황종철의 윈드서핑 주행원리

[노태학]

황종철님이 2004년도인가 발표한 "윈드서핑의 주행원리"라는 제목의 박사학위(?) 논문입니다.

개인적으로 감탄한 글임다. 이해가 안되는 부분이 더 많았지만.

다들 보셨겠지만 우리 카페에는 엄서시리..

 

윈드써핑의 주행원리 본인은 윈드써핑을 시작한지 약 5년 정도 된 중급 정도의 써퍼 입니다. 그동안 윈드써핑의 주행원리 및 주행 기술이 실제 써핑시 도움이 될 수 있는 이론이나 원리가 없을까 ? 하는 마음으로 나름대로 생각을 해 보았습니다만 아직 검증 된 적이 없는 순수 아마추어의 생각이라 지금 내가 생각하고 있는 원리들이 과연 타당한 것인지, 여러 고수님들의 의견을 들어 보고 평소 생각하고 있던 주행의 원리를 검증받고 싶은 욕심이 생겨 기술해 보고자 합니다. 여기서는 주행의 역학적 관계를 기술하는데 중점을 두도록 하겠습니다. 여러 고수님들의 아낌없는 관심과 잘못된 점에 대한 많은 지도를 부탁드리며 서술해 나가도록 하겠습니다. 또한 도움이 될만한 추천 웹사이트나 책이라도 추천해주시면 감사 하겠습니다. 1, 윈드서핑의 주행 상태를 말로서 표현하면 바람의 힘을 받아 그 힘을 속도와 균형잡기에 분산 사용하며 스릴을 즐기는 운동이라고 보아 집니다. 1-1 우선 속도에 중심을 두어 즐긴다면 슬라럼보드 1-2 속도를 포함하여 중심잡기를 위한 빈번한 중심이동을 통한 스릴 즐기기라면(점프 등등) ―펀보드 1-3 파도가 높고 강풍일 경우에는 안정적인 주행자세와 보드의 크기 세일의 크기등 조건에 맞는 세팅을 통해서 환경의 변화에 적응하게 되고......... =====> 결론적으로 말해 제가 찾아보고 싶은 것은 가장 완벽한 자세. 가장 완전한 보드는 어떤 것일까 하는 것이며 또한 자세로서 보드를 보완할수 있다면 얼마많큼 보완할수 있겠느냐는 것입니다. 고수님들의 많은 도움 바랍니다! 2, 윈드서핑의 주행 원리 바람의 힘을 받아 속도와 균형잡기를 하기위해서는 바람을 1차로 받게 되는 리그부분 리그부분에서 받은 힘이 속도로 전환 되었을 때 가상의 힘 백터많큼의 길이인 보드 그리고 리그부분과의 힘의 균형을 위한 스케그로 구성 되어 있다. 2-1 스캐그와 세일의 상관관계 윈드서핑을 한다는 것은 세일과 스캐그의 밸런스를 맞추는데 주어지는 힘의 량의 빼고 난 나머지 바람의 힘이 속도로 전환되는 것 입니다. (1) 본인의 경험으로 풍상으로 올라가서 일정속도 이하로 떨어지면 스핀아웃에 걸리고 맙니다. 왜 그럴까요? 이것은 스캐그와 세일에 대한 힘의 밸런스 문제 일 것 입니다. 우리가 주행을 할 때 풍하로 떨어뜨리기 위해서는 두 가지 방법을 택합니다. 첫째 발로 보드의 앞부분을 밀어서 보드의 각도가 풍하의 각도가 나오게 하는 방법(오버세일링시 저는 이 방법을 많이 씁니다)과 둘째 체중을 앞쪽으로 이동해줌으로서 바람에 이끌려 수면에 있던 체중이 보드위로 적당히 일으킴 으로 해서 풍하로 떨어지게 됩니다. 