유선형 차량

3. 교통수단별 유선형 디자인의 발전

3. 1. 철도 차량

3. 1. 1. 증기 기관차

• '''독일, 1935년:''' 헨쉘 & 존은 프랑크푸르트 암 마인-베를린 ''독일국영철도'' 노선에 사용하기 위해 4-6-4 DRG 05급 고속 유선형 기관차 도입.^[1] 1935~36년에 세 대 제작. 85mph 이상으로 설계, 시험 운행에서 더 빠른 속도 기록. DRG 05-002는 1935~36년 7회 운행, 최대 254ton 열차 견인, 177km/h 이상 최고 속도 기록.
• * '''1936년 5월 11일:''' DRG 05-002, 197ton 열차 견인, 베를린-함부르크 노선에서 200.4km/h 기록, 증기 기관차 세계 속도 기록 달성. 기관차 엔진 출력 2535kW 이상.
• * '''1936년 5월 30일:''' DRG 05-002, 증기 기관차 중단 없는 시동-정지 속도 기록. 베를린-함부르크 노선 시험 운행 후, 비텐베르크-베를린-슈판다우 전방 신호 정지 지점까지 약 48분 32초 주파, 평균 속도 139.4km/h 기록. DRG 05-002, 한동안 증기 기관차 세계 최고 속도 기록 공식 보유.

• '''폴란드, 1937년:''' 최초 폴란드 유선형 증기 기관차 Pm36-1(140km/h), 노르 익스프레스 폴란드-프랑스(파리) 운행. 1937년 파리 세계 박람회 금메달 수상.^[2]

• '''영국, 1935년:''' 런던 노스 이스턴 철도 (LNER), 유선형 A4급 증기 기관차, "실버 주빌리" 서비스 도입.
• *'''1937년:''' 런던, 미들랜드 앤 스코티시 철도 (LMS), 프린세스 코로네이션급 유선형 기관차, "코로네이션 스코트" 서비스 도입, 첫 운행에서 크루 근처 114mph 달성.
• * '''1938년:''' "실버 주빌리" 제작 LNER 기관차 ''몰라드'', 시험 운행에서 증기 기관차 최고 속도 공식 기록 126mph 달성(여전히 유지).

• '''네덜란드, 1930년대:''' NS, "포트비스"(향유고래) 별명 3700/3800급 증기 기관차 유선형 버전 개발.^[3]

• '''소련, 1937년:''' 10월 혁명 20주년, 콜롬나 기관차 공장 모스크바-레닌그라드 노선용 풍동 설계 SŽD (4-6-4 와이트 표기법) 유선형 기관차 두 대 제작. 시험에서 150km/h 이상, 시험 운행에서 170km/h 기록, 1938년 운행 시작.^[4] 제2차 세계 대전 발발로 생산 중단.
• * '''1938년:''' 보로실로프그라드 기관차 공장, 탄알 모양 페어링 장착 SŽD (4-6-4 와이트 표기법) 급행 열차 기관차 제작. 1957년 시험 운행에서 175km/h 기록, 소련 마지막 증기 기관차 기록.^[4]

• 1935년 ''트윈 시티스 제퍼'' 경쟁 밀워키 로드 클래스 A 애틀랜틱, 스타일+속도 뒷받침 최초 "증기선". 기관차 2, 다이나모미터 사용 1935년 5월 15일 운행, 최고 속도 112.5mph 기록. 당시 증기 기관차 최고 속도, #2 증기 기록 보유, 110mph 초과 최초 증기 기관차. 다음 해 독일 DRG 클래스 05 초과 전까지 유지.

• 1930년 제작 뉴욕 센트럴 철도(NYC) J-1 허드슨 클래스 기관차, 유선형 덮개, 1934년 12월 ''코모도르 반더빌트'' 재도입.^[8]
• 헨리 드라이퍼스, 1936년 철도 ''머큐리'' 열차 세트 외부/내부 디자인.
• 레이몬드 로위, 1936년 펜실베이니아 철도 K4 클래스 기관차 아르데코 덮개 디자인.
• 1937년, 오토 쿨러, 볼티모어 & 오하이오 유선형 ''로열 블루'' 제작 4-6-2 기관차, 총알 전면 디자인 변형 사용.
• 헨리 드라이퍼스, J-3a ''슈퍼 허드슨'' 변형, ''20세기 한정'' 등 NYC 특급 열차 견인.

