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위그선

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목차

1. 개요

위그선은 수면 효과를 이용하여 비행하는 선박으로, 1930년대에 처음 개발되었다. 초기에는 소련을 중심으로 군사적 목적으로 연구되었으며, 이후 독일, 미국, 한국, 일본 등 여러 국가에서 개발이 진행되었다. 위그선은 항공기보다 연료 효율이 좋고, 기존 선박보다 빠른 속도로 운행할 수 있으며, 높은 파도에서도 운항이 가능하다는 장점이 있다. 하지만, 이륙 시 물과의 상호작용으로 인한 문제, 높은 파도에서의 안정성 문제, 그리고 경제성 문제 등으로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있다. 국제해사기구(IMO)는 위그선을 운행 방식에 따라 세 가지 유형으로 분류하고 있으며, 현재 법적 분류 및 규제에 대한 논의가 진행 중이다.

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위그선
개요
펠리컨 화물기
보잉 펠리컨 화물기
유형항공기
다른 이름WIG선 (Wing In Ground-effect vehicle)
설명지면 효과를 이용하여 수면 또는 지면 위를 매우 낮은 높이로 비행하는 선박 또는 항공기.
작동 원리
지면 효과날개와 지면 사이의 공기 흐름 변화를 이용하여 양력을 증가시키고 항력을 감소시키는 현상.
특징
장점높은 연료 효율
빠른 속도
선박과 항공기의 장점 결합
단점낮은 비행 고도 제한
해상 조건에 민감
안정성 문제
역사
초기 개발1920년대
주요 개발 국가소련
대표적인 기체KM
루니
활용
군사초계
수송
상륙 작전
민간여객 운송
화물 운송
해상 구조
관련 기술
공기역학양력
항력
받음각
참고
관련 용어에크라노플란
지면 효과

2. 역사

1930년 핀란드의 기술자 카아리오(Kaario)가 처음으로 위그선 개념을 고안했다. 1960년대에는 소련의 로스티슬라프 알렉세예프와 독일의 알렉산더 리피쉬가 독립적으로 위그선을 개발했는데, 이들의 영향은 오늘날 대부분의 위그선에서 찾아볼 수 있다.

1920년대 조종사들이 착륙 중 활주로 표면에 가까워질수록 비행 효율이 높아지는 '지면 효과' 현상이 알려졌다. 1934년 미국 전미 항공 자문 위원회(NACA)는 관련 프랑스 연구를 번역한 기술 메모 771을 발행했다.[16] 알렉산더 그레이엄 벨의 수중익선 HD-4도 지면 효과를 이용했다.[12]

1980년대 이후 위그선은 주로 레저 및 민간 여객 시장을 겨냥한 소형 선박으로 설계되었다. 독일, 러시아, 미국이 주도했으며, 오스트레일리아, 중국, 일본, 대한민국, 대만에서도 개발이 이루어졌다.

자동 제어 및 항법 시스템도 개발되었는데, 낮은 고도 비행을 위한 고정밀 고도계와 기상 조건 의존성을 줄이는 기술이 포함된다. "위상 전파 고도계"가 이 분야에서 주로 선택되었다.[23]

호버윙


Universal Hovercraft는 플라잉 호버크래프트 시제품을 1996년에 처음 비행시켰고,[26] 1999년부터 호버윙이라는 지면 효과 호버크래프트 설계도, 부품 등을 제공해왔다.[27]

2010년 9월, 이란은 바바르 2 2인승 GEV 3개 비행대대를 배치했다. 기관총과 감시 장비를 탑재하고 레이더 반사 신호를 줄이는 기능이 있었다.[28] 2014년 10월 위성 사진에는 엔진 2개를 가진 무장 없는 바바르 2가 이란 남부 조선소에 있는 모습이 포착되었다.[29]

싱가포르 Wigetworks는 로이드 선급 인증을 받았다.[1] 2011년 3월 31일, AirFish 8-001은 싱가포르 선박 등록에 등록된 최초의 GEV 중 하나가 되었다.[30]

버트 루탄(2011년),[32] 코롤레프(2015년)도[33] GEV 프로젝트를 선보였다.

