈로 윙의 등장과 발전
1948년 11월 23일, 프란시스 로갈로와 거트루드 로갈로는 완전히 유연한 날개 연에 대한 특허[8]를 출원했다. 이 ''유연 날개''는 로갈로 윙이라고 불렸으며, 1957년 미국 우주국 NASA가 우주 캡슐 회수 시스템으로 사용하기 위해 다양한 형태로 시험하기 시작했다. 로갈로 윙의 단순한 설계, 제작 용이성, 느린 비행 능력, 부드러운 착륙 특성은 행글라이더 애호가들의 주목을 받았다.
1960년대 초, 배리 힐 팔머는 유연 날개 개념을 적용하여 여러 가지 제어 방식을 가진 행글라이더를 제작했다.[9] 1963년에는 마이크 번스가 유연 날개를 개조하여 스키플레인이라는 견인식 행글라이더를 만들었다. 같은 해, 존 W. 디킨슨은 유연 날개 에어포일 개념을 활용하여 수상 스키용 행글라이더를 제작했으며, 국제 항공 연맹은 디킨슨에게 "현대적인" 행글라이더 발명에 대한 행글라이딩 디플로마(2006)를 수여했다.[10] 이후 로갈로 윙은 행글라이더에서 가장 많이 사용되는 에어포일이 되었다.
2. 3. 한국 행글라이딩의 역사
1976년 홋카이도 루스츠무라 소리산에서 제1회 행글라이더 일본 선수권 대회가 열렸다.[46] 1970년대 후반, 한국에 행글라이딩이 도입되어 빠르게 확산되었다. 1980년대에는 한국 행글라이딩 협회가 창립되어 행글라이딩 보급과 안전 교육에 힘썼다.3. 구조 및 장비
행글라이더는 알루미늄 합금이나 탄소 섬유로 만들어진 파이프 골조에 폴리에스테르계 합성 섬유 날개를 씌운 구조이다. 날개 천은 다크론이나 마일라와 같은 짠 섬유 또는 적층 섬유로 만들어진다. 짠 폴리에스터 날개 천은 작은 지름의 폴리에스터 섬유를 매우 촘촘하게 짠 것으로, 폴리에스터 수지의 열간 압착 함침으로 안정화된다. 이러한 수지 함침은 변형과 늘어짐에 대한 저항을 제공하여 날개의 공기역학적 형태를 유지하는 데 중요한 역할을 한다.
짠 폴리에스터는 날개에서 가벼움과 내구성의 최상의 조합을 제공하며, 전반적으로 최고의 취급 품질을 제공한다. 폴리에스터 필름을 사용한 적층 날개 재료는 날개 형태를 유지하는 데 더 적합한 낮은 신장 재료를 사용하여 우수한 성능을 달성하지만, 무게는 비교적 가볍다. 하지만 폴리에스터 필름 직물의 단점은 하중 하에서 탄성이 감소하여 일반적으로 더 뻣뻣하고 반응성이 떨어지는 취급을 초래하며, 폴리에스터 적층 직물은 일반적으로 짠 직물만큼 내구성이 뛰어나거나 오래 지속되지 않는다는 것이다.
기체는 공기보다 무겁고, 랜딩 기어를 갖추지 않고 주로 탑승자의 신체로 이착륙을 한다. 그 때문에 기체 무게는 20kg에서 45kg 정도로, 한 사람이 들 수 있는 정도이다. 탑승자는 하네스 등으로 기체의 중심 부근에 몸을 연결한다.
탑승자는 기체를 들고 활공각보다 큰 경사면 등을 뛰어내려가 이륙하며, 5m 정도의 도움닫기가 필요하다. 상승 기류를 이용해 비행하고, 이륙지 인근 착륙장에 착륙한다. 순항 속도는 20km/h에서 130km/h 정도이고, 활공비는 7에서 25 정도이다. 착륙 시에는 속도를 최대한 늦추고 플레어 조작을 하면서 탑승자 자신의 발로 착지하며, 글라이더는 탑승자가 자력으로 유지한다.
기체는 접이식인 경우가 많아, 지름 50cm·길이 5m 정도의 막대 모양이 된다. 일반적으로는 승용차의 지붕에 싣고 운반한다.
일본의 항공법상 자격은 필요하지 않지만, 많은 비행 구역에서는 (공익사단법인) 일본 행글라이딩·패러글라이딩 연맹 발행의 라이선스 소지 및 플라이어 등록을 의무화하고 있으며, 이를 취득하기 위해서는 강습을 수료해야 한다.
