활공
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1. 개요
활공은 동력 없이 상승 기류를 이용하여 하늘을 나는 스포츠 또는 레저 활동을 의미한다. 1853년 조지 케일리 경의 실험을 시작으로, 제1차 세계 대전 이후 독일에서 활공 스포츠가 발전했다. 활공은 열기류, 능선 양력, 웨이브 양력 등을 이용하며, 에어로토잉, 윈치 발사, 자동차 예인, 번지 발사 등 다양한 방법으로 이륙한다. 크로스컨트리 비행, 곡예 비행 등 다양한 형태로 발전했으며, 세계 활공 선수권 대회가 열린다. 안전을 위해 낙하산을 착용하고, 항공 규칙을 준수해야 한다. 활공은 시간 할애의 어려움, 비행장 축소, 경쟁 심화 등의 도전에 직면해 있다.
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| 활공 |
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2. 역사
조지 케일리 경의 마부가 비행한 1853년부터 라이트 형제에 이르는 반세기 동안 글라이더를 중심으로 활공기 개발이 이루어졌다. 그러나 활공 스포츠는 제1차 세계 대전 이후 베르사유 조약의 결과로 등장했다.[6] 이 조약으로 바이마르 공화국은 단좌 동력 항공기의 제조와 사용이 크게 제한되었기 때문이다. 1920년대와 1930년대에 다른 지역의 항공 조종사와 항공기 제작자들이 동력 항공기 성능을 향상시키기 위해 노력하는 동안, 독일인들은 글라이더를 설계, 개발, 비행하고 대기 중의 자연력을 사용하여 더 멀리, 더 빠르게 비행하는 방법을 발견했다. 독일 정부의 적극적인 지원으로 1937년까지 5만 명의 글라이더 조종사가 있었다.[7]
1920년 오스카 우르시누스가 바서쿠페에서 최초의 독일 활공 대회를 주최했다.[8][9] 이 대회 최고 비행은 2분 동안 지속되었으며, 2km의 세계 거리 기록을 세웠다.[9] 10년 안에 이 대회는 국제적인 행사로 발전하여 비행 시간과 거리가 크게 증가했다. 1931년 귄터 그뢴호프는 뮌헨에서 서부 체코슬로바키아의 카다니까지 폭풍 전선을 따라 272km를 비행했다.[9]
1930년대에 활공은 여러 국가로 확산되었다. 1936년 베를린 하계 올림픽에서 활공은 시범 종목이었으며, 1940년 하계 올림픽에서 정식 종목으로 채택될 예정이었다.[9] 올림피아라는 글라이더가 이 행사를 위해 독일에서 개발되었지만, 제2차 세계 대전이 발발했다. 1939년까지 주요 활공 기록은 748km의 거리 기록을 포함하여 러시아가 보유했다.[9] 전쟁 동안 유럽에서 활공 스포츠는 대부분 중단되었지만, 에리히 하르트만을 포함한 여러 독일 에이스 조종사들이 글라이더를 이용하여 비행 훈련을 시작했다.[10]
전쟁 후 활공이 올림픽으로 돌아오지 못한 이유는 글라이더 부족과 경쟁 글라이더의 단일 모델에 대한 합의 실패였다.[9] 활공과 같은 항공 스포츠의 올림픽 재도입은 국제 항공 연맹(FAI)에 의해 가끔 제안되었지만, 대중의 관심 부족을 이유로 거부되었다.[11]
올림픽 경기는 없지만, 세계 활공 선수권 대회가 있다. 첫 번째 행사는 1948년 사메단에서 열렸다.[9] 제2차 세계 대전 이후 매 2년마다 개최되었다. 현재 남녀 모두에게 개방된 6개의 클래스와 여성용 3개의 클래스, 주니어 클래스 2개가 있다.
1950년대 많은 국가에서 훈련된 조종사들이 비행을 계속하기를 원했다. 이들 중 다수는 글라이더를 설계, 제작 및 유지 관리할 수 있는 항공 공학자였다. 그들은 클럽과 제조업체를 시작했고, 그 중 많은 수가 여전히 존재한다. 미국 활공 협회의 회원은 1980년까지 1,000명에서 16,000명으로 증가했다.[12] 조종사 수 증가, 지식 및 기술 발전은 새로운 기록을 세우는 데 도움이 되었으며, 전쟁 전 고도 기록은 1950년까지 두 배로 증가했고,[9] 1964년에는 최초의 1000km 비행이 달성되었다.[13]
유리 섬유와 탄소 섬유와 같은 새로운 재료, 날개 형태와 에어포일의 발전, 전자 장치, GPS 및 개선된 기상 예측을 통해 많은 조종사들이 장거리 비행을 할 수 있게 되었다. 오늘날 550명 이상의 조종사가 1000km 이상을 비행했다.[14]
2011년 통계에 따르면, 활공의 발상지인 독일은 여전히 활공 세계의 중심지이며, 세계 글라이더 조종사의 27%를 차지했고,[15] 3개의 주요 글라이더 제조업체가 여전히 그곳에 있다. 그러나 활공을 가능하게 하는 기상 조건은 흔하며, 이 스포츠는 많은 국가에서 시작되었다. 마지막 집계에 따르면 111,000명 이상의 활성 민간 글라이더 조종사와 32,920대의 글라이더가 있었으며,[15] 미확인된 수의 군사 생도와 항공기가 있었다.