• 1937년, 밀워키 로드 ''트윈 시티스 히아와타'' 노선 F7 클래스 허드슨 도입. 허드슨, 110mph 이상 순항, 120mph 초과. 오토 쿨러, 밀워키 로드 차량 "삽 코" 스타일 디자인.

• 아메리칸 로코모티브 컴퍼니(ALCO), 히아와타 스피드스터 제작.

• 유선형 증기 기관차, 전후 시대 초까지 생산. 레이몬드 로위 스타일 펜실베이니아 철도 듀플렉스 드라이브 6-4-4-6 S1형, 4-4-4-4 T1형 기관차.^[9] 서비스 수명, 1938년 도입 사우스 퍼시픽 GS-3 ''데이라이트'' 기관차, 1941년 도입 노포크 앤 웨스턴 J형 기관차.

• 1934년, 철도성(일본 제국 철도, JGR) 3기통 증기 기관차 C53형 유선형 개조 결정. C53형 43호기 선택. 개조 책임 시마 히데오, 당시 일본 열차 속도 62mph 미만, 유선형 공기 저항 감소 효과 X.
• * 시마, 기관차 배출 연기 위로, 기류 생성 설계. 공기 저항 감소 효과 기대 X, 개조 기관차 연료 소비/견인력 테스트 X.^[10] 일본 정부, 유선형 개조 기관차, 오사카-나고야 여객 급행 노선 투입 계획.^[11]
• * 개조 기관차, 대중 인기. JGR, C55형 기관차 유선형 버전 21대 추가 제작.
• * 유선형 증기 기관차, 차체, 수리 시간 소요. 제2차 세계 대전 발발, 숙련 노동력 부족, 문제 심화. 결과, 기관차 차체 제거.

3. 1. 2. 디젤 기관차

3. 1. 3. 전기 기관차

3. 1. 4. 고속철도

현대에는 200km/h를 넘는 속도로 달리는 고속철도가 많아졌으며, 유체역학적 효과와 참신한 디자인을 결합한 유선형 디자인이 적용되고 있다. 또한, 고속 열차가 터널에 진입할 때 발생하는 터널 미기압파 문제를 해결하기 위해 3차원적인 차량 형상 연구도 진행되고 있다.

3. 2. 자동차

1899년 라 자메 콩탕트는 자동차로 처음 100 km/h를 넘었으며, 공기 저항을 고려한 차체를 가지고 있었지만 운전자는 외부에 노출되어 있었다. 1910년대에는 프랑스의 그레고와르 자동차가 비행선에서 착안한 "난형 자동차"를, 이탈리아의 알파(후의 알파 로메오)가 "어뢰형 자동차" 알파 40-60 HP를 개발했다.

제1차 세계 대전 후인 1921년, 에드문트 룸플러는 룸플러 트로펜바겐(물방울형 자동차)을 베를린 모터쇼에 출품했지만, 엔진 고장으로 상업적 성공을 거두지 못했다. 다임러 벤츠가 되기 전의 벤츠도 룸플러의 라이선스로 유사한 차량을 제작했고, 1924년에는 비행선형 유선형 차체를 가진 레이싱카를 제작했다. 그러나 이 차량은 주행 중 양력이 발생하여 조향과 제동이 어려웠다.

루마니아의 아우렐 페르수는 차체 내부에 바퀴를 수납하는 유선형 차체를 고안하여 1922년 독일, 1923년 미국에서 특허를 받았다. 파울 야라이는 항공기 설계를 바탕으로 차체 내부에 바퀴를 수납하는 유선형 차체를 제안했고, 이는 여러 제조사에 영향을 주었다.

유선형 디자인은 공기 저항 감소를 위해 긴 후미부를 필요로 했지만, 거주성, 후방 시야 등에서 문제가 있었다. 우니발트 캄은 후부를 세로로 잘라낸 캄테일 디자인으로도 공기 저항이 크게 변하지 않음을 증명했고, 많은 자동차가 이 디자인을 채택했다.

항력 계수(Cd)는 1920년대 자동차에서 평균 0.8 정도였으나, 1930년대에는 0.55 정도로 낮아졌다. 풍동 실험과 컴퓨터 시뮬레이션 기술 발전으로 공기역학 설계가 개선되어, 2009년 3세대 토요타 프리우스의 Cd값은 0.25까지 감소했다. 트럭과 버스에서도 Cd값은 0.5 미만이 되고 있다.