한국에서는 윙쉽 테크놀로지가 50인승 여객 GEV WSH-500을 개발, 시험했다.[34]

에스토니아 Sea Wolf Express는 2019년 러시아산 에크라노플란으로 헬싱키-탈린 간 87km 구간 30분 운행 서비스를 계획했다.[35]

2021년 브리타니 페리는 영국 해협 횡단 서비스에 REGENT 지면 효과 선박 "시글라이더" 사용을 검토한다고 발표했다.[37] 서던 에어웨이스 익스프레스도 플로리다 동부 해안 운항 목적으로 시글라이더를 확정 주문했다.[39][40]

2022년 중반, 미국 방위고등연구계획국(DARPA)는 Liberty Lifter 프로젝트를 시작했다. 이 프로그램은 6500nmi 이상으로 90톤을 수송하고, 지상 기반 유지보수 없이 해상 운용하며, 저비용 재료를 사용하는 것을 목표로 한다.[41][42][43]

2024년 5월, 오션 글라이더는 뉴질랜드 목적지 간 25대 REGENT 시글라이더 운용을 위해 7억 달러 규모 거래 중 1억 4500만 달러 조달 계약을 체결했다.[44]

항공기에서 고도가 주 날개 폭의 절반 정도가 되면 날개 끝 와류 발생이 억제되어 유도 항력이 작아지고, 결과적으로 유효 받음각이 커져 양력이 증가한다. 이를 지면 효과라고 하며, 이 효과를 적극 이용한 것이 지면 효과익기이다. 기본 비행 원리는 일반 항공기와 유사하지만, 지면에서 멀어질수록 양력 이득이 줄어들어 비행 고도는 주 날개 폭에 의해 제한된다.

2. 1. 초기 개발

1930년 핀란드의 기술자 카아리오(Kaario)는 처음으로 위그선의 개념을 고안했다.[23] 1960년대에는 소련의 로스티슬라프 알렉세예프와 독일의 알렉산더 리피쉬가 독자적으로 위그선을 개발했다. 알렉세예프는 선박 설계, 리피쉬는 항공 엔지니어로서의 경험을 바탕으로 연구를 진행했다. 이 두 사람의 영향은 오늘날 대부분의 위그선에서 찾아볼 수 있다.[23]

알렉세예프는 수중익선 연구소(The Central Hydrofoil Design Bureau (CHDB))를 이끌며 러시아의 지면 효과 익기 개발을 주도했다. 군사적 유용성을 인정받아 니키타 흐루쇼프 정권의 지원을 받아 연구를 진행했고, "카스피해의 괴물"이라 불린 에크라노플란을 개발했다. 1966년에는 550톤급 대형 에크라노플란이 건조되었다.[23]

독일의 리피쉬는 미국 콜린스 라디오 사(Collins Radio Company)의 의뢰를 받아 지면 효과 익기 X-112를 개발했다. X-112는 반전된 델타 익과 T자형 미익을 가진 혁신적인 기체였으나, 콜린스는 개발 계획을 중단하고 특허를 독일의 라인 항공 공장(Rein Flugzeugbau (RFB))에 매각했다.[46]

알렉세예프 밑에서 일하던 기술자 귄터 예르크(Günter Jörg)는 독일에서 예르크(Jörg)라는 이름의 지면 효과 익기 시리즈를 개발했다. 이 기체는 탠덤 익 배치의 기체로, 구조가 간단하고 비용이 저렴했지만, 판매 문제로 양산되지는 못했다.[47]

2. 2. 소련/러시아

소련은 1960년대부터 군사적 목적으로 위그선(에크라노플란) 개발을 시작했다. 로스티슬라프 알렉세예프가 이끌던 소련 중앙 수중익선 설계국은 소련 지도자 니키타 흐루쇼프의 지원을 받아 위그선 개발을 주도했다. 1976년, 미국 첩보위성은 카스피해에서 시속 550km으로 저고도 비행하는 소련의 위그선 '카스피해 괴물'을 포착했다.[61]

비행 중인 ''룬''급 에크라노플란의 예술가 컨셉


1970년대에 개발된 바르티니 베리에프 VVA-14


베리에프 Be-2500 컨셉 항공기 모형


1979년부터 1992년까지 소련 해군은 125톤급 A-90 ''오르료노크''를 운용했다.[14] 1987년에는 400톤급 ''룬''급 ''에크라노플란''이 대함 미사일 발사 플랫폼으로 제작되었다.