2. 1. 초기 역사
활공기 개발은 1853년 조지 케일리 경의 마부에서 1903년 라이트 형제에 이르는 반세기 동안 주로 글라이더를 중심으로 이루어졌다. (항공의 역사 참조)[6] 그러나 활공 스포츠는 제1차 세계 대전 이후에야 등장했는데, 이는 베르사유 조약의 결과였다.[6] 이 조약은 바이마르 공화국에서 단좌 동력 항공기의 제조와 사용을 심하게 제한했기 때문이다. 따라서 1920년대와 1930년대에 세계 다른 지역의 항공 조종사와 항공기 제작자들이 동력 항공기의 성능을 향상시키기 위해 노력하는 동안, 독일인들은 더욱 효율적인 글라이더를 설계, 개발, 비행하고 대기 중의 자연력을 사용하여 더 멀리, 더 빠르게 비행하는 방법을 발견했다. 독일 정부의 적극적인 지원으로 1937년까지 5만 명의 글라이더 조종사가 있었다.[7]최초의 독일 활공 대회는 1920년 바서쿠페에서 오스카 우르시누스가 주최했다.[8][9] 최고의 비행은 2분 동안 지속되었으며, 2km의 세계 거리 기록을 세웠다.[9] 10년 이내에 이 대회는 국제적인 행사로 발전하여 비행 시간과 거리가 크게 증가했다. 1931년, 귄터 그뢴호프는 뮌헨에서 서부 체코슬로바키아의 카다니 (독일어: Kaaden)까지 폭풍 전선을 따라 272km를 비행했는데, 이는 이전까지는 불가능하다고 여겨졌던 거리였다.[9]
1930년대에 활공은 많은 다른 국가로 확산되었다. 1936년 베를린 하계 올림픽에서 활공은 시범 종목이었으며, 1940년 하계 올림픽에서 정식 올림픽 종목으로 채택될 예정이었다.[9] 올림피아라는 글라이더가 이 행사를 위해 독일에서 개발되었지만, 제2차 세계 대전이 발발했다. 1939년까지 주요 활공 기록은 748km의 거리 기록을 포함하여 러시아가 보유했다.[9]
2. 2. 제1차 세계 대전과 베르사유 조약
제1차 세계 대전 이후 베르사유 조약에 의해 바이마르 공화국은 단좌 동력 항공기의 제조 및 사용이 크게 제한되었다.[6] 1920년대와 1930년대에 다른 나라들이 동력 항공기 성능 향상에 힘쓰는 동안, 독일은 글라이더를 설계, 개발, 비행하고 대기 중의 자연력을 이용하여 더 멀리, 더 빠르게 비행하는 방법을 연구했다. 독일 정부는 이를 적극 지원하여 1937년까지 5만 명의 글라이더 조종사가 있었다.[7]나치 독일이 제네바 협약을 파기하고 제2차 세계 대전을 준비하면서 글라이더 연구와 훈련은 숙련된 군용기 항공 요원의 공급원이 되었고, 이들 중에는 에이스 파일럿이 된 사람도 많았다. 에리히 하르트만을 비롯한 여러 독일 에이스 조종사들이 글라이더를 이용하여 비행 훈련을 받았다.[10]
2. 3. 1920년대 ~ 1930년대
베르사유 조약으로 인해 바이마르 공화국에서 단좌 동력 항공기의 제조 및 사용이 엄격히 제한되면서, 독일은 활공 스포츠를 발전시켰다.[6] 독일 정부의 적극적인 지원으로 1937년까지 5만 명의 글라이더 조종사가 있었다.[7]1920년, 오스카 우르시누스는 바서쿠페에서 최초의 독일 활공 대회를 개최했다.[8][9] 이 대회에서 최고의 비행은 2분 동안 지속되었으며, 2km의 세계 거리 기록을 세웠다.[9] 10년 이내에 이 대회는 국제적인 행사로 발전했으며, 비행 시간과 거리가 크게 증가했다. 1931년, 귄터 그뢴호프는 뮌헨에서 서부 체코슬로바키아의 카다니까지 272km를 비행했다.[9]
1930년대에 활공은 여러 국가로 확산되었다. 1936년 베를린 하계 올림픽에서 활공은 시범 종목이었으며, 1940년 하계 올림픽에서 정식 올림픽 종목으로 채택될 예정이었다.[9] 올림피아라는 글라이더가 이 행사를 위해 독일에서 개발되었지만, 제2차 세계 대전이 발발했다. 1939년까지 주요 활공 기록은 748km의 거리 기록을 포함하여 러시아가 보유했다.[9]
2. 4. 제2차 세계 대전 이후
1936년 베를린 하계 올림픽에서 시범 종목이었던 활공은 1940년 하계 올림픽에서 정식 종목으로 채택될 예정이었으나, 제2차 세계 대전으로 인해 올림픽에서 활공 경기가 열리지 못했다.[9] 전쟁 후 활공이 올림픽으로 돌아오지 못한 이유는 글라이더 부족과 경쟁 글라이더의 단일 모델에 대한 합의 실패였다.[9] 활공과 같은 항공 스포츠의 올림픽 재도입은 국제 항공 연맹(FAI)에 의해 가끔 제안되었지만, 대중의 관심 부족을 이유로 거부되었다.[11]올림픽 경기는 아니지만, 세계 활공 선수권 대회가 있다. 첫 번째 대회는 1948년 사메단에서 열렸으며,[9] 제2차 세계 대전 이후 2년마다 개최되고 있다. 현재 남녀 모두에게 개방된 6개의 클래스와 여성용 3개의 클래스, 주니어 클래스 2개가 있다.
