nylon 계열은 약 125종으로 구분되는데 패러글라이더나, 낙하산 계열의 모든 원사는 nylon66번을 사용합니다. 기체의 기본 재료를 구성하는 원사의 굵기를 말하는 denier 란 그 자체 즉 원사의 단위 길이당 무게를 지칭하는것입니다.
이것은 미국식 단위이며 denier 의 기본적용은 길이1.000m 당 원사무게를 적고 이것이 그 원사의 굵기를 나타냅니다. 원단으로 제직이 될시에는 원단의 단위 길이당 무게 즉 1yd에 대한 무게를 통상적으로 적습니다. 인조섬유은 ..../d 라고 적고 자연섬유는 ..../s 를 적습니다. 인조섬유의 단위 길이당 굵기는 자연섬유와는 큰 차이가 있습니다. 즉 인조섬유의 단위는 높아질수록 굵어지는것이고 자연섬유의 단위는 높아질수록 가늘다는 것 입니다. 다시 설명하면 30 denier 은 1.000m에 30g 이란 뜻이고, 40 denier란 1.000m 에 40g 이란 뜻입니다. 이에 반하여 자연섬유는 길이 840 yd에 대한 단위 면적당 g 를 적습니다. 즉 면사번수 100s [수]라고 적혀있다면 이것은 840yd 100/ 1g를 나타냅니다 .면사번수 50 s 라면 840yd 50 /1g 입니다. 그리고 패러글라이더 적용되는 원사는 nylon66 30 denier 입니다. 그럼 30 denier 란 얼마의 굵기인가? 30 denier 는 원사 길이 1.000 m 의 무게가 30g임을 말하는 단위입니다. 매우 가는 세사라고 보셔도 됩니다.
nylon의 특성은 열에 매우 약하다는 것 입니다. nylon 의 가장 기본은 석유의 원유에서 추출하며, 헷볕이나 습기에도 매우 약한 특징을 소유하고 있습니다. 통산 nylon은 영상 125도의 열에 수축을 합니다. 그러므로 패러글라이더의 보관은 늘 습기가 없고 선선한곳에서 보관하셔야 하는 이유입니다. 그리고 직사광선도 피하셔야 합니다. 위에 것은 원사에 대한 설명입니다. 원단에 대한것은 단위 면적당 무게 즉 가로세로 1 yd 에 대한 기록을 합니다. 통산 낙하산을 만드는 원단은 nylon66/38g d/r이라고 적어놓으며, 이것을 보시는분들은 아 그 원단이 1yd에 38g 이며 이중구조 즉 더블립스탑 형태로 제직되어 있구나 라고 이해하시면 됩니다. 여기서 기록되는 d/r 는 double ripstop [더블립스탑] 의 약칭이며 이런 제직구조는 원단의 연속적인 찢어짐 방지를 위한 구조입니다. 패러글라이더의 원단을 자세히 살펴보시면 작은 사각 무늬를 구성하는 속에 2개의 수평줄이 가로와 세로로 원사줄이 또 있음을 살펴 볼수 있습니다.
위와 같지 않는 원단을 사용한 기체가 아니라면 일단은 패러글라이더를 만드는데는 적절한 원단이 아니라고 판단하셔도 됩니다. 원단의 길이에 대한 통상 명칭은 영국식 yd 단위를 사용하며 1 yd는 0.9144m 입니다. 이것은 국제적인 단위 입니다.
그리고 캐링톤이나.....포세...라는것은 원단 제작사의 제품이름입니다. 즉, 우리나라 자동차 회사 현대에서 차를 만들어서 "그랜져" 라는 이름으로 부르는것과 같은것 입니다. 원단에 대한 모든 기록 파열강도나 인장강도 등등의 기호는 1inch 에 대한 강도를 기록하며, 무게 단위는 1yd 에 대한 것으로 기록합니다. 이런 기록내용은 국제 공통입니다. 현재 대체적으로 많이 사용되는 원단은 포세마린과 캘링톤입니다.
Flight mechanism _ Canopy 천의 공기투과율
Paraglider canopy 천의 공기투과율(생지를 통하여 어느 정도 공기가 빠지는지 수치㏄/㎠/sec로 나타내며, 이것은 일정한 압력을 가한 상태에서 단위면적 1㎠를 통하여 1초간에 명 cc의 공기가 천을 통과하는가를 나타내고 있다. 따라서 수치가 적은 쪽이 공기가 빠지기 어려운 것이 된다)과 패러글라이더의 성능, 특성과의 관계에 대하여 알아본다. 이 공기가 빠지는 것에 관해 5년 전에 한 번 큰 문제가 된 일이 있었다. 그 후 원인 해명이 되어 최근에는 공기 빠짐에 의한 문제는 들을 수 없게 되었다.