물론 두 가지 방법 다 쓸 때도 많지만.. 2-2 스캐그가 받는 힘의 량 (2)이것을 수식으로 나타내어 보면 바람의 힘을 ------------------ W 진행하는 속도를 ------------------V 파도 등의 진행 마찰력을 ------------R 스캐그에 주어지는 힘을-------------S 라고 했을 때 전체 바람의 힘W=진행속도V+마찰력R+스캐그에 주어지는 힘2S 여기서 2S가 되는 이유는 체중으로 리그부분으로 당기는 힘과 발로 밀어주는 힘의 량이 같아야만 중심축이 형성되기 때문에 2S가 되어야 한다는 것입니다. (여기에서도 가장 힘을 적게 들이면서 탈수 있는 자세가 어떤 것일까를 생각해 볼 수 있지만 다음에 한 번 더 적도록 하겠습니다.) (3)여기에서 스캐그의 역할에 주목해야 할 필요가 있다고 생각 합니다. 즉 세일과 스케그는 서로 반대 방향으로 힘이 작용하고 있으므로, 풍상으로 향할 때는 S>1 스캐그에 주어지는 힘의 량이 1보다 크고 풍하로 향할 때는 S<1 스캐그에 주어지는 힘의 량이 1보다 작아지게 됩니다. . 따라서 풍하로 향할 때는 스케그에 주어지던 힘들이 줄어드는 만큼 리그 부분(세이)에 전달되어 지므로 속도가 더 빨라지게 되는 것이죠……. 여기서 다시한번 짚어야 할부분이 부드럽게 탄다는 것인데..... 진행속도와 마찰력을 제외하고 중심을 잡기 위한 총 힘의 량이 2S 우리가 제대로 된 속도를 얻기 위해서 풍하로 떨어뜨리는 이유가 여기 있을 것입니다. 그리고는 다시 풍상으로 올라가고 다시 자이빙하여 풍하로 떨어뜨리는 과정들이 얼마나 효율적으로 이루어지느냐가 전체바람의 힘W를 로스 없이 효율적으로 사용하여 더 빠르고 더 손쉽게 세일링할수 있느냐 일 것입니다. 3, 바람의 세기변화에 따른 스캐그와 세일에 미치는 힘의 변화. 3-1 속도의 증가에 따른 스캐그 압력의 변화량. 속도가 증가하면 스캐그를 밀어주어야 할 힘의 량은 점점 증가 하게 됩니다. 마찬가지로 세일을 당기는 힘도 점점 커지게 되어 돌풍이 불거나 자신의 힘을 넘어서는 초강풍이 불 때는 물에 빠지게 됩니다. 이것을 버틸 수 있는 한계를 힘이 아닌 기술로서 극대화 할 수 있는 방법은 없을까요? 3-1-1 스캐그압력변화의 증거. (1)우리가 주행을 할 때는 스캐그가 그냥 따라 오는 것처럼 보이지만 실제로는 세일을 당기면서 발로서 바람의 방향과 같은 방향으로 밀고 있으므로 일정한 압력을 가하고 있는 것입니다. 이것을 또 다른 측면으로 보면 속도가 증가 한다는 말은 속도증가분많큼 물이 스캐그에 부딪히는 확률이 증가 하고 그 증가분 만큼 압력이 증가 한다는 것입니다. (2)즉 우리가 널빤지를 횡으로 미는 것과 같은 역할을 한다는 것이며 (3) 그 횡으로 미는 힘의 변화량은 스캐그의 입장에서 보면 물의 밀도가 증가하여여하한 힘으로 횡력을 작용 시켜도 바람구멍이 생기지 않게끔 한다는 것이죠... 이것은 파도를 만났을때 스핀아웃을 막기 위하여 체중을 보드 위로 일으키는 것과 같은 이유 일 것입니다. (4)속도 증가에 따른 스캐그에 주어지는 물의 압력변화 스캐그에 주어지는 물의 압력 증가분 1cm3/g증가분 = 보드의 속도 x 물의 밀도 x ????(내짧은 가방끈) =내체중 x tan각도+체중으로도 모자라는 것을 보충하기 위한 힘 (5)여기서 탄젠트 각도 계산이 나오는 이유는 철탑 사이의 전선을 축 늘어뜨려 시공하는 이유와 같은 것으로서 tan0=0 tan30=1/V3(루터3) tan45= 1 tan60=v3(루터3) tan90=무한대 즉 우리가 세일링 할 때 가장 편안하게 세일링 할 때는 체중이 수면과 45도 기울기로 세일링 할 때이며 바람이 더 강해지면 수면으로 몸을 더 눞이는 이유가 여기에 있다. 또한 여기서 써퍼가 개발해야 할 기술들을 생각 해 볼 수 있는데. 