1950년대에는 많은 국가에서 훈련된 조종사들이 비행을 계속하기를 원했고, 이들 중 다수는 글라이더를 설계, 제작 및 유지 관리할 수 있는 항공 공학자이었다. 그들은 클럽과 제조업체를 시작했고, 그 중 많은 수가 여전히 존재한다. 미국 활공 협회의 회원은 1980년까지 1,000명에서 16,000명으로 증가하는 등,[12] 활공 스포츠는 대중화되었다.
2. 5. 현대의 활공
1936년 베를린 하계 올림픽에서 시범 종목이었던 활공은 1940년 하계 올림픽에서 정식 종목으로 채택될 예정이었으나, 올림피아라는 글라이더가 개발되었지만 제2차 세계 대전으로 무산되었다.[9] 전쟁 후 활공이 올림픽으로 복귀하지 못한 이유는 글라이더 부족과 경쟁 글라이더 단일 모델 합의 실패 때문이었다.[9]1950년대, 훈련받은 많은 조종사들이 비행을 계속하길 원했고, 항공 공학자들은 클럽과 제조업체를 설립하여 활공과 글라이더 개발을 촉진시켰다. 미국 활공 협회 회원은 1980년까지 1,000명에서 16,000명으로 증가했다.[12] 조종사 수 증가와 기술 발전으로 1950년까지 전쟁 전 고도 기록은 두 배로 증가했고,[9] 1964년에는 최초의 1000km 비행이 달성되었다.[13]
유리 섬유와 탄소 섬유와 같은 신소재, 날개 형태와 에어포일의 발전, 전자 장치, GPS 및 개선된 기상 예측을 통해 많은 조종사들이 장거리 비행을 할 수 있게 되었다. 현재 550명 이상의 조종사가 1000km 이상을 비행했다.[14]
세계 활공 선수권 대회는 1948년 사메단에서 처음 개최된 후,[9] 제2차 세계 대전 이후 2년마다 개최되고 있다. 현재 남녀 모두에게 개방된 6개의 클래스와 여성용 3개의 클래스, 주니어 클래스 2개가 있다.
2011년 통계에 따르면, 활공의 발상지인 독일은 여전히 활공 세계의 중심지이며, 세계 글라이더 조종사의 27%를 차지하고,[15] 3개의 주요 글라이더 제조업체가 여전히 그곳에 기반을 두고 있다. 그러나 활공을 가능하게 하는 기상 조건은 흔하며, 이 스포츠는 많은 국가에서 시작되었다. 마지막 집계에 따르면 111,000명 이상의 활성 민간 글라이더 조종사와 32,920대의 글라이더가 있었으며,[15] 미확인된 수의 군사 생도와 항공기가 있었다.
3. 활공의 원리
글라이더 조종사는 글라이더 자체가 하강하는 속도보다 빠르거나 같은 속도로 상승하는 공기를 통해 비행함으로써 수 시간 동안 공중에 머물 수 있으며, 따라서 위치 에너지를 얻을 수 있다.[17]
주요 상승 기류는 열기류(따뜻한 공기의 상승 기류), 능선 양력(바람이 언덕 면을 향해 불어 올라가게 되는 곳에서 발견됨), 리 웨이브(흐르는 물 표면의 잔물결과 유사한 대기 중의 정지파)가 있다.
능선 양력은 조종사가 지형 위로 600m 이상 상승하는 것을 거의 허용하지 않지만, 열기류는 기후와 지형에 따라 평지에서 3000m 이상, 산 위에서는 훨씬 더 높이 상승할 수 있다.[17] 웨이브 양력은 글라이더가 23202m 고도에 도달하도록 했다.[18]
대한민국과 같은 일부 국가에서는 글라이더가 통제되지 않은 공역에서 구름 속으로 계속 상승할 수 있지만,[19] 많은 유럽 국가에서는 조종사가 시계 비행 규칙을 참조하여 구름 기저에 도달하기 전에 상승을 중단해야 한다.[20]
''「활공(소어링)」''이란, 정확히는, 항공기가 상승 기류에 의해 고도 또는 속도를 증가시키는 상황을 가리킨다.
3. 1. 상승 기류
글라이더는 자체 동력 없이 상승 기류를 이용하여 비행한다. 글라이더 조종사는 글라이더 자체가 하강하는 속도보다 빠르거나 같은 속도로 상승하는 공기를 통해 비행함으로써 오랜 시간 공중에 머물 수 있으며, 고도를 높일 수 있다.[17]주요 상승 기류에는 다음 세 가지가 있다.