3. 1. 글라이더
오토 릴리엔탈의 1892년 행글라이더의 삼각형 조종 프레임은 이러한 프레임 기술이 글라이더 초기 설계부터 존재했음을 보여준다.[11] 신체 무게 이동을 위한 조종 프레임은 옥타브 샤누트의 설계에도 나타났다.[11] 1929년 조지 A. 스프랫의 행글라이더 설계는 현재 일반적인 설계의 주요 부분이었다.[11]
대부분의 행글라이더에서 조종사는 항공기 골격에 매달린 하네스에 앉아 삼각형 조종 프레임(또는 A-프레임)에 대한 신체 무게 이동을 통해 조종한다. 조종 프레임은 일반적으로 2개의 "다운 튜브"와 조종 바(베이스 바 또는 베이스 튜브)로 구성된다. 조종 바의 양쪽 끝은 수직 튜브 또는 더 공기역학적인 스트럿("다운 튜브")에 연결되어 있으며, 두 튜브 모두 베이스 튜브에서 뻗어 나와 글라이더의 용골/조종 프레임의 정점에 연결된다. 이것은 삼각형 또는 'A-프레임' 모양을 만든다.
글라이더는 알루미늄 합금이나 탄소 섬유로 만들어진 파이프 골조에 폴리에스테르계 합성 섬유로 만들어진 날개가 덮여 있다. 날개 형상(날개 단면 형상)은 배튼(알루미늄 합금이나 탄소 섬유로 성형된 가늘고 긴 파이프)으로 유지된다. 요점에 와이어를 쳐서 강도를 유지한다. 중심에서 아래로 컨트롤 바가 부착되어 있는데, 알루미늄 합금이나 탄소 섬유 파이프를 삼각형으로 조립한 것으로 악기 트라이앵글과 같은 형태이다. 한 변이 1.5미터 정도의 크기로, 밑변에 해당하는 부분을 베이스 바, 사변에 해당하는 부분을 다운 튜브(업라이트)로 구분하기도 한다. 조종사는 이 삼각형 안쪽에 매달려 비행한다.
글라이더는 그대로 던지면 종이 비행기처럼 똑바로 날아갈 정도로 안정적으로 만들어져 있다. 글라이더의 무게 중심 부근에 매달린 조종사 옆에는 글라이더와 직접 연결된 컨트롤 바가 있으며, 조종사는 컨트롤 바를 밀거나 당겨 글라이더와의 위치 관계를 팔 길이 정도의 범위 내에서 변경할 수 있다. 글라이더보다 조종사가 더 무겁기 때문에 컨트롤 바를 조작하는 반동으로 글라이더가 자세를 바꾸게 되며, 속도 변화나 선회 등을 광범위하게 수행할 수 있다.
조종사가 컨트롤 바를 앞으로 밀면 조종사의 무게 중심이 기체 후방으로 이동하여 기체는 기수를 들고 날개의 받음각이 증가한다. 그 결과 기체는 활공 속도를 늦춘다. 반대로 컨트롤 바를 몸쪽으로 당기면 기수를 내려 활공 속도가 증가한다. 컨트롤 바를 왼쪽으로 밀어내면 (몸을 오른쪽으로 기울이면) 기체는 오른쪽 날개를 낮추고 오른쪽으로 선회한다.
3. 2. 하네스
하네스는 탑승자(파일럿)를 글라이더와 연결하기 위한 장비로, 신체의 일부 또는 전부를 천으로 덮도록 되어 있다. 무게 중심 부분에서 글라이더와 연결하기 위한 벨트가 뻗어 있다. 하네스와 글라이더는 카라비너 등으로 연결된다. 하네스에는 비상시를 대비하여 예비 낙하산이 수납되어 있다.3. 3. 계기
대부분의 행글라이더 조종사들은 비행 중 자신의 비행 상태를 파악하기 위해 여러 비행 계기를 사용한다. 가장 기본적인 계기는 승강계와 고도계이며, 이 둘은 종종 하나의 장치로 결합되어 사용된다.[19] 숙련된 조종사들은 속도계와 무전기를 사용하기도 하며, 장거리 비행이나 경기 비행 시에는 GPS 장치를 사용하기도 한다. 행글라이더에는 별도의 계기판이 없기 때문에 이러한 계기들은 조종 프레임에 장착하거나 조종사의 팔에 묶어서 사용한다.right
승강계(Variometer)는 매우 민감한 수직 속도 표시기로, 조종사에게 상승 기류 또는 하강 기류를 소리 신호(삐 소리)나 시각적 디스플레이로 알려준다.[19] 이 장치는 조종사가 상승 기류의 중심("코어")을 찾아 고도를 최대한 높이고, 하강 기류를 피할 수 있도록 돕는 중요한 역할을 한다. 일부 전자식 승강계는 매크레디 이론에 따라 최적의 비행 속도를 계산해 주기도 한다.[19]
조종사들은 훈련, 공중 통신, 지상 지원팀과의 연락을 위해 양방향 무전기를 사용한다. 주로 VHF FM 방식의 PTT(Push-To-Talk) 휴대용 송수신기가 사용되며, 마이크는 헬멧에, PTT 스위치는 헬멧 외부나 손가락에 부착된다.