가, 체력을 키워 수면과의 기울기를 45도 이상으로 기울이되 그 상태를 유지 할 수 있는 힘(즉 45도 이상으로 체중을 눞혀 스캐그에 주어지는 힘을 자기 체중 이상의 힘을 전할수 있는 능력)나, 파워를 키웠다면 증가된 속도만큼의 중심이동기술 그리고 정확한 세팅기술이 필요 하다고 생각되어 집니다.   이 모든 것들은 우리나라같이 가스트성 바람이 많은 곳에서는 한 장의 세일 로 좀더 다양한 바람을 즐길수 있다는 이야기와 같은 것이라고 생각 되어 집니다. 그리고 오버 세일링을 할 수 있는 구체적인 원리에 대해서는 또다시 적어 보도록 하겠습니다. 또 한 가지 바람이 있다면 본인의 가방끈이 짧은 관계로 유체에 대한 계산능력이 부족하여 (4)번의 계산이 되지 않네요... 저 계산이 되면 오버 세일링의 한계치 까지 계산해 보고 싶은데... 고수 님들 도와주세요 . 잘 아시는 웹사이트라도 좋고요 . 터틀박스같은 부품파는 사이트라도 좋습니다. 점 알켜 주세요 4. 세일의 크기와 스캐그의 크기. (돌풍에 스핀아웃이 걸리는 이유) 이 부분에 대하여서는 많은 이견이 있을수 있다고 생각 합니다. 그것은 본인이 아직은 경험이나 능력이 이것의 미세한 차이를 충분히 설명할 많큼의 실력이 되지 않고 또 한 계산식으로 증명할만큼의 가방끈이 되지 않아서 고수 여러분 들의 도움이 절실한 페이지라고 생각되어 집니다. 보통 바람이 약한 곳에서는 보드 하나에 스캐그 하나 만으로도 별 부족함 없이 세일링을 즐길 수 있습니다. 그러나 바람이 세어지고 세일의 크기가 작아지면서 스캐그를 바꾸어야 할 필요성이 나타나기 시작 합니다 . 빵빵하게 하네스를 걸수 있는 바람일때 a, 세일이 스캐그에 비하여 작을 경우---- 증상1-속도가 증가 할수록 배가 뒤집어 지려고 하며 발목에 무리가 가고 잘못하다 발목이 부러지는 경우도 있다고 함.. 증상2- 풍하로 떨어뜨려 속도를 얻지 않고 곧바로 플래닝상태로 들어 갈려고 하면 배가 미끄러져 나가지 않고 제자리에서 토끼뜀하듯 폴짝폴짝 뛰어짐.... b,세일이 스캐그에 비하여 클 경우. 증상1- 충분한 속도를 얻지 못한 상태에서 풍상각을 얻어려고 하면 스핀아웃이 잘 걸린다. 증상2- 8자 코스를 그리기 위해선 충분한 속도를 얻기 위한 거리가 반드시 필요하다 . 증상3- 풍하로 충분히 떨어뜨릴 만큼의 실력이 되지 않는 써퍼가 이런 세팅을 할 경우 종종 태평양으로 방생되는 경우가 발생한다. 왜 그럴까요? 우선 이것을 설명하기 위해선 원리1의 수식을 다시 옮겨 와야 할 것 같습니다. 바람의 힘을 ------------------ W 진행하는 속도를 ------------------V 파도 등의 진행 마찰력을 ------------R 스캐그에 주어지는 힘을-------------S 라고 했을때 전체 바람의 힘W=진행속도V+마찰력R+스캐그에 주어지는 힘2S 체중 70kg의 써퍼가 수면과 45도 기울기의 플래닝상태를 유지하고 30스캐그를 사용하여 브로드를 치고 있다면 tan45도는 1이므로 스캐그에 주어지는 힘 S = 70kg x cos각도 (다리를 벌려 양쪽으로 힘을 분산시키는데 그 마름모꼴의 힘을 반으로 쪼개어 계 산하려면 cosin이 적용된다) cos0 = 1 cos30` = V3(루터3) / 2 cos45` = 1 / V2(루터2) cos60` = 1 / 2 cos90` = 0 간단히 말하면 힘을 넓게 쓸수록 스캐그에 저항을 적게 준다는 말이죠. (1) 이 코사인각으로 스핀아웃에 대한 어느 정도의 설명이 될 것으로 생각되어 집니다. 