| 상승 기류 종류 | 설명 | 추가 정보 |
|---|---|---|
| 열기류 (Thermals) | 따뜻한 공기의 상승 기류 | 기후와 지형에 따라 평지에서 3000m 이상, 산 위에서는 훨씬 더 높이 상승 가능.[17] |
| 능선 양력 (Ridge lift) | 바람이 언덕의 면을 향해 불어 올라가게 되는 곳에서 발견되는 상승 기류 | 조종사가 지형 위로 600m 이상으로 상승하는 것은 어려움.[17] |
| 리 웨이브 (산악파) (Wave lift) | 흐르는 물 표면의 잔물결과 유사한 대기 중의 정지파 | 글라이더가 23202m 고도에 도달하도록 한 기록이 있음.[18] |
대한민국과 같은 일부 국가에서는 글라이더가 통제되지 않은 공역에서 구름 속으로 계속 상승할 수 있지만,[19] 많은 유럽 국가에서는 조종사가 시계 비행 규칙을 참조하여 구름 기저에 도달하기 전에 상승을 중단해야 한다.[20]
상승 기류 외에도, 두 기단이 만나는 경계인 컨버전스 존을 이용하기도 한다. 해풍 전선과 같이 바다에서 불어오는 찬 공기가 육지의 따뜻한 공기와 만나 형성되는 경계에서 글라이더를 활공시키면, 능선 양력과 유사하게 고도를 얻을 수 있다.[112][113]
"다이내믹 소어링"이라는 기술은 수평 속도가 다른 기단의 경계를 왕복하면서 역학적 에너지를 얻는 방법이다. 하지만 이 기술은 알바트로스나 바닷새 등 바다새가 파도를 이용하여 비행하는 방법으로, 항공기인 글라이더가 안전하게 이용하기는 어렵다.
3. 1. 1. 열 상승 기류 (Thermals)
열 상승 기류(Thermals)는 햇빛에 의해 지표면이 데워지면서 형성되는 따뜻한 공기의 상승 기류이다.[17] 공기 중에 수분이 충분하면, 상승하는 공기에서 물이 응축되어 적운 구름을 형성한다.[21]
thumb humilis''를 관찰하는 경쟁자들]]
공기의 습도가 낮거나, 역전층 때문에 따뜻한 공기가 수분이 응축될 만큼 충분히 높이 상승하지 못하면, 열 상승 기류는 적운을 생성하지 않는다. 이러한 경우 구름이나 먼지 악마와 같은 시각적 단서가 없기 때문에, 조종사는 바리오미터라는 민감한 수직 속도 지시계를 사용하여 열 상승 기류를 찾아야 한다. 이 계기는 상승과 하강을 빠르게 알려주어 조종사가 열 상승 기류를 찾는 데 도움을 준다.[22] [23][24] 때로는 발전소 배기 가스나 화재와 같이 특정한 위치에서 열 상승 기류가 발견되기도 한다.[22] [23][24]
열 상승 기류를 만나면, 조종사는 글라이더를 열 상승 기류 안에 유지하기 위해 좁은 원을 그리며 비행(선회 비행)하여 고도를 높인다. 이를 "열 상승 기류 비행"이라고 한다. 장거리 비행을 하는 글라이더 조종사는 '돌핀' 기법을 사용하기도 한다. 돌핀 기법은 상승 기류에서는 속도를 늦추고, 상승하지 않는 공기에서는 속도를 높여 파동 비행 경로를 따르는 방식이다. 이를 통해 조종사는 선회하는 데 시간을 들이지 않고도 먼 거리에 걸쳐 고도 손실을 최소화할 수 있다. 상승률은 조건에 따라 다르지만, 초당 여러 미터의 비율이 일반적이며 플랩이 장착된 글라이더로 최대화할 수 있다.
열 상승 기류는 바람이나 지형의 영향으로 선형으로 형성되어 구름 거리를 만들기도 한다. 구름 거리가 형성되면 조종사는 지속적인 상승 기류에서 상승하면서 직선으로 비행할 수 있다.[22]
열 상승 기류 비행은 가열된 상승 기류가 필요하므로, 봄부터 늦여름까지 중위도 지역에서 가장 효과적이다. 겨울에는 태양열이 약해 열 상승 기류가 약하게 형성되지만, 이 기간에도 능선 양력과 리 웨이브를 이용할 수 있다.[21]
3. 1. 2. 능선 상승 기류 (Ridge lift)
능선 활공 조종사는 바람이 언덕 측면으로 불 때 생기는 상승 기류를 이용한다. 경사면이 태양을 향할 때는 열기류에 의해 상승 기류가 더 강해진다.[6][24]
글라이더는 능선 상승으로는 그 지형으로부터 600m 이상 높이 올라가는 경우는 거의 없다.
바람이 계속 일정하게 부는 능선에서는 무한정에 가깝게 체공할 수 있지만, 체공 시간 기록에 도전하는 것은 피로의 한계에 도전하는 위험한 행위와 같다.[25]
3. 1. 3. 산악파 (Wave lift)
산악파는 1933년 글라이더 조종사 볼프 히르트가 발견한, 산맥을 넘어가는 바람에 의해 발생하는 강력한 상승 및 하강 공기 흐름이다.[9] 글라이더는 이러한 파동을 이용하여 높은 고도까지 상승할 수 있지만, 조종사는 저산소증을 피하기 위해 보조 산소를 사용해야 한다.[24]산악파는 바람과 수직으로 놓인 길고 정적인 렌즈 구름 (렌즈 모양) 구름을 형성하는 경우가 많다.[6] 2018년 9월 2일 아르헨티나 엘 칼라파테 상공에서 짐 페인과 팀 가드너는 산악파를 이용하여 고도 기록(비준 예정)을 세웠으며, 이들은 압력복을 착용했다.[18] 클라우스 올만이 2003년 1월 21일에 세운 세계 거리 기록[26] 역시 남아메리카의 산악파를 이용하여 비행한 것이다.