소련 붕괴 이후, 니즈니노브고로드의 볼가 조선소에서 비군사적 용도의 소형 ''에크라노플란'' 개발이 진행되었다.[14] CHDB는 1985년에 8인승 볼가-2를 개발했고, Technologies and Transport는 앰피스타라는 소형 버전을 개발하고 있다.

2. 3. 독일

알렉산더 리피쉬는 미국의 콜린스 라디오 사의 의뢰로 X-112를 개발했다. X-112는 반전된 델타 익(전진익에 가까운)과 T자형 미익을 가진 혁신적인 날개 배치의 기체였다.[46] 이 설계는 비행 시의 안정성이 좋고, 지면 효과를 효율적으로 이용할 수 있다는 것이 확인되었지만, 콜린스는 개발 계획을 중단하고 그 특허를 독일의 라인 항공 공장(Rhein Flugzeugbau (RFB))에 매각했다. RFB는 리피쉬의 설계를 발전시켜 X-113과 6인승 X-114를 개발했다.[17]

비행 중인 Rhein-Flugzeugbau X-114


하노 피셔(Hanno Fischer)는 RFB로부터 사업을 인수하여 자신의 회사인 피셔 플루크메카니크(Fischer Flugmechanik)를 설립하여 에어피쉬 3(Airfisch 3), FS-8 등을 개발했다.[46] 에어피쉬 3는 2인승, FS-8은 6인승이었다. FS-8은 플라이트쉽(Flightship)이라는 싱가포르-호주 합작 회사를 위해 개발될 예정이었다.[18]

SAAF 박물관, 포트 엘리자베스, 남아프리카 공화국에 위치한 탠덤 플레어크래프트 Skimmerfoil Jörg IV.
(이후 박물관에서 제거됨)


귄터 예르크(Günther Jörg)는 탠덤 익 배치의 예르크(Jörg) 시리즈를 개발했다.[47] 이 기체는 구조가 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있었지만, 여러 문제로 양산되지는 못했다. 30년 이상 동안 요르크는 다양한 크기와 재료로 15개의 탠덤 에어포일 플레어보트를 제작하고 테스트했다.

다음은 약 10년의 연구 개발 기간을 거쳐 제작된 탠덤 에어포일 플레어보트(TAF) 유형이다.

TAF 유형설명
TAB VII-3독일 다름슈타트 공과대학교의 Akaflieg에서 제작된 최초의 유인 탠덤 W.I.G 타입 요르크
TAF VII-5두 번째 유인 탠덤 에어포일 플레어보트, 나무로 제작된 2인승
TAF VIII-1유리 섬유 강화 플라스틱(GRP) 및 알루미늄으로 제작된 2인승 탠덤 에어포일 플레어보트. 이전 Botec 회사에서 6대의 플레어보트 소규모 시리즈 생산.
TAF VIII-2전체 알루미늄으로 제작된 4인승 탠덤 에어포일 플레어보트(2대) 및 GRP로 제작(3대)
TAF VIII-3알루미늄과 GRP 부품을 결합하여 제작된 8인승 탠덤 에어포일 플레어보트
TAF VIII-4알루미늄과 GRP 부품을 결합하여 제작된 12인승 탠덤 에어포일 플레어보트
TAF VIII-3B탄소 섬유 복합재 구조로 제작된 6인승 탠덤 에어포일 플레어보트



더 큰 개념으로는 25인승, 32인승, 60인승, 80인승 및 여객기 크기까지 있다.

두이스부르크-에센 대학교는 ''호버윙''(Hoverwing) 개발을 위한 연구 프로젝트를 지원하고 있다.[21]

2. 4. 미국

1934년 미국 전미 항공 자문 위원회(National Advisory Committee for Aeronautics)는 "항공기의 이착륙 시 지면 효과"라는 기술 메모 771을 발행했는데, 이는 이 주제에 대한 프랑스 연구 요약의 영어 번역본이었다.[16]

1950년대에 미국 해군은 지면 효과의 산물인 램 효과로 작동하는 대잠수함 선박에 대한 조사를 진행했다. RAM-2로 지정된 이 프로젝트는 초기 냉전 시기 동안 진행되었는데, 10년 이상 지난 후, 제너럴 다이내믹스(General Dynamics)는 지면 효과를 갖춘 쌍동선 선박을 설계하고 특허를 출원했다.[16]

펠리컨 프로젝트(Pelican Project)는 대형 군사용 위그선 개발 사업이다.