행글라이더 조종사는 다른 항공기가 있는 공역에서 비행할 때 항공기 송수신기를 사용할 수도 있다. 이는 넓은 통신 범위, 다른 항공기와의 직접 통신, 규제 공역에서의 비행 허가, 비상 주파수 사용 등의 장점을 제공한다.
GPS는 항법 보조 장치로 사용될 수 있으며, 특히 경기에서 체크포인트 도달 여부를 확인하는 데 사용된다.
4. 비행 기술
행글라이더 조종은 조종사의 체중 이동을 통해 이루어진다. 조종사는 무게 중심 부근에 매달려 컨트롤 바를 조작한다. 컨트롤 바를 밀거나 당겨 글라이더와의 위치 관계를 변경하여 속도 변화나 선회 등을 수행한다.
- 컨트롤 바를 앞으로 밀면: 조종사의 무게 중심이 기체 후방으로 이동하여 기체는 기수를 들고 날개의 받음각이 증가한다. 그 결과 기체는 활공 속도를 늦춘다.
- 컨트롤 바를 몸쪽으로 당기면: 기수를 내려 활공 속도가 증가한다.
- 컨트롤 바를 왼쪽으로 밀면: 기체는 오른쪽 날개를 낮추고 오른쪽으로 선회를 시작한다.
대부분의 조종사들은 비행 계기를 통해 비행 상태를 파악한다. 바리오미터와 고도계가 기본적이며, 좀 더 숙련된 조종사들은 속도계와 무전기를 사용하기도 한다. 경쟁 비행이나 장거리 비행 시에는 지도나 GPS 장치를 휴대하여 항법과 경기에서 체크포인트 도달 확인에 사용한다.[15]
조종사들은 훈련, 공중 통신, 지상 지원팀과의 연락을 위해 양방향 무전기를 사용한다. VHF FM으로 작동하는 PTT (푸시 투 토크) 휴대용 송수신기가 주로 사용되며, 마이크는 머리에 착용하거나 헬멧에 통합하고, PTT 스위치는 헬멧 바깥쪽이나 손가락에 묶는다.[15] 다른 항공기가 점유하는 공역에서는 항공기 송수신기를 사용하기도 한다.
다른 항공기와 마찬가지로 행글라이더의 이륙과 착륙은 위험하므로 철저한 연습이 필요하다.
4. 1. 이륙
행글라이더 조종사는 기체를 들고 경사면을 달려 내려가면서 양력을 얻어 이륙한다. 이륙 기술에는 언덕, 절벽, 산, 모래 언덕 등에서 발로 이륙하는 방법, 지상 견인, 동력 항공기 뒤에서의 공중 견인, 동력 하네스, 보트 견인 등이 있다. 열기구에서 낙하하는 이색적인 방법도 사용되었다.[15] 기상 조건이 활공 비행을 유지하기에 적합하지 않은 경우, "썰매 활강"이라고 하는 맨 위에서 맨 아래까지의 비행을 한다. 신체적으로 발로 이륙할 수 없는 사람들을 위해 다른 이륙 모드를 위한 행글라이더가 제작되기도 한다.[15]이륙에 적합한 장소는 안정된 풍향과 풍속을 가진 경사면(구릉, 눈이 없는 스키 슬로프 등)이나 절벽(런처대가 설치되기도 한다) 등이다. 경사면의 경우 글라이더의 활공비보다 가파른 경사가 필요하고, 절벽의 경우에는 짧은 도움닫기 거리로 안정된 활공에 들어갈 수 있을 만큼 강한 바람이 필요하다.
파일럿은 하네스를 착용하고 글라이더와 몸을 연결한 후, 다운 튜브 사이로 들어가 글라이더를 양손과 양 어깨로 들어 균형을 잡는다. 적절한 맞바람에 맞춰 균형을 유지하며 도움닫기를 하면 글라이더가 양력을 얻어 뜨기 시작한다. 더 가속하면서 계속 달리면 파일럿을 매달고 있는 벨트가 팽팽하게 당겨져 글라이더에 파일럿의 체중이 실린다. 이 상태에서 더 달려나가면 파일럿의 발이 땅에서 떨어지고 글라이더는 활공에 들어간다. 이륙까지는 수 초가 걸리며, 달리는 거리는 수 미터이다.