3. 2. 기타 상승 기류
해풍 전선 등 두 기단이 만나는 경계는 수렴대라고 불리며, 이곳에서도 상승 기류가 발생할 수 있다.[28][112] 해풍 전선에서는 차가운 바다 공기가 육지에서 오는 따뜻한 공기와 만나 얕은 한랭 전선과 같은 경계를 만든다. 글라이더 조종사들은 이 경계를 따라 비행하여 고도를 높일 수 있는데, 이는 마치 육지 능선에서 상승 기류를 타는 것과 비슷하다.[24][113] 수렴대는 상당한 거리에서 발생할 수 있으므로, 글라이더는 상승하면서 거의 직선 비행을 할 수 있다.[24]동적 비행은 서로 다른 수평 속도를 가진 기단 사이의 경계를 반복적으로 가로지르며 운동 에너지를 얻는 비행 방식이다.[22] 그러나 이러한 높은 풍속 경사 구역은 일반적으로 글라이더가 안전하게 사용할 수 없을 정도로 지면과 너무 가깝다.[22] 알바트로스나 바닷새 등 바다새가 [https://www.youtube.com/watch?v=ViTC-bHgqOA 파도를 이용하여 이 비행 방법]을 사용하지만, 글라이더에는 부적합하다.
4. 활공기의 발항 방법
활공기는 자체 동력으로 이륙할 수 있는 엔진이 없거나, 있더라도 충분하지 않은 경우가 많다. 따라서 다양한 방법을 사용하여 이륙한다. 활공기 조종사는 각 발항 방법에 대한 최신 기술을 숙지하고 있어야 하며, 발항 방식에 따라 특정 훈련을 필요로 한다. 미국과 같은 일부 국가에서는 항공기 예인과 지상 발사 방식의 기술적 차이가 커서 면허 규칙에서 이를 구분하기도 한다.[29][30]
4. 1. 항공기 예인 (Aerotowing)
에어로토잉은 동력 항공기가 토잉 로프로 글라이더를 연결하는 방식이다. 일반적으로 단발 경비행기 또는 모터 글라이더가 사용된다. 토잉 항공기는 글라이더를 조종사가 요청한 고도와 위치로 이동시키고, 그곳에서 글라이더 조종사가 토잉 로프를 해제한다.[31] 이때 토잉 항공기나 글라이더의 항공기 골격에 손상을 주지 않도록 약한 연결 고리가 로프에 장착되는데, 극한 하중 조건에서 글라이더나 비행기의 어떤 부분보다 먼저 끊어지도록 설계된다.[32]
에어로토잉 중, 글라이더 조종사는 토잉 항공기의 와류 바로 아래의 "로우 토우" 위치 또는 와류 바로 위의 "하이 토우" 위치에서 글라이더를 토잉 항공기 뒤에 유지한다.[33] 호주에서는 로우 토우 방식이 일반적이며, 미국과 유럽에서는 하이 토우가 주로 사용된다. 드물게 한 토잉 항공기에 두 대의 글라이더를 연결하는 방식도 있는데, 하이 토우 글라이더에는 짧은 로프를, 로우 토우 글라이더에는 긴 로프를 사용한다. 현재 기록은 한 번의 에어로토잉에 9대의 글라이더를 연결한 것이다.[34]
4. 2. 윈치 발사 (Winch launching)
글라이더는 종종 무거운 차량에 장착된 고정식 지상 기반 윈치를 사용하여 발사된다.[31] 이 방법은 많은 유럽 클럽에서 널리 사용되며, 종종 항공기 예인 서비스와 함께 사용된다. 엔진은 일반적으로 LPG, 휘발유 또는 디젤로 구동되지만, 유압유 엔진 및 전기 모터도 사용된다. 윈치는 글라이더에 부착된 고장력 강선 또는 합성 섬유로 만들어진 1000m~2500m 케이블을 당긴다. 케이블은 짧고 가파른 상승 후 케이블 길이의 약 35% 높이에서 해제된다.[31] 강한 정면 풍은 더 높은 발사 결과를 낳는다.