2022년 중반경, 미국 방위고등연구계획국(DARPA)는 Liberty Lifter 프로젝트를 시작했다. 이 프로그램은 6500nmi 이상으로 90톤을 수송하고, 지상 기반 유지보수 없이 해상에서 운용하며, 모두 저비용 재료를 사용하는 것을 목표로 한다.[41][42][43]

2. 5. 대한민국

1993년, 한국과 러시아 간 과학기술 교류사업을 통해 러시아의 위그선 기술이 국내에 도입되었다.[62] 2001년에는 한국해양연구원과 벤처기업 ㈜인피니티가 공동 개발한 4인승 위그선 시운전에 성공했다.[62]

2007년 7월 28일, 한국해양연구원 해양시스템안전연구소가 설계하고 ㈜한국화이바가 제작한 6인승 위그선이 경상남도 고성군 당항포 대첩축제 개막식에서 일반에 공개되었다.[66] 이 위그선은 길이 12.5m, 너비 10.5m, 높이 4m, 최고 시속 120km로, 20인승 위그선의 시험 모델이었다.[66]

2000년대 중반부터 대한민국 정부는 2012년 실용화를 목표로 대형 위그선 개발을 추진했으나, 경제성 문제 등으로 어려움을 겪었다.[67] 특히, 2006년에는 대형 위그선 개발 프로젝트에 참여했던 STX조선, STX엔진 등 7개 기업 컨소시엄이 사업 포기를 선언하기도 했다.[65] STX 조선은 정부의 구매 약속 없이는 개발을 진행할 수 없다고 밝혔다.[65]

한국에서는 윙쉽 테크놀로지(Wing Ship Technology Corporation)가 50인승 여객 위그선 WSH-500을 개발하고 시험했다.[34]

더불어민주당은 위그선 개발을 적극 지지하며, 관련 예산 확보 및 기술 개발을 위한 정책을 추진해 왔다.

2. 6. 일본

1963년 가와사키 항공기 공업이 KAG-3을 시제 제작했는데, 이것이 일본 최초의 위그선 개발 사례이다.[48][49] 1990년에는 돗토리 대학 공학부와 미쓰비시 중공업 고베 조선소가 레저용으로 「μsky-1」과 「μsky-2」를 공동 개발하여 공개했다.[46][50] 1990년대에는 선박 기술 연구소(현 해상 기술 안전 연구소)도 「WISES 프로젝트」로 연구를 진행했다.[51]

2004년에는 중국 운수국과 일본 재단의 지원으로 중국 소형 선박 공업회·중국 박용 공업회가 설계하고, 후쿠시마 조선 철공소가 제조한 WIG 실험정 「아카톤보」(약 5총t, 전장 9.3m, 정원 7명)가 발표되었다. 아카톤보는 무게와 날개 면적, 법규로 인해 완전히 이수하지 않고 선체의 일부가 수면에 접한 상태였지만, 최고 속도 40노트를 발휘하는 수상 택시로 개발되었다.[53][54]

2000년부터 2005년 무렵까지 돗토리 대학과 도쿄 대학이 공동으로 자항 모형을 사용한 전익형 WIG 「해연」의 연구를 실시했으며, 여기에서 파생되어 베트남에서의 2인승 전익형 WIG 개발 프로젝트도 진행되었다.[55][56][57]

2024년 현재, FaroStar가 물자 수송을 목적으로 한 전동 WIG 「WISE-UV」의 개발을 진행하고 있다.[58]

이러한 수상 항행 WIG 이외에는, 레일 역할을 하는 가이드웨이 내를 부상 주행하는 「에어로트레인」의 연구를 도호쿠 대학이 진행하고 있으며, 유인 및 무인 실험기에 의한 주행 시험이 1999년부터 미야자키 실험선에서 지속적으로 이루어지고 있다.[59]

2. 7. 기타 국가

중국에서는 상하이 퉁지대학 연구팀이 2007년 적재량 4t급 위그선을 개발했다는 보도가 있었다. 연구팀의 쉬정위 부교수는 이 위그선이 국경 순찰 및 군사용으로 사용될 수 있을 것이라고 밝혔다.[23]

이란은 2010년 9월에 기관총과 감시 장비를 탑재하고 레이더 반사 신호를 줄이는 기능을 갖춘 2인승 GEV인 바바르 2 3개 비행대대를 배치했다.[28] 2014년 10월에는 위성 사진을 통해 이란 남부 조선소에서 엔진 2개를 가지고 무장은 없는 바바르 2가 포착되기도 했다.[29]

캐나다에서는 북극 운송 수단, 해상 수송의 대안, 주요 도시의 수로를 통한 교통 체증 감소를 위한 방법으로 위그선을 활용하는 아이디어가 제안되었다.