즉 강풍에서 스캐그로부터 얼마나 멀리 중심축을 둘 수 있느냐가 스핀아웃에 걸리지 않는 방법이란 것이죠. 또한 돌풍이 많은 지역에선 중심축을 언제라도 앞으로 옮길 수 있는 세팅 그리고 빠 른 중심이동이 스핀아웃에 걸리지 않고 또는 물에 빠지지 않고 주행할 수 있는 기본 원리 라는 것입니다. (2) 바람이 세어지고 보드의 속도가 빨라질수록 가상의 중심선은 앞으로 옮겨 짐니다. 따라서 바람과 파도의 상태를 읽고 그기에 맞는 세팅을 한다음 어떤자세로 타겠다는 기본적인 이미지를 구성하고 배를 타는 것이 올바른 방법이 아닌가 생각되어 집니다. 또한 앞서 설명 드렷던 탄젠트의 개념과 지금 설명한 코사인의 개념이 이해가 되시면 각자 나름의 적당한 자세를 만들어 자신의 힘과 체중을 좀더 효과적으로 사용하여 코가 큰 사람들과 경쟁할 수 있지 않을까 생각 되어 집니다. (3)특히 초보서퍼들의 경우 약한 돌풍에도 물에 빠지고 마는데 그것이 바로 이 코사인에 대한 설명으로 모두 이해가 되실줄로 믿습니다. 즉 돌풍으로 인하여 가상의 중심선은 앞으로 이동되었는데도 서퍼가 이를 보정해 주지 않음으로 인하여 스케그에 힘의 비중이 높아져 배가 돌거나 스핀아웃에 걸려 물에 빠지게 되는 것입니다. 또한 중심축의 이동은 파도의 상태 바람의 상태에 따른 보드의 선택과도 연관되어 있 다고 생각 되어 집니다. 즉 스캐그의 위치와 풋스트랩의 거리 위치에 따라서 동선이 결정되고 힘을 실을 수 있는 공간이 결정되는 만큼 여기에 보드 제조 회사의 노하우가 실려 있을것으로 생각 되어 집니다만 가방끈이 짧은 관계로 더 이상의 생각들을 발전시킬 수가 없네요... 이러한 계산으로 가장 적당한 세일과 스캐그의 선택방법같은 것이 나올 것 같거만.... 5, 오버세일링의 득 과 실 오버세일링 -- 본인의 경우 동료서퍼들 보다 항상 조금은 큰세일을 쓰는경우가 많아 바람이 조금 세어지면 자주 세일이 오버라는 이야기를 많이 들어 왔습니다. 그러나 세일 오버에 대해서는 바람의 조건이나 세팅의 상태등 여러 가지 조건들에 따라 주행여건들이 많이 달라지므로 우선은------------------------------ ----------------------------------------- 오버 세일링이라는 단어를 ------------------------- 서퍼가 감당하기 어려운 바람상태라는 것으로 정의---------------------- 하고 이야기를 시작 하도록 하겠습니다. 바람이 강해질 경우 서퍼가 바람을 감당하기 힘든 경우는 장비 바람 실력등 몇가지 요인들에 의하여 결정되어 지므로 그것을 하나하나 구분지어볼 필요가 있다고 생각 합니다. 이러한 구분들은 자신이 윈드써핑의 원리를 이해하여 자신의 실력향상에 대한 목표치를 정하고 스스로 노력하여 업그래이드 되는 자신을 발견하는 즐거움을 누리는 동시에 자신의 안전을 지키는 지렛대가 될 수 있을 것으로 생각 합니다. 오버세일링을 정확히 이해하면 안전하게 ---- 풍속20이상의 초 강풍에 몸을 맏기고 바다를 질주할 수 있다고 생각 합니다--- 이것은 모두 본인의 경험을 적은것으로서 사람에 따라 이견이 있을 수 있다고 생각 합니다. 