윈치 발사는 항공기 예인보다 훨씬 저렴하며 더 높은 발사 빈도를 허용한다. 윈치는 또한 비행장 모양이나 소음 제한으로 인해 항공기 예인을 사용할 수 없는 장소에서도 사용할 수 있다. 윈치로 얻는 고도는 일반적으로 항공기 예인보다 낮으므로 조종사는 케이블에서 해제된 직후 양력을 찾아야 한다. 그렇지 않으면 비행이 짧아진다. 윈치 발사 중 케이블이나 약한 링크[35]가 끊어지는 것은 조종사가 훈련을 받는 가능성이다.[31][36]
4. 3. 자동차 예인 (Auto-tow)
자동차 예인(Auto-tow)은 활공기 발사 방법 중 하나로, 최근에는 거의 사용되지 않는다.[31] 직접 오토토우 방식은 단단한 표면과 긴 강철 케이블로 글라이더와 연결된 강력한 차량을 필요로 한다. 케이블의 여유분을 부드럽게 제거한 후, 운전자가 빠르게 가속하면 글라이더가 빠르게 상승하여 약 400m까지 올라갈 수 있다. 특히 좋은 정면 풍과 1.5km 이상의 활주로가 있다면 더욱 효과적이다. 이 방법은 사막의 마른 호수에서도 사용되었다.[37]직접 오토토우의 변형 방식은 "역 풀리(reverse pulley)" 방법으로 알려져 있다. 이 방법에서는 트럭이 발사될 글라이더를 향해 운전한다. 케이블은 비행장의 반대편 끝에 있는 도르래 주위를 지나가며, 마치 윈치 발사와 유사한 효과를 낸다.[31]
4. 4. 번지 발사 (Bungee launch)
번지 발사는 활공 초기에 널리 사용되었으며, 때때로 활공기는 튼튼한 여러 가닥의 고무 밴드 또는 "번지"를 사용하여 완만하게 경사진 언덕 꼭대기에서 강한 바람 속으로 발사된다.[38] 이 발사 방식에서는 활공기의 주 바퀴가 작은 콘크리트 홈에 놓인다. 윈치 발사에 일반적으로 사용되는 후크는 대신 번지 중앙에 부착된다. 그런 다음 각 끝을 3~4명이 당긴다. 한 그룹은 약간 왼쪽으로, 다른 그룹은 오른쪽으로 달린다. 번지의 장력이 충분히 높아지면 활공기가 풀리고 활공기 바퀴가 홈에서 튀어 나온다. 활공기는 땅에서 이륙하여 언덕에서 멀리 날아가기에 충분한 에너지를 얻는다.[1]고무삭 발항은 글라이더 초창기의 방법이지만, 완만한 경사면의 언덕 꼭대기에서 강한 바람을 향해 발항시킬 때에는, 때때로 현재에도 이용될 때가 있다. 고무삭은 여러 줄의 고무 밴드 묶음으로, "번지"라고도 불린다.[121]
고무삭 발항에서는, 글라이더의 주차륜을 작은 콘크리트제 홈 안에 넣어두고, 고무삭의 중앙부를 윈치 견인용 후크에 건다. 고무삭의 양쪽 끝에는 각각 3~4명이 붙어, 좌우로 나뉘어 약간 비스듬히 잡아당긴다. 고무삭의 장력이 충분히 높아지면, 파일럿은 브레이크를 풀고, 차륜은 홈에서 튀어나오고, 글라이더는 마침 이륙할 수 있을 정도의 에너지를 얻어 언덕에서 날아오르게 된다.
5. 크로스컨트리 비행
글라이더의 성능이 향상되면서, 회전 지점을 통해 코스를 비행하고 시작 지점으로 돌아오는 크로스컨트리 비행이 일반화되었다.[42] 초기에는 지상 관찰자들이 조종사의 회전 지점 통과를 확인했지만, 이후에는 조종사가 직접 사진을 찍어 제출했다.[127] 현대에는 위성 항법 시스템을 이용한 위성 항법 시스템 비행 기록 장치가 탑재되어 자동으로 위치를 기록하고 회전 지점 도달을 증명한다.[46][47]
글라이더 조종사들은 장거리 비행뿐만 아니라 대회에서 속도 경쟁을 벌인다.[43] 대회는 보통 1주에서 2주 이상 진행되며, 가장 빠른 속도로 코스를 완주하거나, 날씨가 좋지 않을 경우 가장 멀리 비행한 조종사가 우승한다.[44][45]
하지만 글라이딩 대회는 여러 가지 이유로 대중의 관심을 받지 못했다. 안전 문제로 인해 모든 글라이더가 동시에 출발할 수 없어 개별 출발 방식을 채택하고, 경기 시간 대부분 동안 관람객이 글라이더를 볼 수 없으며, 채점 방식이 복잡하여 TV 중계가 어렵기 때문이다.[48] 이러한 문제점을 해결하기 위해 그랑프리 형식이 도입되었다.[49] 그랑프리 형식은 소수의 글라이더 동시 출발, 조종석 카메라, 원격 측정, 여러 회로 구성, 간소화된 채점 등을 특징으로 한다.
온라인 콘테스트라는 분산형 인터넷 기반 대회도 존재하며, 조종사들이 GPS 데이터 파일을 업로드하여 비행 거리를 기준으로 자동 채점하는 방식이다.[41]
폴 맥크레디는 Wolfgang Späte가 1938년에 처음 기술한 장거리 활공 시 비행 속도 최적화 이론인 맥크레디 이론(MacCready theory)을 발전시킨 것으로 알려져 있다.[50] 이 이론은 열의 강도, 글라이더 성능 등을 고려하여 열 사이의 최적 순항 속도를 계산한다. 맥크레디 이론에 따르면, 조종사가 열 사이를 더 빨리 비행하면 다음 열에 더 빨리 도달하지만, 더 빠른 속도에서는 글라이더가 더 빠르게 하강하므로 고도 회복에 더 많은 시간을 할애해야 한다. 따라서 순항과 선회 사이의 최적 절충안을 찾는 것이 중요하다.[22] 대부분의 경쟁 조종사들은 맥크레디 이론을 활용하여 평균 속도를 최적화한다.
강한 양력이 예상되는 날에는 조종사들이 날개와 핀의 탱크나 백에 물 밸러스트를 싣고 비행하여 활공기의 성능을 높인다. 밸러스트는 활공기가 더 빠른 속도에서 최상의 양력 대 항력비(L/D)를 얻게 하지만, 열에서의 상승률을 늦추는 단점이 있다. 그러나 양력이 강하면 이러한 단점은 상쇄되므로 조종사는 평균 속도를 향상시킬 수 있다.[22]
6. 활공 대회
세계 활공 선수권 대회는 올림픽 종목을 대체하는 대회이다. 1937년 독일 바서쿠페에서 처음 개최되었으며, 제2차 세계 대전 이후에는 2년마다 열리고 있다.[95] 이 대회에는 남녀 구분 없는 오픈 종목 6개, 여성 종목, 주니어 종목 2개를 합쳐 총 9개 종목이 있다.