3. 2. 1. 초기 유선형 자동차

1899년, 라 자메 콩탕트는 자동차로 처음 100km/h를 넘었으며, 공기 저항을 줄이기 위한 디자인을 선보였다. 그러나 운전자는 외부에 노출되어 있었다. 1910년대에는 프랑스의 그레고와르 자동차가 비행선에서 영감을 얻은 "난형 자동차"를 개발했고, 이탈리아의 알파(이후 알파 로메오)는 "어뢰형 자동차"인 알파 40-60 HP를 개발했다.

제1차 세계 대전 후인 1921년, 에드문트 룸플러는 룸플러 트로펜바겐(물방울형 자동차)을 발표했지만, 엔진 문제로 상업적 성공을 거두지 못했다. 다임러 벤츠가 되기 전의 벤츠도 룸플러의 라이선스를 받아 유사한 차량을 만들었고, 1924년에는 비행선형 유선형 차체를 가진 레이싱카를 제작했다. 그러나 이 차량은 주행 중 양력이 발생하여 운전이 어려웠다.

루마니아의 아우렐 페르수는 바퀴를 차체 내부에 수납하는 유선형 차체를 고안하여 1922년과 1923년에 각각 독일과 미국에서 특허를 받았다. 파울 야라이는 항공기 설계를 바탕으로 바퀴를 차체 내부에 수납하는 유선형 차체를 제안했고, 이는 메르세데스-벤츠, 마이바흐, 아들러, 폭스바겐, 크라이슬러, 타트라 등 여러 제조사에 영향을 주었다.

1934년, 크라이슬러는 최초로 유선형 차체를 전제로 설계된 양산차 크라이슬러 에어플로우를 출시했다. 에어플로우는 획기적인 외관뿐만 아니라 튼튼한 모노코크 구조 차체를 갖추고 엔진을 앞으로 배치하여 실내 공간을 확보했으며, 뒷좌석을 차축 앞으로 옮겨 승차감을 개선했다. 그러나 미국 소비자들은 에어플로우의 디자인을 받아들이지 않아 판매 부진으로 단종되었다. 1935년, 포드 자동차의 링컨 제퍼가 큰 성공을 거두면서 유선형 차체가 미국 시장에 자리 잡게 되었다.

1930년대에는 버스와 캠핑 트레일러에도 유선형 디자인이 도입되었다. 에어스트림은 1930년대부터 유선형 트레일러를 제작했다. 유럽에서는 1938년 폭스바겐 비틀이 등장했지만, 제2차 세계 대전으로 인해 본격적인 보급은 전후로 미뤄졌다.

3. 2. 2. 양산형 유선형 자동차

크라이슬러는 1934년에 유선형 차체를 전제로 설계된 양산차인 크라이슬러 에어플로우(Chrysler Airflow)를 처음으로 출시했다. 에어플로우는 획기적인 외관뿐만 아니라, 모노코크 구조의 튼튼한 차체를 가지고 엔진을 기존보다 앞으로 배치하여 실내 공간을 확보하고, 뒷좌석을 차축에서 앞으로 옮겨 승차감을 개선하는 등 기술적으로도 진보했다. 그러나 미국 소비자들은 에어플로우의 외관을 받아들이지 못했고, 판매 부진으로 중단되었다.

1935년 미국에서는 포드 자동차에서 출시된 링컨 제퍼가 큰 성공을 거두면서 유선형 차체가 보급되기 시작했다. 크라이슬러 에어플로우(Chrysler Airflow)의 출시는 유선형 시대의 도래를 알리는 계기가 되었다.

1930년대에는 버스에서도 세련된 외관을 채택한 모델이 등장했으며, 실험 결과 연료비 절감 효과도 있는 것으로 나타났다. 캠핑 트레일러에서는 에어스트림이 1930년대부터 유선형 스타일을 채택했다.

1938년 유럽에서는 폭스바겐 비틀이 등장했지만, 제2차 세계 대전으로 인해 본격적인 보급은 전후로 미루어졌다.