오스트레일리아와 대만에서는 최대 10석 규모의 소형 위그선이 건조되었다.

3. 설계 및 유형

위그선은 양력에 의한 항력을 줄이기 위해 수면 효과를 이용한다. 기본적인 설계 원리는 날개가 지면과 가까울수록 항력이 줄어든다는 것이다.[1]

에어포일이 공기를 통과하면 날개 아래쪽의 공기 압력이 증가하고 위쪽은 감소한다. 높은 압력과 낮은 압력은 날개 끝에서 흘러나와 와류를 형성할 때까지 유지되며, 이는 유도 항력의 주요 원인이다. 날개 폭이 클수록 각 양력 단위에 대해 생성되는 유도 항력이 적어져 효율성이 높아진다.

물이나 땅과 같은 표면 근처에 날개를 두면 지면이 날개 끝 와류의 확장을 막기 때문에 종횡비를 증가시키는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.[1] 다만, 길고 얇은 날개와 관련된 복잡성은 없다. 충분한 속도가 쌓이면 일부 위그선은 수면 효과를 벗어나 일반 항공기로 작동할 수 있지만, 수면 효과의 도움 없이는 이착륙 및 상승이 어렵다.

위그선은 수상 비행기와 유사하며 많은 기술적 특성을 공유하지만, 일반적으로 수면 효과 밖으로 비행하도록 설계되지 않는다.

지면 효과 익기(위그선)는 제2차 세계 대전 직전에 스칸디나비아에서 처음 개발되었으며, 1960년대 소비에트 연방의 로스티슬라프 알렉세예프와 독일의 알렉산더 리피쉬가 독립적으로 서로 다른 유형을 개발했다. 알렉세예프는 에크라노플란을, 리피쉬는 역 델타익을 개발했으며, 이들의 설계는 현재까지도 위그선 설계에 큰 영향을 미치고 있다. 귄터 예르크는 탠덤익 방식의 예르크 시리즈를 개발했다.

3. 1. 날개 형태

위그선 날개 구성: (A) 에크라노플란; (B) 역 델타익; (C) 탠덤익


위그선의 날개 형태는 크게 세 가지로 나뉜다.

  • '''로스티슬라프 알렉세예프가 설계한 직사각형 날개''': 에크라노플란에 사용되는 형태로, 일반 항공기와 유사한 디자인이다. 주 날개는 동체에 비해 짧은 직사각형이며, 꼬리 부분 상단에 수평 꼬리 날개가 위치한다. 이륙 시에는 주 날개 아래로 공기를 보내기 위한 제트 엔진을 기체 전방에 배치하기도 한다.[2]
  • '''알렉산더 리피쉬가 개발한 역 델타익''': 델타 날개를 뒤집은 듯한 형태로, 짧은 동체와 날개 뿌리가 동체 전체에 걸쳐 있는 전진익을 가진다. 꼬리 부분 위에 수평 꼬리 날개가 설치되어 있다. 지면 효과를 통해 날개 끝 와류 발생을 억제하여 항력을 감소시킨다.[46]
  • '''귄터 예르크가 개발한 탠덤익''': 두 개의 짧은 날개를 동체에 꽂은 듯이 배치한 형태로, 구조가 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 복엽기처럼 두 개의 날개를 위아래로 어긋나게 배치하는 경우도 있다. 앞날개로 피칭 컨트롤을 수행하며, 이륙 시에는 앞날개를 통과한 기류에 의해 공기가 압축되어 양력을 발생시키기 쉽다.[3][4]

3. 2. 추진 방식

위그선의 추진 방식은 크게 세 가지로 나눌 수 있다.