글라이더의 성능은 양력과 항력의 비율(양항비, L/D)로 알 수 있는데, 최신 기체는 이 비율이 44:1에서 70:1 정도이다. 이러한 글라이더는 상승 기류를 이용해 장거리를 고속으로 비행할 수 있다.[122] 1,000km 비행 시 평균 속도 기록은 169.7km/시이다.[123] 북유럽처럼 조건이 좋지 않은 곳에서도 숙련된 파일럿들은 매년 수백 명이 500km 이상을 비행한다.[124]
1960년대 이후 글라이더 성능이 향상되면서,[125] "편도 비행으로 최대한 멀리" 가는 것보다는 계획된 코스를 돌아 출발지로 복귀하는 비행이 일반적이다. 속도 경쟁이 도입되어 가장 빠른 파일럿이 승리하며, 완주하지 못할 경우 가장 멀리 비행한 사람이 승리한다. 경기 거리는 최대 1,000km이며,[126] 평균 속도 120km/시는 흔한 기록이다.
과거에는 지상 감시원이 글라이더의 선회점 통과를 확인하고, 파일럿은 사진을 증거로 제출했다. 그러나 현재는 GNSS 플라이트 레코더가 GPS 위성 위치 정보를 기록한다.[127] 전국 대회는 1주일, 세계 선수권 대회는 2주 이상 진행되며, 누적 점수가 가장 높은 파일럿이 승리한다.
하지만 글라이더 경기는 대중의 주목을 받기 어렵다. 다수의 글라이더 동시 출발은 위험하여 개별 출발을 하고, 관람객이 글라이더를 볼 수 있는 시간도 짧으며, 채점 방식도 복잡하기 때문이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 소수 기체의 동시 출발, 여러 번 회전하는 경기 방식, 단순화된 채점 방식을 도입한 그랑프리 경기 방식이 고안되었다.[128]
또한, 인터넷을 이용한 온라인 콘테스트도 있다.[129] 파일럿이 GPS 데이터를 업로드하면 비행 거리가 자동 채점되는 방식이다. 2006년에는 전 세계 7,800명의 파일럿이 참가했다.[130]
7. 곡예 비행
글라이더를 이용한 곡예 비행도 이루어지며, 세계 및 유럽 선수권 대회가 개최된다.[61] 이 유형의 경기에서 조종사들은 뒤집힌 비행, 루프, 롤, 그리고 다양한 조합등의 기동 프로그램을 수행한다. 각 기동에는 "K-Factor"라고 하는 등급이 있으며,[62] 기동을 완벽하게 수행하면 최대 점수가 부여되고, 그렇지 않으면 점수가 삭감된다. 효율적인 기동을 통해 사용 가능한 고도로 전체 프로그램을 완료할 수도 있다. 우승자는 가장 높은 점수를 얻은 조종사이다.[63]
8. 활공의 위험성 및 안전
행글라이더와 패러글라이더에 비해 글라이더는 조종사를 튼튼한 구조로 감싸고 착륙 시 충격을 흡수하는 착륙 장치를 갖추고 있어 비교적 안전하다.[145] 하지만 몇 가지 위험 요소가 존재하며, 매년 몇 건의 치명적인 사고가 발생한다.[65] 사고의 대부분은 조종사의 부주의로 인해 발생한다.[145]
특히 글라이더 간 공중 충돌 위험이 있는데, 이는 여러 조종사가 동일한 상승 기류 구역을 선택하여 비행할 때 발생할 수 있다.[148] 이러한 위험을 방지하기 위해 조종사는 항공 규칙을 준수하고 주의를 기울여야 하며, 보통 낙하산을 착용한다.
유럽 여러 국가와 호주에서는 글라이더 간 공중 충돌을 방지하기 위해 FLARM 경고 시스템 사용을 의무화하고 있다.[149][67] 일부 최신 글라이더에는 충돌 후 항공기 안정을 위한 탄도 비상 낙하산이 장착되어 있다.[68]
안전을 위한 훈련과 행동 기준이 실시되고 있지만,[147] 위험성은 여전히 남아있다.[146]
9. 활공 관련 단체 및 규정
국제항공연맹(FAI)과 각국의 활공 협회, 지역 활공 클럽 등이 활공 스포츠를 관장하고 규제한다.[54] 조종사 자격, 글라이더 기체 검사 등에 대한 규정이 있다.