3. 2. 3. 경주용 유선형 자동차

1899년에 라 자메 콩탕트(La Jamais Contente)호가 자동차로 처음 100 km/h를 넘었을 때, 공기 저항을 줄이는 유선형 차체의 중요성이 드러났다. 그러나 초기에는 운전자가 외부에 노출되는 등 한계가 있었다. 1910년대에는 프랑스의 그레고와르 자동차(Automobiles Grégoire)가 비행선에서 영감을 받은 "난형 자동차"를, 이탈리아의 알파(후의 알파 로메오)가 "어뢰형 자동차" 알파 40-60 HP(ALFA 40/60 HP)를 개발하는 등 유선형 디자인이 주목받기 시작했다.

제1차 세계 대전 후, 에드문트 룸플러는 1921년에 룸플러 트로펜바겐(Rumpler-Tropfenwagen) (물방울형 자동차)을 선보였지만, 엔진 문제로 상업적 성공은 거두지 못했다. 다임러 벤츠가 되기 전의 벤츠도 룸플러의 라이선스로 유사한 차량을 만들었고, 1924년에는 비행선형 유선형 차체를 가진 레이서를 제작했다. 그러나 비행선과 달리 하부를 선체처럼 만든 차량은 주행 중 양력이 발생하여 조종과 제동이 어려워, 이후에는 채택되지 않았다. 루마니아의 아우렐 페르수(Aurel Persu)는 바퀴를 차체 내부에 수납하는 유선형 디자인 특허를 1922년(독일)과 1923년(미국)에 출원했다. 파울 야라이는 항공기 설계를 바탕으로 차체 내부에 바퀴를 수납하는 유선형 차체를 제안했고, 이는 메르세데스-벤츠, 마이바흐, 아들러, 폭스바겐, 크라이슬러, 타트라 등 여러 제조사에 영향을 주었다.

크라이슬러는 1934년에 최초로 유선형 차체를 전제로 설계된 양산차 크라이슬러 에어플로우(Chrysler Airflow)를 출시했다. 에어플로우는 획기적인 외관뿐 아니라, 모노코크 구조의 튼튼한 차체를 갖추고 엔진을 앞으로 배치하여 실내 공간을 넓혔으며, 뒷좌석을 차축 앞으로 옮겨 승차감을 개선하는 등 기술적으로도 진보했다. 그러나 미국 소비자들은 에어플로우의 외관에 거부감을 느껴 판매가 부진했고, 결국 단종되었다. 이듬해인 1935년, 포드 자동차의 링컨 제퍼가 큰 성공을 거두면서 미국에서 유선형 차체가 대중화되기 시작했다. 에어플로우의 출시는 유선형 시대의 시작을 알리는 계기가 되었다.

1930년대에는 버스에도 유선형 디자인이 도입되어 연료 절감 효과를 보였고, 캠핑 트레일러 제조사 에어스트림도 1930년대부터 유선형 스타일을 채택했다. 유럽에서는 1930년대에 유선형 차체가 점차 확산되었고, 1938년에는 폭스바겐 비틀이 등장했지만, 제2차 세계 대전으로 인해 본격적인 보급은 전후로 미뤄졌다.

유선형 디자인은 공기 저항을 줄이기 위해 긴 후미부를 필요로 했지만, 거주성, 후방 시야, 사용 편의성 등에서 문제가 있었다. 독일의 우니발트 캄(Wunibald Kamm)은 후부를 세로로 잘라낸 디자인(캄테일)으로도 공기 저항이 크게 증가하지 않음을 증명했고, 많은 자동차가 이 디자인을 채택했다.

항력 계수(Cd)는 1920년대 자동차에서 평균 0.8 정도였으나, 1925년에는 0.6, 1930년에는 0.55 정도로 꾸준히 낮아졌다. 풍동 실험과 컴퓨터 시뮬레이션 기술 발전으로 공기역학적 설계가 개선되어, 2009년 3세대 토요타 프리우스의 Cd값은 0.25까지 감소했다. 트럭과 버스에서도 Cd값은 0.5 미만이 되고 있다.

3. 3. 항공기

초기 비행기는 전면에 프로펠러가 있어 유선형으로 만들기 어려웠기 때문에 비행선이 먼저 유선형이 되었다. 비행기가 엔진과 조종사를 노출시킨 채 비행하던 시기에, 비행선은 이미 거의 유선형이었으며, 제1차 세계 대전 당시 영국 해군이 사용한 반경식 비행선 중 파르제발식 비행선은 거의 완전한 유선형 선체를 가지고 있었다. 이후 항공 기술이 발전하면서 여객기는 더글러스 DC-3의 형태를 따랐고, 제트 엔진 추진으로 바뀌면서 더욱 고속화되어 공기 저항을 줄이는 것이 더욱 중요해졌다.