스스로 감당하기 힘든 오버세일링의 경우들... 장비세팅 - (1)세일이나 스캐그가 클 경우 풍하로 떨어 뜨리는데 너무 많은 힘이 들기 때문에 자세가 불안해지고 보드의 균형이 깨어져 결국은 바람에 끌려다니게 된다. 이럴 경우가 자신의 실력을 태스트해 볼 좋은 기회라고 생각 합니다. 우선 바람에 끌려 다닐망정 풍하로 넘어가지 않았다는 것은 일단은 바람을 힘으로 이겻다는 이야기이니까 그다음부터는 방법이겠죠? ㄱ,우선은 어펄이나 워트스타트로 출발점으로 돌아올 수 있을 자신있는 스캐그 를 선택 합니다. ㄴ,어펄라인을 마스트 쪽으로 이동시켜 줍니다. ㄷ,주행중 체중을 최대한 앞으로 이동하고 동시에 수면으로 최대한 눞혀주되 세 일은 바람을 충분히 받을수 있게끔펼치고 주행합니다. 앞에 설명했던 탄젠트와 코사인이 100프센트 활용된 주행 방법입니다. 이런 주행 방법이 옳은건지 어떤지는 잘 모르겠지만 힘들이지 않고 큰세일을 탈 수 있는 방법이라고 생각 합니다. 체중이 문제가 아니라 체력이 문제가 되는 세일링방법.... 그러나 저역시 아직은 초보 단계라 어떤 강풍이라도 주행은 가능하다는걸 느꼇지만 자이빙은 아직 성공을 못했군요... 그것은 속도에 겁을먹어서 그런거 아 닌가 하고 생각 하지만.... 아직은 잘 모르겠습니다. 연습하면 되겠죠 머.... (2)실력이 문제가 되는 경우 가장 안전하고 가장 즐거워야할 서핑입니다. 다같이 죽을 고생 하지말고 즐기면서 서핑합시다......자신의 실력을 과신하지 말고 주변의 상황과 셑팅상태에대한 확신이들때................. 그리고 바람 스캐그 세일 파고 8자코스를 그리기 위한 주행거리 에대한 최적의 조견표가 계산식으로 만들어 질 것 같은데..... 그리고 일전에 이런 말을 했더니만 어떤분이 있다고도 이야기 하더만........ 아무튼 이런 조견표가 있으면 객관적으로 자신의 실력을 알아보고 좀더 안전한 세일링을 즐길 수 있을 것으로 생각 됩니다만 아직은.................. 오버 세일링시 장단점 오버세일링은 장점이 곧 단점이기도 함니다.... 단점-1,우선 중심선이 길어짐으로서 보드에마찰력이 더 많이 발생한다. 2,노가다 세일링이다. 3, 자이빙의 회전반경이 크진다. 장점- 1,한계마찰력까지 탄다고 가정 했을 때 어떤 곳에서건 퍼프성 바람은 있으므로 좀더 빠를 수 있다.(한계마찰력은 큰세일이건 작은 세일이건 똑같은 파도 똑같 은 조건하에서 세일링을 하지만 세일이 크질수록 중심선이 길어지고 길어진많큼 마스트를 눌러주어야 하므로 마찰력이 높아진다. 따라서 세일이 크다고 세일의 크기 많큼 빨라 지는 것이 아니라 세일의 크기가 크지더라도 그 차이가 줄어 드 는 것이다.) 윈도르게임?(마크5개 띄우고 풍하고 돌아가는 게임)에서는 세일이 클수록 유리하다... 마찰력이 줄어 들기 때문... 자신없음. 실험을 안해 봤기 때문에... 그러나 한가지 분명한 것은 바람조건과 세일 스캐그의 선택 예상 시합코스의 길이등 을 계산하여 빅게임에 참여하는 선수들에게 풍상지점과 풍하지점등을 계산하여 시합에 도움이 될 수있는 훈련 지침서 정도는 만들 수 있지 않을까 하는 생각입니다. 그리고 아직은 검정된 적이 없는 순수 아마추어의 생각 이니 모쪼록 어떤 내용이라도 좋으니 고수님들의 지도 및 따끔한 충고를 기다림니다. 송정서퍼 황종철 1/2

