기구 (비행체)
기구(氣球, hot air balloon, blimp)는 공기보다 가벼운 기체를 이용하여 하늘을 나는 비행체이다. 기구는 별도의 추진력이 있는 비행선과는 구분된다.
2021년 7월에 일본에선 2020 올림픽을 기념하고자 도쿄 올림픽과 패럴림픽에 맞춰 도쿄도가 주최하고 현대아트팀 'ME(메)'가 기획한 기구가 띄워졌다. 이름하여 '正夢(마사유메: 현실이 된 꿈)'. 그런데, 사람 얼굴을 한 이런 20 미터 크기 기구를 실제로 띄우니 그야말로 이토 준지 만화인 목매는 기구 만화가 현실화되었다느니 온갖 욕을 실컷 먹고 있다. 현지인들은 길거리 지나가다가 음료수 뿜고 아기들이 보고 울고 저것 때문에 밤에 잠을 못잔다는 항의가 쏟아지기도 했다.
개요[편집]
기구는 동력이 없이 염화비닐 등에 공기보다 가벼운 기체를 채워 넣어 부력에 의해 떠오르게 만든 도구로 한마디로 초대형 풍선이라 보면 된다. 많은 사람들이 기구하면 떠올리는 흔한 이미지가 바로 이 열기구다.
비행방식에 따라 공기보다 가벼운 수소 가스나 헬륨 가스를 넣어 공중에 뜨게 하는 가스 기구와, 기낭(氣囊) 내의 공기를 버너 등으로 가열, 가볍게 해서 뜨게 하는 열기구((hot-air) balloon), 열기구와 가스기구의 퓨전형태로서 헬륨으로 어느 정도의 상승력을 얻고 공기를 데우거나 식혀서 상승, 하강하는 로지에르 기구(Rozière balloon)가 있다. 주머니의 형태에 따라서는 구형 기구와 유선형 기구로 크게 나뉜다.
추진체도 없이 어떻게 비행하는 지에 의문을 갖는 사람들이 많은데 그것은 각 고도마다 서로 다르게 부는 풍향을 따라서 움직이는 것이라 한다. 추진장치를 붙이면 비행선이 된다.
역사[편집]
중국에서 등장한 천등(天燈, Sky lantern)은 열기구의 원형이라고 할 수 있는데 전쟁에서는 통신 수단으로 사용되었다. 종이로 만든 풍선의 내부에 촛불을 밝히면 공기가 가열되면서 하늘로 떠오르게 된다. 이를 이용하여 바람의 방향으로 천등을 보내면 포위되어 있더라도 외부와 연락이 가능하게 된다.
기록에 남은 가장 오래된 기구는 프랑스의 몽골피에(Montgolfier) 형제가 1783년 6월 리옹에서 실험한 기구로 지름이 약 10.5m 되는 기낭에 짚을 태워 데운 공기를 가득 채워 넣고 약 300m의 고도까지 이르렀다고 기록이 되어 있다. 이때 몽골피에 형제가 기구를 발명하자 루이 16세는 기구로 하늘을 난다는 것에 대해 흥미를 보이고, 자신도 열기구를 띄우는데 참여하여 그 실험을 보게 된다. 기구의 생물을 태우는 첫 실험에는 양, 닭, 오리 등의 동물을 기구에 매달아 태웠는데 8분 동안 3km를 날아가 착륙했다고 한다. 그 뒤로 인간을 기구에 태우는 실험에는 위험성 때문에 사형수를 태우려 했지만, 피라토르 로지에르라는 젊은 의사가 "인류가 하늘을 나는 첫 실험을 범죄자 따위에게 할 수 없다."라는 이유로 자신이 실험에 참여했고, 로지에르와 프랑스 육군 장교 로랑 다들랑드가 첫 기구의 사람을 태우는 행사에서 올라가 하늘을 나는 영광을 누렸다. 물론 둘 다 무사히 착지했다고 한다.
또 몽골피에 형제는 1783년 11월 21일에 25분 동안 8.8km를 비행하여 인류 최초로 유인 비행에 성공하였다. 몽골피에 형제가 유인 비행에 성공한지 10일이 지난 1783년 12월 1일에 자크 샤를(Jacques Alexandre César Charles)은 수소를 이용한 기구를 이용하여 유인 비행에 성공하였다. 자크 샤를이 만든 수소 기구는 몽골피에 형제가 만든 열기구와 달리 공기를 가열하지 않고 수소의 부력을 이용한 점에서 차이가 있다. 수소 기구를 만든 자크 샤를은 보일-샤를의 법칙으로 유명한 물리학자이다.
전쟁에도 많이 쓰였는데, 초창기 프랑스 혁명기에 프랑스 혁명군이 사용했으나, 나폴레옹이 해산시켰다. 그 후 미국 남북전쟁 때는 양군 모두 정찰용으로 사용하였으며, 프로이센-프랑스 전쟁에서는 포위된 파리로부터의 우편물 수송과 탈출용으로 사용되었다. 제1차 세계 대전에서는 적 진영 관측용은 물론 포병의 좌표 확인용으로 특히 널리 쓰였다.
제2차 세계 대전에서도 같은 용도로 쓰였지만 항공기술의 발달로 이전처럼 대단위로 사용되지는 않았다. 일본 제국에서는 기구에 폭탄을 장착에 제트기류를 이용해 미국 본토 상공에서 폭발시키는 풍선폭탄 작전을 감행하였다.