여러분이 알고 있듯이 패러글라이더용의 생지는 가는 나일론 또는 포리에스텔 사로 종횡으로 교차하여 짠것에 수지(일반적으로 우레탄)를 코팅해서 공기가 빠지지 않도록 하고 있다. 따라서 정도의 차는 있어 패러글라이더를 사용함에 따라 코팅이 벗겨져 조금씩 공기가 빠지는 것은 피할 수 없는 일이다. 그래서 이번 회의 주제 공기투과율과 패러글라이더의 성능, 특성의 관계를 아는 것은 패러글라이더의 안전성에 매우 중요한 것이다.
1994년 일본대학 이공학부에서 실시한 실험결과를 토대로 진행한다. 이 실험은 표1과 같이 몇 개의 공기투과율의 생지를 사용해서 패러글라이더의 모형을 만들어 풍동실험을 한 것이다. 그 중에서 대표적으로 이해하기 쉬운 그래프를 그림1에서 3에 표시한다. 그림 중 풍속이 17m/sec로 되어있으나 이것은 모형이 실제의 패러글라이더보다 적기 때문에 이 풍속으로 거의 실제의 패러글라이더로 비행하고 있을 때와 같은 조건(제이놀즈 수치 같다)이 된다.
그림1의 양각과 양력계수와의 그래프는 A와 B는 거의 같은 곡선으로 양각과 같이 양력계수가 상승해서 양각 12-13도에서 확실히 실속하고 이 때의 최대 양력계수는 1.4로 되어 있다. 반면 C는 실속이 양각 약 6도에서 발생하고 있어 최다 양력계수는 0.8이며 D에서는 실속이 명확하게 일어나서 최대양력계수는 0.7(A, B의 50%)로 되어 있다. 다시 말해서 공기가 빠짐에 따라 실속하는 앙각이 적어지게 되어 최대양력계수도 적어지고 있다는 사실을 알 수 있다.
그림2의 앙각과 항력계수의 그래프에서는 A와B의 실속각도까지 앙각과 함께 서서히 저항계수가 증가해서 실속앙각에서 급히 증가하는 통상의 날개의 특성을 나타내고 있다. 반면 C와 D는 완만한 앙각과 함께 증가해서 실속점이 확실하지 않으며 그림3의 앙각과 양항비(揚抗比)와의 그래프에서는 A와 B는 최대 양항비가 앙각 5도에서 약 16-17. 한편 C에서는 양각 4도에서 12. D에서는 앙각 2도에서 10이 되어 있어 공기가 빠짐에 따라 최대 양항비의 앙각이 적어지고 또한 최대 양항비 자신도 적어지고 있다. (D에서는 A. B의 60%)
다시 말하면 3개의 그림에서 Canopy천의 공기투과율이 커짐에 따라 (공기 빠짐이 용이해 지는 것) ① 실속 각이 적어지며(실속이 용이하다) ② 양력계수가 적어지며 (비행속도가 빨라지며) ③ 항력계수가 커지며(일어 세우기가 나빠지며) ④ 양력비가 적어진다(성능이 떨어진다)는 사실을 알 수 있다.
그리고 이 실험에서는 명확하게 되어 있지 않으나 실제의 비행에서 공기 빠짐이 심한 기체는 소위 깊은 침하(Stall)에 빠져 피할 수 없는 일로 알고 있다. Canopy의 Rise-up상태가 나쁘거나 비행상태가 나쁘다고 느껴지면 공기 빠짐 또는 라인이 늘어나는 등으로 여겨진다. 정기 점검을 메이커 또는 샵에 의뢰하는 것이 좋을 것이다.
표1 사용한 천과 공기투과율( cc/㎠/sec ) 사용한 천 A.......0.02 사용한 천 B.......0.11-0.14 사용한 천 C.......1.4-2.3 사용한 천 D.......6.3-8.3
* 필자프로필 현재 일본 패러글라이더 경기대회 중심인물로 활약 중. JHF/PG 경기 위원장. 국제 패러글라이딩 위원회 위원 겸임.