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[노태학]

다른 데서 글을 퍼왔더니만 오른쪽에 이상한 아바타가 생기네요. 운영자님 요것 쩜 업세주서여.

[심규송]

박사학위 논문이라...음냐...마니 어렵네요...이전에 함 읽엇는데...지금 읽어도 심오한 내공의 끝을 가늠할 수 없군요....ㅎㅎ....대단함다....

[김백수]

꾸벅!!꾸벅!!꾸벅!! 수업시간입니까?? 너무어려워요... 암튼 종철형님의 열의는 정말 대단하시고요,, 저같은 무시기도 이해 할수 있도록 쉽게 쫌 올려주삼~~ 부탁합니당!!

[임호야]

나는 여태껏 무대포 노가다 서핑을 해왔는데 이런 학문적인 이론과 실체를 열거한 것을 보니 대단 하심다...앞으로 공부하면서 책보면서 배타겠슴다,쐐주도 한잔씩 해가면서....ㅎㅎㅎㅎ.

[황종철]

물의를 일으켜 죄송함니다.벌서 5년이 다되 가건만 제글을 다시 보니 감회가 새롭군요 더이상 머리아프지 않기를 바라면서 왜 tan과 sin이 나왔는지 말씀드리겠읍니다.

[황종철]

tan는 보드와 횡으로사람이 세일에 매달려 주행할때 마스트와 보드를 누르는 힘을 표현한것이며 이것으로 사람마다 하네스라인의 길이가 다르로 붐의 높이가 다른지를 설명할수 있다고 생각 했읍니다. 하네스 라인을 남보다 조금더 길게 쓰는 사람들은 --보통 슬라럼 프로 선수들의

[황종철]

하네스라인이 조금더 긴것 같읍니다만-- 이것으로 매달리는 각도를 45도 이하로 줄이면서도 힘은 자신의 체중이상의 힘을 줄수 있겠기에 그렇지 않을까 하는 생각입니다. 붐의 높이도 같은 개념이겠지요.

[황종철]

cosin이 나온 이유 풍하로 보드를 떨어뜨릴때 또는 바람이약할때의 풍상각을 내는 방법, 강풍을 이기기 위한 체중이동 ,약풍에서의 플레닝방법등을 설명하자면 cos이 필요하다고 생각 했읍니다. cos는 서퍼가 주행중 체중을 앞으로 주었다가 뒤로 주었다가 하면서 보드의 중심을 안정시키기 위하여 끊임없이 위치의 보정을 해주는데 이행위가 스케그에 상대적으로 힘을 적게 주었다가 많이 주었다가 하는 역활로 보았으며

[황종철]

이 두가지를 완전하게 이해하고 ?팅을 하는것이 완벽한 튜닝으로 보았읍니다. r그리고 코사인은 보드길이에 대하여 마스트를 누르는힘으로 인하여 발생하는 스캐그의 상대적인 힘의 변화로 봐도 무방하겠지요,또한 이두가지를 이해하면 초보자가 쉽게 윈드써핑에 적응할수 있는 단계별 교육프로그램까지 만들수 있으므로 한번쯤은 생각해 보는것도 좋을것이라 생각 했읍니다.

[김백수]

그래도 어려워요~~~ 전 그래도 다행스럽게,, 카이트로 전향해서 다행인것 같습니다,, ㅋㅋㅋ (혹시 지금 카이트라이딩 관련 theory 만들고 있는것 아니시죠)

[송정갈매기(이문근)]

역시...윈드서핑은 어려워...암만 생각해도 신(?)들이 하는 운동인것 같네...