보트 선형의 이야기 1편
아웃보드 관련글을 쓴지 참 오래되었습니다..
보트도 어느정도 되어가고 있고. 왠지 오늘은 보트의 선형에 대해서 시리즈를 한번 만들어 볼까 합니다..
많은 분들이 아시다시피 저는 배 전문가라고 말하기는 곤란한 사람입니다.
배움에 과연 끝이란 것이 있겠습니까마는.. 공부하면서 적고 또 적고 나누고.. 이런게 아닐까 싶습니다.
자연을 뺴놓고는 세상 삼라만상 모든 것들은 전부 사람이 만들어 놓은 것.. 네가 할 수 있다면 나도 할 수 있다는
평범한 진리를 믿고 갑니다. 수백번씩 여러 보트의 주행영상을 분석한 결과일 뿐입니다.
이번 시리즈는 참 길고 긴 여정이 될것 같습니다.
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가. 선형과 표면장력 선형별 주행특성
보트의 선형을 읽어낸 다는 것은 헐을 보고 ( 당장에 부력은 예상할 수 없겠지만.. ) 어떤 식으로 주행할 수 있겠다는 것을
읽어내는 것과 같다고 할 수 있겠습니다. ( 다분히 제 주관적인 생각입니다. )
보통 오-.. 헐이 잘 빠졌네요.. 헐이 예쁘네요.. 하지만.. 단순히 모양만 모양이 예뻐서 좋은 선체는 아니겠죠..
모든 배는 만들어진 목적이 있습니다. 주로 달리게 되는 지역.. 동력의 종류 등.. 여러가지 컨디션에 따라
그게 맞는 선체를 사용하게 되는 것입니다. 그걸 잘 못맞추어 구매를 하는게 문제이지.. 이건 후졌네..
라고 말할 수는 없지요. 이러한 안목을 기르기 위해서는 먼저 몇가지 물리학 을 이해할 필요가 있습니다.
대단한건 아니고.. 다 배우신것들입니다.
우선은 표면장력인데요..
표면장력에 대해서 위캐 사전에서는 "표면장력(表面張力, 문화어: 겉면켕김힘)은 액체의 표면이 스스로 수축하여
되도록 작은 면적을 취하려는 힘의 성질을 말하며 계면장력의 일종이다." 라고 정의하고 있습니다.
(http://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%91%9C%EB%A9%B4%EC%9E%A5%EB%A0%A5 )
즉 물이라는 유체는 분자들끼리 뭉치려고 하는 성질이 있어 위로 밀어올리려는 성질이 있는 것이죠.
( 구글 퍼옴 )
그래서 요런 것도 가능하고 .. 소금쟁이는 가벼우니까요.
( 구글 퍼옴 )
이런 물제비도 가능한 것입니다.
이러한 표면장력은 배가 파고를 째고 나가는 것과 깉은 관련이 있습니다.
물은 표면장력이 작용하는 유체이고.. 배는 앞으로 나가야 하기 때문에 표면장력이 작용하는 유체를 밀고 나가야 하기 때문에
물의 표면장력과 파도의 힘을 가르기 위해서는 그보다 저 큰 에너지를 표면에 집중시켜야 하는 것입니다.
좀 어려운 설명인데.. 더 쉽게 말씀드리자면.. 나무를 자르기 위해 똑같은 야구방망이로 나무를 치면 끄떡도 안하지만
도끼로 치면 나무가 잘리게됩니다. 휘두르면서 무게에 비례하여 증가하는 에너지를 ( 방망이 보다 도끼날이 무겁잖아요 )
날카로운 날로 집중시키기 때문에 나무를 찍을 수 있는것이죠.. 아마 야구방망이를 쇠몽둥이로 바꾸더라도
나무를 자르려면 정말 수백번을 치던지 엄청난 힘으로 쳐야 할겁니다.
배도 마찬가지입니다.
일반적인 고무보트의 헐입니다. 아무리 바람을 땡떙하게 넣어도 튜브이기 때문에 용골이 뭉툭하죠..
일반적인 콤비보트의 헐입니다. FRP소재기 때문에 용골이 날카롭습니다.
이런 차이에서 고무보트와 콤비(RIB)보트는 주행성능에 많은 차이가 납니다.
물을 가르고 가야 하는데 고무보트는 용골이 뭉툭-하기 때문에 물의 에너지를 뚫기 위해서 더 많은 힘이 필요하고
더 많은 저항을 받게 되기 마련이죠.. 엔진의 힘으로 물을 밀면서 간다고 보는게 맞을 정도입니다.
콤비는 날카롭고 단단한 용골로 엔진의 에너지를 집중시키기 때문에 물을 가르고 가기가 훨씬 수월합니다.
FRP 보트는 그런 점에서 더욱 유리합니다. 해서.. 같은 크기면 FRP보트의 경우 저마력으로 운용할 수 있습니다.
또한 파도를 넘는 과정에서도 많은 차이가 나게 되는데요.