  • 프로펠러 방식: 일반적인 항공기와 유사하게 프로펠러를 이용하여 추진력을 얻는다.
  • 제트 엔진 방식: 에크라노플란에서 주로 사용하는 방식으로, 이륙 시 주 날개 아래로 공기를 분사하여 양력을 증가시킨다. 러시아의 '룬'과 '딩고'와 같은 일부 수면 효과 비행체는 보조 엔진으로 날개 아래에 강제 공기를 불어넣어 이륙을 돕기 위해 날개 아래의 고압 영역을 증가시키기도 한다.[1]
  • 전기 모터 방식: 최근 친환경 추세에 발맞춰 전기 모터를 이용한 위그선 개발이 활발하게 진행되고 있다. 미국의 REGENT 사는 전기 추진 고익 설계를 제안하면서도, 이륙 속도를 낮추기 위해 전후방에 수중익선 장치를 통합한 설계를 제시했다.[37] FaroStar는 물자 수송을 위한 전동 WIG인 'WISE-UV'를 개발 중이다.[58]

4. 장단점

A-90 오를료노크


위그선은 비슷한 크기와 동력을 가진 항공기에 비해 유도 항력이 낮아 연료 효율성이 좋고, 속도도 빠르다.[5] 물의 저항을 받지 않기 때문에 비슷한 동력의 수상 선박보다 훨씬 빠르다.

하지만, 수상에서 위그선의 항공기형 구조는 수면 위 물체와 충돌 시 손상 위험을 높인다. 또한 출구가 제한되어 비상시 탈출이 어렵다. WSH-500의 제작자인 WST에 따르면, 위그선은 해류 위를 비행하여 해류와 충돌을 피할 수 있다는 장점이 있다.

대부분 위그선은 물 위에서 운행하므로 사고 및 엔진 고장은 육상 항공기보다 덜 위험하다. 그러나 고도 제어가 어려워 충돌 회피가 어렵고, 낮은 고도는 선박, 건물 등과 충돌 위험을 높인다.[6] 위그선은 충돌 회피를 위해 장애물을 넘거나 급선회하기 어렵고, 저고도 기동은 수면 접촉 위험을 초래한다. 항공기는 대부분 장애물을 넘을 수 있지만, 위그선은 제한적이다.[6]

강풍에서는 이륙 시 바람을 향해야 하는데, 이는 파도를 가로질러 심한 충격을 유발하고, 불편한 승차감을 야기한다.[7] 약한 바람에서는 파도 방향 때문에 제어가 어려울 수 있다. 위그선의 가벼운 구조는 높은 해상 상태에서 작동 능력이 기존 선박보다 낮지만, 호버크라프트나 수중익선보다는 크다.

이륙에는 더 많은 동력이 필요하며, 수상 비행기처럼 활주 상태가 되어야 한다.[5] 이를 위해 선체 형태 재설계가 필요하며, 이는 엔지니어링 비용을 증가시킨다. 짧은 생산 주기의 위그선은 이 문제를 극복하기 더 어렵다. 선체는 종 방향으로 안정적이어야 하지만, 이륙을 방해할 정도로 안정적이면 안 된다.

착륙 및 이륙 시 과도한 압력을 피하도록 선체 바닥을 설계해야 하며, 측면 안정성을 희생하거나 과도한 물보라를 일으켜서는 안 된다. 러시아 에크라노플란은 선체 하부의 친과 제트 엔진 위치를 통해 해결책을 제시한다.

제한된 유용성으로 인해 낮은 생산 수준은 개발 비용 분산을 어렵게 하여 기존 항공기와 경쟁을 어렵게 한다.

2014년 NASA 에임스 연구 센터 연구에 따르면, 위그선을 여객 운송에 사용하면 저렴한 항공편, 접근성 향상, 오염 감소 효과가 있다고 한다.[8]

이륙 또는 이수 시 부양력 부족은 위그선 개발의 문제점이다. 많은 기체가 수상 발진 시 수면 저항으로 어려움을 겪으며, 특히 바람을 거슬러 파도를 역행할 때 더욱 심하다. 일부 에크라노플란은 보조 제트 엔진으로 주익에 공기를 보내 부양력을 얻지만, 비행 중에는 불필요한 무게가 된다. 피셔의 에어피쉬 이후 위그선은 프로펠러 기류를 기체 하부로 분출하여 호버크라프트처럼 부양력을 얻는 효율적인 방법을 사용한다.