3. 3. 1. 초기 유선형 항공기

1910년대와 1920년대에는 항공기 디자인에 유선형 개념이 도입되기 시작했다. 초기에는 프로펠러가 전면에 위치하여 유선형 디자인을 적용하기 어려웠기 때문에, 비행선이 먼저 유선형으로 만들어졌다. 제1차 세계 대전 당시 영국 해군이 사용한 반경식 비행선 중 파르제발식 비행선은 거의 완전한 유선형 선체를 가지고 있었다.

1913년, 당시 항공기 최고 속도 기록인 200 km/h를 돌파한 프랑스의 두페르뒤생 모노코크 레이서는 목재와 천으로 제작되었음에도 불구하고 유선형 기체를 가지고 있었다. 제1차 세계 대전 말기의 뉴폴 29와 같은 기체들도 점차 유선형으로 디자인되었으며, 복엽기임에도 불구하고 기체와 주익 부착부에 필렛(fillet)을 장착하여 기류를 정돈하는 등의 기술이 적용되었다.

제1차 세계 대전 직후 등장한 독일의 융커스 F.13은 초기 기체를 제외하고 듀랄루민으로 제작된 전 금속제 저익 단엽기였다. 이는 당시 드물었던 혁신적인 형태로, 주익 지지 구조, 엔진 탑재, 착륙 장치 장착 등에서 항력을 줄이는 데 유리했다. 또한 지지대나 와이어 없이 주익을 지탱하는 외팔보 형식을 갖추고 있었다. 외팔보 형식은 날개를 두껍게 만들어야 했지만, 두꺼운 날개는 항력을 증가시켜도 양력을 늘려 유리하다고 여겨졌다.

그러나 융커스 F.13은 외판에 골판을 사용하여 완전한 유선형이라고 할 수는 없었다. 이후 금속제 외판에 강도를 부여하는 응력 외피 구조가 롤바흐 금속 비행기에서 제작되었으나, 공기역학적 설계 문제로 큰 성공을 거두지는 못했다.

3. 3. 2. 제2차 세계 대전 전후의 유선형 항공기

1913년에 프랑스의 두페르뒤생 모노코크 레이서는 당시 항공기 최고 속도 기록인 200km/h를 돌파했다. 이 항공기는 기체가 목재와 천으로 제작되었고 주익을 피아노선으로 지지했지만, 기체는 이미 유선형이었다. 제1차 세계 대전 말기의 뉴폴 29와 이를 레이서기로 개조한 29 V, 그리고 대전 후의 블레리오-스파드 S.58(영어판)과 같은 기체도 점차 유선형이 되었고, 복엽이면서도 기체와 주익 부착부에 기류를 정돈하는 필렛을 장착하는 등 여러 가지 시도를 했다.

제1차 세계 대전 직후 등장한 독일의 융커스 F.13은 초기 기체를 제외하고 기체 전부가 듀랄루민으로 제작되었으며, 단엽기가 드물었던 당시에 저익 단엽이라는 획기적인 형태를 갖추었다. 저익은 고익에 비해 주익 지지 구조, 엔진 탑재, 착륙 장치 장착 등에서 항력을 억제할 수 있다는 장점이 있었다. 또한 주익을 지지하는 지주나 와이어가 없는 외팔보 형식의 주익을 갖추고 있었다. 외팔보 형식으로 만들기 위해서는 날개를 두껍게 해야 하는데, 두꺼운 날개로 인해 항력이 증가하더라도 양력도 함께 증가하기 때문에 유리하다고 여겨졌다.

융커스 F.13은 전 금속 기체였지만 여전히 골격이 강도의 대부분을 담당했고, 외판은 큰 강도를 담당하지 않았다. 또한 외판에 골판을 사용하여 완전한 유선형이라고는 할 수 없었다. 금속제 외판에도 강도를 담당하는 구조가 제안되었고, 롤바흐 금속 비행기에서 실제로 제작되었다. 그러나 공기역학적 설계가 좋지 않아 큰 성공을 거두지는 못했다.

