비행기 재료 - 목재 (발사, 스프루스,합판)

[snaproll 이종헌]

발사

모형 비행기 재료로 가장 많이 사용하는 재료는 역시 발사목(Balsa wood) 입니다.

평균 비중이 0.2 정도의 목재로 매우 가볍지만 무게 대비 가장 강한 목재입니다.

중남미가 원산지인 발사나무는 오동나무과로 대부분이 에쿠아도르에서 생산됩니다.

발사나무는 오동나무잎과 비슷한 큰 잎을 가지고 있습니다.

발사나무의 꽃과 열매.

바람에 멀리까지 날아간 씨앗은 발아하지 않고 기다리다가 주변에 나무가 죽거나 산불등으로 없어져

강한 햇볓이 내려쬐면 그때서야 발아하여 자라기 시작합니다.

성장속도가 너무 빨라서 반년만에 키가 3~4m가 되며 6~10년이면 거의 다 자라서 키가 30m에 달하고 직경도 1m가 넘는다고 합니다.

이때 베어내어야만 합니다. 그 이상 자라게 놔두면 바깥쪽은 더욱 단단해지고 안쪽은 비어서(구멍이 생겨서)

쓸모가 없어져 버리죠.

현미경으로 120배 확대한 발사나무의 단면.

발사나무는 목재무게에 5배에 달하는 수분을 포함하고 있어서 2주일동안 장시간 쪄서 인공건조 시켜 함수율을 6%로 낮추어 줍니다.

판재로 가공된 발사.

무게에 따른 발사의 분류

- Ultra Light (비중 0.06~0.08) : 매우 가벼우나 심재에 가까워 강도는 거의 기대하기 어렵다.

- Light (비중 0.08~0.10) : 아주 가벼운 소프트 발사로 강도는 약한편.

- Light Medium (비중 0.10~0.12) : 가벼운 소프트 발사 이면서도 어느정도 강도를 가짐.

- Medium (비중 0.12~0.15) : 가볍고 강도도 높아 가장 많이 사용하는 발사.

- Medium Hard (비중 0.15~0.19) : 높은 강도가 필요한 곳에 사용.

- Hard (비중 0.22~) : 발사나무로 보기 어려울 정도로 일명 "돌발사" 라고 부름.

제재방식(결방향)에 따른 발사의 분류

A-Grain : 결이 일정방향으로 형성되어 길이방향으로 튼튼해서 spar나 longeron에 사용된다.

결방향으로 쪼개지기 쉽지만 곡면 성형이 잘 되어서 날개나 동체의 sheeting에 사용된다.

B-Grain : 광범위하게 사용

C-Grain : 가장 튼튼해서 평면구성에 좋다. 엘베이터나 러더등 판재로 사용.

스프루스

스프루스(Spruce: 가문비나무, 전나무)는 비중이 0.44 정도로 비교적 가벼운 목재에 해당되지만 강도(특히 압축강도와 휨강도)가 좋아

모형 비행기 날개의 스파(spar)와 동체의 론저론(Longerone)에 많이 사용됩니다.

현미경으로 본 스프루스의 단면. 균일하게 튜브를 묶어 놓은 모습이다.

결방향으로 매우 강한 특성을 가지지만 역시 결방향으로 쪼개지는 단점이 있다.

마디카

우리가 "마디카" 라고 부르는 나무는 동남아에서 나오는 Jelutong 이라는 나무로 비중은 0.42~0.5 정도로 비교적 가벼운 목재이다.

결방향에 따라 잘 쪼개지지 않고 나이테 무늬가 없으며 조직이 치밀하여 조각이 쉽다.

합판

모형 비행기 재료로 사용하는 항공합판을 Aircarft plywood 라고 하는데 다음 두 종류를 주로 사용한다.

Birch plywood

Birch는 자작나무라고 하는데 거의 박달나무만큼 강합니다.

Birch Plywood는 매우 단단하고 강한 합판으로 대형비행기의 엔진마운트, 랜딩기어 마운트등에 주로 사용한다.

Bass plywood (light plywood)

Basswood는 참피나무로 대체로 오동나무보다 약간 무겁다고 보면 됩니다.

Bass Plywood는 가벼운 항공합판으로 여러 용도로 많이 사용한다.

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이스타모델에서는 각각 호주/인도네시아와 중국에서 가공된 발사와 항공합판을 직접 수입하여 선별하여 사용합니다.

다음은 거래하는 호주회사에서 발사에 대해 소개한 글입니다.

Balsa, Waht is it?

Balsa wood (Ochroma Lagopus & Ochroma Pyramidale) is the world's lightest commercial timber. It has been commercially logged since the 1900's and sourced for its exceptional qualities in strength to weight ratio, its outstanding buoyancy properties and its thermal and acoustic standards. Auszac Eco Balsa has been sourcing its balsa from Papua New Guinea and Indonesia where it has been successfully grown in plantations. These areas supports the rapid growth rate of the balsa wood tree with its constant warm temperatures, rich soils and high rainfall without a noticeable dry season. With these perfect conditions to grow the wood, PNG and Indonesian plantations have been yielding the best quality balsa wood consistently each year, which is why it is in such high demand worldwide.

Other plantations have dry periods that are detrimental to the product by slowing the growth rate and producing an inconsistent density. PNG plantations don’t encounter these problems.

Common uses of balsa:

Industrial core (wind turbine blades, fiberglass boats)

Strengthening ribs (swimming pools)

Sporting and recreational equipment eg surfboards (parabolic rails), table tennis bats, wake boards

Hobbies/ models (scale model aircraft)

Craft/ educational material (F1 CO2 racers)

Film and television sets

Aromatherapy sticks

Heat and sound insulation

Carving

Balsa wood properties:

Thermally versatile

Economical

Excellent fatigue resistance

High tensile/compression/shear and flexural strength to weight ratio

Easily machine or hand cut

Exceptional acoustic properties

Buoyant

Energy absorbing 

Balsawood - the facts  

Although balsa wood is technically labeled a "hard wood", it is actually very soft and light. It is the lightest commercially grown timbers in the world. Having the strongest to weight ratio means it is a very versatile natural product. If you were to put the wood under a microscope it would reveal that the cells are very large with thin walls, contributing to a product with a minimal solid material count, hence why it is lighter than other woods. Balsa wood is classified as hardwood not a softwood because the tree has leaves and not needles and instead of seed cones it has seed pods to name the more obverse features. 

Balsa wood’s lightness with strength comes from the cells structure much like a honey comb with the cell walls thin with a small amount of Lignum which is natures cement that hold all the cells together.

Versatility is balsa wood’s strongest characteristic and has many uses in a variety of constructions and purposes, where its diverse properties are required. Easily cut, easily machined, safe from toxins are also important to mention.

Useful Facts

Balsa has a fast harvesting maturity of three to five years

The trees can grow between 18 and 25 metres tall with a diameter average of 450mm, sometimes growing 1.5m per month.

The balsa tree is commonly known as a nurse tree in the plant world because of the rapid growth and very large leaves which provide much needed shelter to other more delicate plants and trees when fire or logging has stripped the land clear

Cultivated properly, maximum timber can be cut from the log therefore reducing waste. The thick bark/skin and off cuts are shredded and return to the plantation for aid in soil rejuvenation or used to fire the kilns.

[skyi-이건호]

목재 공부 잘 하였습니다....

[이인우]

자세히 공부하고 갑니다. 감사합니다 / 학생들을 위해서 퍼갑니다~^^