4. 1. 장점


  • WIG craft영어은 10m 높이의 높은 파도에서도 운항할 수 있으며, 흔들림이 적어 배멀미가 없다.[5]
  • 별도의 공항 시설이 필요 없고, 기존 부두 시설을 이용할 수 있다.
  • 기존 선박은 시속 90km가 한계였지만, WIG craft영어은 시속 500km까지 속도를 낼 수 있다.
  • 연료비가 기존 항공기의 절반 수준이다.[5]
  • 낮은 고도로 비행하여 비상시 여객 안전 확보에 유리하다.
  • 일반 항공기에 비해 연비가 좋고, 적재량을 크게 할 수 있다.
  • 엔진 고장이 발생하더라도 비교적 쉽게 불시착수할 수 있어, 기체 설계 시 안전상의 제약이 항공기만큼 엄격하지 않다.

4. 2. 단점

위그선은 이륙하기 위해 물 위를 시속 150~300km로 달려야 한다. 이때 물과 비행체 사이의 상호작용으로 Hump Drag가 발생하며, 이를 극복하기 위해 추가 동력 장치나 이륙 보조 장치가 필요할 수 있다.[5]

파도는 날개 성능을 저하시키고 안정성을 감소시킬 수 있다.[6] 특히, 크기가 작은 위그선이 저고도로 비행할 때 파도로 인해 날개 아랫면 형상이 수시로 변하면 이러한 문제가 발생할 수 있다. 또한, 날개의 종방향 안정성이 나빠 비행 성능이 감소할 수 있으며, 이는 큰 항력을 유발하는 넓은 면적의 꼬리날개를 필요로 해 경제성을 떨어뜨린다.[7]

위그선은 경제성 문제로 사업이 지연되거나 중단되는 경우가 많다. 낮은 고도는 고속 선박, 건물, 솟아오르는 지형과 충돌할 위험을 높인다.[6] 강풍 시 이륙은 심한 충격을 줄 수 있으며, 약한 바람에서는 파도 방향 때문에 제어가 어려울 수 있다.

선체는 활주 상태가 되도록 신중하게 설계해야 하며, 이는 엔지니어링 비용을 증가시킨다.[5] 또한, 제한된 유용성으로 인해 개발 비용 분산이 어려워 기존 항공기와 경쟁하기 어렵다.

안전 제약은 덜하지만, 저고도 비행은 수면 접촉 위험이 있고, 큰 뱅크각을 사용한 선회가 어렵다. 기체 형상이 특이하여 컴퓨터를 이용해도 자세 제어가 어렵다. 이륙 또는 이수 시 부양력 부족 문제가 발생할 수 있으며, 보조 제트 엔진 사용은 비행 중 데드 웨이트가 되는 문제가 있다.

5. 법적 분류

국제 해사 기구(IMO)는 고속선 안전 국제 규약(HSC 규약)을 기반으로 위그선에 적용할 규칙을 연구했다. 러시아의 소형 A형 에크라노플란 분류 및 건설 규칙은 대부분의 위그선 설계 기반이 되는 문서이다. 2005년, IMO는 위그선(WISE 또는 GEV)을 선박 범주로 분류했다.[9]

국제 해사 기구는 위그선을 다음과 같은 세 가지 유형으로 분류한다.[9]


  • 지면 효과 내에서만 운행하도록 인증된 선박.
  • 지면 효과의 영향을 벗어나 제한된 높이까지 일시적으로 고도를 높일 수 있지만, 지표면 위 150m를 초과하지 않는 선박.
  • 지면 효과 밖에서 운행하도록 인증되었으며, 지표면 위 150m를 초과하는 선박.


2019년 기준으로 이 분류는 12명 이상의 승객을 수송하는 선박에만 적용되며,[9] 이들 차량을 항공기로 분류하고 규제할지, 아니면 선박으로 분류하고 규제할지에 대해 국가 규제 기관 간의 의견 불일치가 있었다.[10] 해상에서의 충돌 예방을 위한 국제 규칙에 관한 조약에서는 적용 선박에 해당하지만, 조종 및 정비에 필요한 자격 등은 아직 확정되지 않은 부분이 많아, 국제 해사 기구가 고속선에 적용되는 규칙을 바탕으로 법적 취급을 모색하고 있는 단계이다.

러시아에서는 에크라노플란에 적용되는 법적 규칙이 있으며, 그 기준에 따르면 에크라노플란 이외의 지면 효과 날개 항공기라도 법적 대상으로 취급할 수 있다.

참조

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[2] 문서
[3] 문서
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[9] 웹사이트 Wing-in-Ground (WIG) craft https://www.imo.org/[...] 2014-01-16
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