1926년 롤바흐 사장의 미국 강연을 계기로 금속제 외판에 의한 응력 외피 구조라는 개념이 미국으로 전해졌다. 이를 바탕으로 보잉은 1934년에 보잉 247을 투입했다. 전 금속제 응력 외피 구조의 저익 단엽으로, 외판은 완전히 평활해졌고, 격납식 착륙 장치와 가변 피치 프로펠러 등의 신기술도 탑재되었다. 그러나 주익의 거더가 객실을 관통하고 있어 승객이 이를 넘어 다녀야 하는 불편함이 있었다. 얼마 지나지 않아 더 큰 객실을 가지고 주익 거더의 객실 관통도 없는 더글러스 DC-3가 등장했다. 보잉 247의 여객 정원이 10명이었던 데 반해 DC-3는 21명을 수용할 수 있었고, 세련된 공력 구조를 가진 기체는 당시 수송기의 결정판으로 여겨졌다.

이후 여객기는 DC-3의 형태를 따랐으며, 제트 엔진 추진으로 바뀌면서 더욱 고속화되었고, 공기 저항 감소는 더욱 중요한 문제가 되었다.

3. 3. 3. 제트 여객기의 유선형 디자인

제트 엔진 추진으로 여객기가 더욱 고속화되면서 공기 저항을 줄이는 것이 더욱 중요해졌다. 이전의 여객기들은 더글러스 DC-3의 형태를 따랐다. DC-3는 세련된 공력 구조를 가진 기체로, 당시 수송기의 결정판이었다. 보잉 247이 여객 정원 10명이었던 데 반해, DC-3는 21명을 태울 수 있었고, 주익 거더가 객실을 관통하지 않아 승객이 넘어 다닐 필요가 없었다.

보잉은 1934년에 보잉 247을 투입했다. 보잉 247은 전 금속제 응력 외피 구조의 저익 단엽기로, 외판은 완전히 평활했고, 격납식 착륙 장치와 가변 피치 프로펠러 등의 신기술도 탑재되었다. 이는 금속제 외판에 의한 응력 외피 구조라는 아이디어가 미국으로 전해진 결과였다.

융커스 F.13은 초기 기체를 제외하고 기체 전부가 듀랄루민으로 제작되었고, 저익 단엽이라는 획기적인 형태였다. 저익은 주익 지지 구조, 엔진 탑재, 착륙 장치 장착 등에서 항력을 억제할 수 있었다. 또한 주익을 지지하는 지주나 와이어가 없는 외팔보 형식을 갖추고 있었다.

3. 4. 선박

선박은 다층 선실이나 갑판이 설치되면 바람의 영향을 받아 속력이 줄거나 조종이 어려워지는 문제가 있지만, 공기 저항은 물의 저항에 비하면 훨씬 작다. 따라서 선박은 수선 아래쪽이 가장 유선형에 가까우며, 상부 구조물에 특별한 디자인을 적용하는 경우는 적었다. 주로 편리성과 경제성 때문에 모서리가 각진 직육면체 형태의 상부 구조가 사용되었다.

1930년대부터 다른 교통 기관의 유선형 유행에 영향을 받아 선박 상부 구조물에도 둥근 형태가 도입되기 시작했다. 갑판실 전면에 둥근 형태가 적용되었고, 점차 양쪽 현측 모서리에도 둥근 형태가 적용되었다. 도쿄만 기선의 타치바나마루는 지붕에도 둥근 형태를 적용하고, 조타실과 승무원실을 후면으로 갈수록 폭을 좁히고 높이를 낮추는 유려한 모습으로 유선형화를 철저히 하였다. 미국의 칼라칼라는 선체 전체에 걸쳐 완전한 유선형을 가진 자동차 페리로 건조되어, 선체 중량과 표면적을 30% 줄이고 풍압 저항을 감소시켰다.

선박의 유선형화는 건조 비용 증가, 불편한 공간 증가, 거주·작업상의 불편 등의 단점에 비해 이익이 크지 않다고 여겨진다. 그러나 여객선의 경우 외관을 정돈하여 영업상의 효과를 얻을 수 있다.