많은 국가에서 활공은 국가 활공 협회를 통해, 그리고 지역 활공 클럽을 통해 규제된다. 규제의 상당 부분은 안전과 훈련에 관한 것이다.[74] 많은 클럽에서 신규 조종사를 위한 훈련을 제공한다. 학생은 이중 조종 장치가 장착된 2인승 글라이더를 사용하여 교관과 함께 비행한다. 교관은 처음 이륙과 착륙을 수행하며, 일반적으로 뒷좌석에서 하지만, 그 외에는 학생이 단독 비행에 필요한 기술과 비행술을 갖추었다고 판단될 때까지 조종 장치를 조작한다.[74] 시뮬레이터 또한 특히 악천후 시에 훈련에 사용되기 시작했다.[75]
첫 단독 비행 후, 글라이더 조종사는 소속 비행장 활공 범위 내에서 비행해야 한다. 단독 비행 외에도, 학생이 글라이더를 타고 장거리 비행을 할 수 있고, 더 어려운 기상 조건을 다룰 수 있을 때까지 교관과 함께 비행을 한다. 장거리 비행은 소속 비행장에서 멀리 떨어진 곳에서 상승 기류를 찾고, 항해하고, 필요시 들판에 착륙할 수 있는 충분한 경험이 있을 때 허용된다. 대부분의 국가에서 조종사는 규정, 항법, 무선 사용, 기상, 비행 원리 및 인적 요인에 대한 필기 시험을 치러야 한다.[76]
조종사 규제 외에도, 글라이더는 매년 검사를 받고, 미리 정해진 비행 시간을 초과한 후에도 검사를 받는다. 각 글라이더에 대해 최대 및 최소 탑재량도 정의되어 있다. 대부분의 글라이더가 동일한 안전 사양으로 설계되었기 때문에, 낙하산을 고려한 조종사의 최대 허용 체중은 일반적으로 103kg이다. 또한, 일반적인 글라이더의 조종석에 안전하게 탑승할 수 있는 가장 키가 큰 조종사(193cm)에 대한 제한도 있다.[77]
1920년대부터 배지 수여를 통해 활공의 업적을 기념해 왔다.[52][53] 첫 단독 비행과 같은 낮은 단계의 배지에 대해서는 각 국가의 활공 연맹이 자체 기준을 설정한다. 일반적으로 청동 배지는 정확한 착륙과 목격된 비행을 포함하여 크로스컨트리 비행 준비를 보여준다. 상위 배지는 국제항공연맹(FAI)의 활공 위원회에서 정한 기준을 따른다.[54]
FAI의 스포츠 규정은 거리(km)와 획득한 고도(m)로 정의된 배지에 대한 주장을 검증하기 위한 관찰자 및 기록 장치의 규칙을 정의한다.[55]
10. 활공의 미래와 과제
FAI 회장에 따르면, 스포츠로서의 활공은 앞으로 몇 년 동안 여러 도전에 직면해 있다.[78]
| 문제점 | 설명 |
|---|---|
| 참가자의 여가 시간 제약 | 활공은 보통 하루 종일 걸리는 활동이어서, 많은 사람들이 시간을 내기 어렵다. 그 결과, 글라이더 조종사의 평균 연령이 높아지고 있다.[79][80] |
| 비행 장소 부족 | 일부 국가에서 주택 건설을 위한 토지 수요 증가로 소규모 비행장이 위협받고 있다. 다른 일반 항공 활동에도 사용될 수 있어, 활공 활동을 추가하기 어려울 수 있다.[81] 유럽 국가에서는 민간 항공의 성장으로 통제되지 않은 비행 구역이 줄고 있다.[82] 미국에서는 보안 요구 사항과 도시 주변의 통제된 비행 구역 증가로 비행 장소에 영향을 주고 있다. |
| 다른 에어 스포츠와의 경쟁 | 행글라이딩과 패러글라이딩과 같이 잠재적인 글라이더 조종사를 유치할 수 있는 더 다양한 유사 스포츠가 있다.[80] |
| 홍보 부족 | 텔레비전이나 대중적인 출판물에 보도되지 않아, 많은 사람들이 활공을 스포츠로 인식하지 못한다. 엔진 없이 비행하는 것이 어떻게 가능하고 안전한지에 대한 이해도 부족할 수 있다.[83][84] |
| 비용 상승 | 연료 및 보험 비용 상승, 새로운 무전기 또는 트랜스폰더와 같은 장비를 요구하는 규제로 인해[85][86] 활공 비용이 증가했다. 하지만 엔진과 연료를 지속적으로 사용하지 않기 때문에 여전히 전통적인 동력 비행보다는 저렴하다. |
11. 기타 항공 스포츠와의 비교
활공과 가장 밀접한 관련이 있는 두 가지 항공 스포츠는 행글라이딩과 패러글라이딩이다. 이 세 스포츠 모두 상승 기류에 의존한다.[87] 주된 차이점은 행글라이더와 패러글라이더 모두 조종사의 발을 착륙 장치로 사용하는 더 단순하고, 덜 정교하며, 더 저렴한 항공기라는 것이다.[87] 모든 패러글라이더와 대부분의 행글라이더는 조종사 주변에 보호 구조가 없다. 그러나 기본 글라이더와 정교한 행글라이더 사이의 경계는 점점 더 모호해지고 있다. 예를 들어, 행글라이더는 일반적으로 프레임 위에 모양을 낸 천으로 된 날개를 사용하지만, 강성 날개와 3축 제어 장치를 갖춘 행글라이더도 사용할 수 있다. 전형적인 행글라이더의 낮은 비행 속도와 낮은 활공비는 현대 글라이더보다 더 짧은 크로스컨트리 거리를 비행한다는 것을 의미한다. 패러글라이더는 더 기본적인 기체이다. 역시 발로 이륙하지만, 날개는 일반적으로 프레임이 없고 공기의 흐름과 압력에 의해 모양이 만들어진다.[88] 패러글라이더의 비행 속도와 활공비는 일반적으로 전형적인 행글라이더보다 훨씬 낮으므로 크로스컨트리 비행 거리가 더 짧다. 무선 조종 글라이더는 주로 능선 비행을 위해 글라이더의 축소 모형을 사용하지만, 열기류 모형 항공기도 사용된다.[89]
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