또한 1, 2차 세계대전 때는 적 항공기의 접근을 막기 위해 일종의 열기구인 방공기구를 사용했다. 기구를 띄우고 땅과 줄로 연결해 두는데, 이렇게 하면 항공기가 줄에 걸릴 수 있어서 비행이 곤란하기 때문이다. 또한 기초적인 전자전의 도구로도 쓰였다. 알루미늄 호일과 같이 얇은 금속으로 겉을 씌운 기구는 레이더의 화상으로는 전함과 같은 큰 함선으로 오인할 수 있기 때문에 이를 이용한 미끼로 쓴 것.
현대에도 군사용으로 쓰이는 사례가 있다. 낙하산 강하 훈련을 할 때 이 기구에 탑승해서 상승한 뒤 낙하하는 것. 기존의 비행기에서 강하할 때보다 운용 비용이 적게 들기 때문에 이용한다. 물론 본격적인 비행기 강하와는 다르므로 이 기구는 난이도가 낮은 기초 훈련에 쓰고, 이후 단계를 높여서 비행기 강하로 발전하는 형태로 훈련을 진행한다.
특징[편집]
- 열기구 조종 : 비행 계획을 세우면서 조종사는 자신의 열기구가 어디로 비행 해야 할 것인가를 알아야 하며, 날아가는 비행 경로상에 착륙할 만한 곳을 미리 확보해 두어야 한다.
- 열기구 이륙 준비시간 및 착륙 후 마무리 시간 : 열기구를 부풀리고(inflaton), 다시 공기를 빼는데(deflation) 숙련된 지상요원들은 15 분 이내로 열기구를 팽창하고 이륙 시킬 수 있으며 비행을 마친 후 공기를 빼고 구피를 주머니에 집어 넣는 데도 약 15분 정도면 가능하다.
- 하루 중 열기구가 비행하기에 가장 좋은 시간: 열기구는 통상 이른아침해가 뜬 직후와 늦은 오후 해지기 직전에 바람이 잔잔할 때가 비행하기에 가장 좋은 시간이다. 왜냐하면, 이때가 태양이 하늘에 낮게 떠있기 때문에 바람이 잔잔하여 열기구를 운용하는 데 최적의 기상이기 때문이다.
- 열기구 야간비행 : 밤에도 비행은 가능하다. 그러나 야간 비행을 위하여 필요한 장비를 갖추어야 비행이 가능하며 장비가격이 고가임으로 특별한 경우를 제외하고는 야간에 비행하지 않는다.
- 열기구 착륙 후 회수방법 : 열기구가 이륙하여 멀리 비행하면 지상요원이 열기구를 회수하기 위하여 따라 가게되며, 지상요원과 조종사는 서로 무전교신를 하기 때문에 열기구가 착륙하면 지상요원에게 즉시 연락하여 그 지점으로 차량이 찾아가서 열기구를 회수한다.
- 열기구 가격 : 소형 기구는 약 2,000~3,000만 원이면 구입이 가능하며 비행 쏘나타 25인승 정도의 대형 기구는 3억 원 이상이다. 중고 가격은 신품의 약 50 ~ 75% 정도 가격이면 구입이 가능하다.
- 열기구를 만드는 재질 : 구피 재질은 낙하산과 패러글라이더를 만드는 데 사용하는 립스탑나일론 원단을 많이 사용하며, 폴리에스터나 다른 원단을 사용하기도 한다. 구피 아래쪽에 열려있는 부분은 주로 불에 타지 않도록 방염 처리된 노멕스 같은 원단을 사용하는데, 이것은 경주용 자동차 레이저용 옷이나 소방수용 옷을 만드는 데 사용하기도 한다.
- 열기구의 연료 : 주로 프로판 가스를 사용함. 연료통은 알루미늄이나 스테인레스 스틸 탱크에 담는데 용량은 20~30㎏이며, 시간당 20㎏의 연료가 소모된다. 가격은 60kg에 9만 원에서 10만 원 정도 든다.
- 열기구의 수명 : 대개 구피의 수명은 500시간이며, 대부분의 운용자가 1년에 50시간을 사용한다고 가정한다면 10년 정도는 사용 가능하다.
현재[편집]
오늘날 열기구는 스포츠용이나 광고용으로 많이 사용되며, 예전보다 훨씬 안전하고 성능도 향상되었다. 열기구의 성능 향상에 힘입어 세계 일주에 도전하는 탐험가도 등장하고 있다. 열기구와 달리 수소 기구는 폭발의 위험성이 있기 때문에 오늘날 사용되지 않는다. 오늘날에는 수소를 대신하여 불이 붙지 않는 헬륨(Helium)으로 대체하여 기구를 제작하고 있다. 기구는 자체적인 추진 동력이 없기 때문에 상승, 하강만 조절 가능하다. 그러나 노련한 열기구 조종사는 연소를 조절해 고도를 조절하면서 기류를 이용하여 먼 거리까지 비행할 수 있다.
참고자료[편집]
- 〈기구(탈것)〉, 《나무위키》
- 〈기구 (비행체)〉, 《위키백과》
- 〈기구, 비행선과 글라이더〉, 《무기백과사전》
같이 보기[편집]