3. 4. 1. 유선형 여객선

선박은 다층 선실이나 갑판에 바람이 닿아 속력을 저하시키거나 조종을 어렵게 하는 문제가 있다. 그러나 이러한 저항은 물의 저항에 비하면 훨씬 적다. 따라서 선박에서는 수선 아래쪽이 가장 유선형에 가까운 형상으로 되어 있으며, 상부 구조물에 특별한 디자인을 적용하는 경우는 적었다. 용도 측면에서 편리하고 경제적이라는 이유로, 모서리가 꺾인 직육면체와 같은 형상의 상부 구조를 채택해 왔다.

그러나 다른 교통 기관에서 유선형이 유행하면서, 1930년대부터 선박의 상부 구조물에도 둥근 형태가 나타났다. 갑판실 전면에 둥근 형태를 부여하고, 그 둥근 정도를 크게 하여, 이윽고 양쪽 현측의 모서리에도 둥근 형태를 부여하게 되었다. 1935년에 건조된 도쿄만 기선의 타치바나마루는 지붕에도 둥근 형태를 부여하고, 조타실과 승무원실은 후면으로 갈수록 차츰 폭을 좁히고 높이를 낮추는 유려한 모습이 되어, 유선형화를 철저하게 하였다. 미국에서는 자동차 페리인 칼라칼라가 선체 전체에 걸쳐 완전한 유선형으로 건조되었다. 유선형화로 인해 선체 전체의 중량을 경감하고, 표면적을 30% 줄였으며, 풍압 저항도 감소했다고 한다.

선박을 유선형으로 만들어 얻을 수 있는 이익은 건조 비용 증가, 이용상 불편한 공간 증가, 거주·작업상 불편 등에 비하면 작다고 여겨진다. 그러나 여객선에서는 외관을 정돈함으로써 영업 측면에서 효과를 얻을 수 있는 경우도 있다.

3. 4. 2. 현대 선박의 유선형 디자인

선박의 경우, 다층 선실이나 갑판에 바람이 닿으면 속력이 느려지거나 조종이 어려워지는 문제가 있다. 그러나 이러한 저항은 물의 저항에 비하면 훨씬 작다. 따라서 선박에서는 물에 잠기는 부분이 가장 유선형에 가까운 모양이며, 상부 구조물에 특별한 유선형 디자인을 적용하는 경우는 적었다.。 모서리가 꺾인 직육면체 모양의 상부 구조가 편리하고 경제적이라는 이유로 채택되어 왔다.。

그러나 1930년대부터 다른 교통 기관에서 유선형이 유행하면서 선박의 상부 구조물에도 둥근 형태가 나타나기 시작했다. 갑판실 전면에 둥근 형태를 적용하고, 점차 양쪽 현측의 모서리에도 둥근 형태를 부여하였다.。 1935년에 건조된 도쿄만 기선의 타치바나마루는 지붕에도 둥근 형태를 적용하고, 조타실과 승무원실은 뒤로 갈수록 폭과 높이를 줄여 유선형 디자인을 철저하게 구현했다.。 미국에서는 자동차 페리인 칼라칼라가 선체 전체에 걸쳐 완전한 유선형으로 건조되었다. 유선형 디자인을 통해 선체 전체의 무게를 줄이고, 표면적을 30% 줄였으며, 바람의 저항도 감소시켰다고 한다.。

선박에 유선형 디자인을 적용하여 얻을 수 있는 이익은 건조 비용 증가, 사용하기 불편한 공간 증가, 거주 및 작업상의 불편함 등에 비하면 크지 않다고 여겨진다. 그러나 여객선의 경우, 외관을 개선하여 영업 측면에서 효과를 얻을 수 있는 경우도 있다.。

4. 유선형 디자인의 미래

미래의 유선형 디자인은 단순히 공기 저항을 줄이는 것을 넘어, 에너지 효율을 극대화하고 지속 가능한 발전을 이끄는 핵심 요소로 자리매김할 것이다. 특히, 차세대 교통수단 개발에 있어 유선형 디자인은 더욱 중요한 역할을 할 것으로 전망된다.

미래에는 하늘을 나는 자동차나 초고속 진공 열차 등 새로운 교통수단에 최적화된 유선형 디자인이 개발될 것이다.

또한, 유선형 디자인은 탄소 배출량을 줄이고, 지속 가능한 교통 시스템을 만드는 데 중요한 역할을 할 것이다.

4. 1. 차세대 교통수단과 유선형 디자인

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