달리는 과정에서 물의 표면장력은 더욱 커지게 됩니다. 그만큼 단위시간당 많은 표면을 상대해야 하기 때문인데요..
바닥이 뭉툭한 고무보트는 에너지 집중이 안되기 때문에 잔파도를 가르지 못하고 물제비의 돌처럼 튕겨나가게 됩니다.
그리고 다음 파도 혹은 수면을 만나면 또 튀게 되고.. 이렇게 퉁~퉁~ 튕기면서 주행하게 됩니다.
( 사실 이 현상은 부력과도 관계가 있는 이야기이기 때문에 아래에서 다시 언급할 예정입니다. )
물론 튄다고 하면 콤비도 튀고 FRP도 튑니다. 튀지 않는 배는 없습니다 다만 콤비나 FRP는 그만큼
물을 가르고 가는 능력이 뛰어나기 때문에 스멀스멀 넘어갈 수 있는 것을 고무보트는 수면의 영향을 많이 받는 편이죠.
나. 부력과 선형과 주행의 관계
선형과 주행특성을 이해하는데 부력은 빼놓을 수 없는 요소가 됩니다.
부력이라 하면.. 무언가 물에 들어가면서 얼마만큼의 물을 밀어내느냐.. 의 척도입니다.
내 배의 부력이 500 킬로 그람이라면.. 선체를 포함해서 500 킬로그람까지 물을 밀어낸다는 것이겠죠.
이것은 단순히 튜브의 용적에 국한된 이야기가 아닙니다. 어디까지나 전체의 부피로 보아야죠.
( 어느고무보트의 부력이 500 킬로라고 할 때 튜브 용적이 500 킬로라는 이야기가 아닙니다. )
즉.. 같은 부력이라도 선폭이 좁고 깊을 수도 있고. 선폭이 넓고 얕을 수도 있다는 것입니다.
1 번은 전형적인 고무보트의 킬 단면.. 2번은 콤비에서 주로 보이는 킬 단면, 3번은 FRP에서 많이 보이죠...
4번은 카타마란 요트에서 볼 수 있는 킬 단면입니다.
옆의 수면은 파고로 보시면 되겠구요..
고무보트의 경우 헐이 낮습니다. 그래서 1 ~2 번 사이의 파도는 가르고 가거나 통통 튕기면서 갈 수가 있습니다만
그 이상의 물결이 다가올경우.. 부왉! 하고 파도를 따라 배가 요동칠 것입니다. 요때 밧줄 안잡고 있으면 바다로 풍덩!
배가 훅! 뜨는 이유는 헐이 물을 밀고 나가는 힘 보다 부력이 더 크게 작용하기 때문입니다.
곰보트의 경우 2번선부터 헐이 수평화되면서 급격하게 부력을 받게 됩니다. 물론.. 민물에서는 그다지 해당사항이 없어요
콤비는 재질 및 선형상 파도를 잘 쪼개는 편이고 곰보트에 비해 헐이 좀더 깊기 때문에 2.5 정도 선까지는 충격이 덜하지만
역시 3번선까지 가면 급격히 부력을 받으면서 배가 부왉!! 하겠죠 ^^
20피트 이상의 FRP 보트들은 파도를 쪼개면서 나가기 위해 헐이 두 섹션으로 나누어져 있는 경우를 많이 볼 수 있는데요.
물살을 가르고 좀더 높은 파도에 대응하기 위해 ( 승선감도 훨씬 안정됩니다. ) 헐이 깊게 들어가는 편입니다.
그럼 좀더 부력도 높이고 하기 위해 쌩 V 형으로 가면 좋을텐데..왜 저런 모양새를 하는지는 나중에 다시 말씀드리기로
하겠습니다.
카타마란형 세일요트의 헐은 상당히 얇고 길게 제작되어있습니다. 파워보트 처럼 엔진이 올라갈 일도 없으니
선체 기럭지에 구애받을 일도 없겠구요. 직진 안정성이 상당히 우수하고 웬만한 파도에 선체가 요동칠 일은
그다지 일어나지 않습니다.
결국 배라는 것은 부력을 받아 뜨는 구조인데 어떻게 부력을 받게끔 제작되어있느냐가 배의 운동선과 승선감에
많은 영향을 끼치게 됩니다. 사실 고무보트는 거의 그나물에 그밥이라고 보는게 맞고... 단지 용골이 있느냐 없느냐..
20" 이상의 ( LONG ) 트랜섬을 갖는 선형부터는 콤비나 FRP배는 주행상 여러가지 역학관계를 고려해서
선형을 볼 필요가 있습니다. 작은 차이가 주행상 많은 차이를 만들어 내기도 합니다.
1일차를 쓰고 보니.. 배의 구조나 용어 개념정리가 먼저 되어야 한다 라는 생각이 드는데..
이건 다음 차수에서 말씀드리기로 하구요.
일단 잘라 1편 마치겠습니다.
감사합니다.