이륙 후, 파일럿은 엎드린 자세를 취하고 다운 튜브를 잡고 있던 손을 베이스 바로 옮긴다. 발을 하네스 안에 넣고 지퍼를 닫아 공기 저항을 줄인 후 비행한다.
4. 2. 착륙
착륙 장소에 도착하면 속도를 줄여 안전하게 멈춰야 한다. 컨트롤 바를 서서히 앞으로 밀면 속도를 서서히 줄일 수 있지만, 특정 속도 이하가 되면 기체는 급격하게 양력을 잃고 추락한다(실속 현상). 따라서 실속 직전에 컨트롤 바를 급격하게 밀어내면, 기체는 급격하게 기수를 올린 채 고도를 바꾸지 않고 그 자리에서 정지한다. 이때 고도가 파일럿의 발이 지면에 닿는 정도라면 그대로 안전하게 착륙할 수 있다.4. 3. 활공 비행 및 장거리 비행
비행 중인 글라이더는 지속적으로 하강하므로, 비행 시간을 연장하려면 조종사는 글라이더의 하강 속도보다 빠르게 상승하는 기류를 찾아야 한다. 상승 기류는 다음과 같은 원천에서 발생한다:[16]- '''열'''(Thermal): 태양 에너지가 지면을 가열하여 생성되며, 지면 위의 공기를 데운다. 이 따뜻한 공기는 기둥 형태로 상승한다. 활공 조종사는 열이 발생할 수 있는 지형지물과 트리거 지점을 빠르게 인식해야 한다. 열은 먼지 악마나 새들의 움직임, 바람 방향의 변화 등으로 나타난다. 적운을 형성하거나 반전층에 도달할 때까지 상승한다. 변류계라는 계기를 통해 양력과 하강을 시각적, 청각적으로 확인할 수 있다.
- '''능선 양력'''(Ridge lift): 바람이 산, 절벽, 언덕 등에 부딪혀 발생한다. 공기는 산의 풍상측면으로 밀려 올라가 양력을 생성한다. 능선에서 확장되는 양력 영역을 리프트 밴드라고 한다. 글라이더는 리프트 밴드 내에서 비행하며 상승할 수 있다. 경사 활공이라고도 한다.
- '''산악파'''(Mountain wave): 산 근처에서 발생하는 리파이다. 기류의 방해는 정지파를 생성하며, 각 파 정점의 상단은 렌즈운 형성이 특징이다.
- '''수렴'''(Convergence): 수렴대와 같이 공기 덩어리의 수렴 결과로 발생한다. Perlan Project는 극 소용돌이와 같은 더 이국적인 형태의 양력을 이용해 높은 고도로 활공하는 것을 목표로 한다.[17] 모닝 글로리 구름도 활용된다.[18]
재료와 공기역학의 개선으로 행글라이더의 성능이 향상되었다. 성능의 척도는 활공비이다. 예를 들어, 12:1의 활공비는 글라이더가 고도 1m를 잃는 동안 12m 앞으로 이동할 수 있음을 의미한다.
2006년 기준 일부 성능 수치는 다음과 같다.
| 종류 | 활공비 | 속도 범위 | 최적 활공 속도 |
|---|---|---|---|
| 톱리스 글라이더(킹포스트 없음) | ~17:1 | 해당 자료 없음 | 해당 자료 없음 |
| 리지드 윙 | ~20:1 | 해당 자료 없음 | 해당 자료 없음 |
밸러스트는 양력이 강할 때 유리하다. 더 무거운 글라이더는 상승하는 공기에서 약간 불리하지만, 주어진 활공 각도에서 더 높은 속도를 낸다.
조종사는 비행 계기를 통해 비행 상태를 파악한다. 바리오미터와 고도계가 기본적이며, 속도계와 무전기를 사용하기도 한다. GPS는 항법과 경기에서 체크포인트 도달 확인에 사용된다.
조종사는 무게 중심 부근에 매달려 컨트롤 바를 조작한다. 컨트롤 바를 밀거나 당겨 글라이더와의 위치 관계를 변경하여 속도 변화나 선회 등을 수행한다. 컨트롤 바를 앞으로 밀면 기수를 들어 활공 속도를 늦추고, 당기면 기수를 내려 활공 속도를 높인다. 컨트롤 바를 왼쪽으로 밀면 오른쪽 날개를 낮추고 오른쪽으로 선회한다. 이륙과 착륙은 위험하므로 철저한 연습이 필요하다.
5. 안전
(2001년도 경찰 백서 2000년도 통계)