항행 수중익

Sailing hydrofoil
수중익선 날개꼬리 쌍동선 17

항해하는 수중익선, 수중익선 또는 수중익선은 날개 모양의 포일이 선체 아래에 장착된 돛단배이다.기체가 속도를 올리면 수중익선이 선체를 들어 올려 물 밖으로 나오게 되고, 젖은 면적을 크게 줄여 항력을 줄이고 속도를 높입니다.항행하는 수중익은 풍속이 2배 이상, 경우에 따라서는 3배가 넘는 속도를 낼 수 있다.

모노헐 및 멀티헐 범선은 모두 수중익으로 개조할 수 있지만, 쌍동선 또는 삼동선이라는 더 넓은 평면 형태를 사용하면 안정성을 높일 수 있습니다.

표준 구성

일부 멀티홀은 세 개의 포일을 사용합니다. 두 개의 주 전방 포일은 보트가 "비행"할 수 있도록 양력을 제공하는 반면, 키 위의 수평 포일은 주행 및 고도를 조절하기 위해 다듬어져 있습니다.쌍동선의 경우, 무게 중심 바로 앞에 있는 선체 사이에 2도 입사 시 지지 스트럿으로 터널을 가로지르는 단일 메인 포일을 부착할 수 있습니다.수중익선 쌍동이는 [citation needed]포일캣이라고도 불린다.

또한 멀티헐 범선은 성능을 지원하기 위해 수중익만을 사용할 수 있습니다.단검과 방향타가 보트의 조종력을 높여주는 박인 것처럼, 수중익선을 보조하는 것은 실제로 보트를 물 밖으로 완전히 들어올리지 않고도 젖은 부분을 줄이기 위해 선체에 양력을 제공한다.

모노헐 보트는 일반적으로 안정 방향타 포일이 있는 50도의 이면각으로 펼쳐지는 수중익의 "더" 배치를 사용합니다.가장 초기의 예 중 하나는 [1]1957년의 모니터 보트입니다.이 설계는 느린 속도에서는 최대 리프팅 포일 면적이, 빠른 속도에서는 더 적은 이점을 제공하며, 선외기 사다리 포일의 양면 지지대에서 롤링 저항이 발생합니다.

수중익의 종류

범선에 사용되는 수중익에는 크게 4가지 유형이 있으며, 각 유형은 서로 비슷하고 다른 이점을 사용합니다.전반적으로 'T' 포일은 단방향 리프트의 범주에 들어가고 'C', 'L' 및 'S'는 다방향 리프트의 범주에 들어간다.

'T' 포일스

International Moth 클래스와 AC75 클래스에서 흔히 볼 수 있는 'T' Foils'에는 수평 날개와 연결되는 수직 구성 요소가 포함되어 있어 포일을 들어올릴 수 있습니다.'T' 포일은 수평 날개 구성 요소에서 수직 방향으로만 리프트를 제공하므로 일반적으로 수직 및 수평 방향으로 리프트를 제공하는 대신 위쪽 리프트에만 사용됩니다.'T' 포일은 종종 안정적인 비행을 보장하기 위해 일부 비행 제어 센서에 부착되는 조정 가능한 후행 가장자리를 갖추고 있습니다.이 시스템은 Moth [2]클래스에서 쉽게 구현되었습니다.

'C' 포일스

'C' 포일은 곡선 단검 보드로도 알려져 있으며 일정한 곡선으로 형성되어 있으며 케이스 내에서 위아래로 이동할 수 있어 물에 노출되는 보드의 면적이 변화합니다.보드가 물 위에서 최대 높이에서 출발할 때, 보드는 거의 수직에 가깝고 노출된 표면 또는 수평 리프트에 대해 수직인 리프팅 힘을 사용합니다.보드를 아래로 밀면 보드의 더 큰 부분이 수평이 되어 리프트에 더 큰 수직 구성 요소가 도입됩니다.이러한 구성의 변화는 많은 보트가 수직 리프트와 조합하여 수평 수명 때문에 더 높은 역풍 각도를 제공할 수 있도록 합니다.또한 곡면 보드는 고속으로 항력이 증가하는 문제를 해결하고 보드의 물에 [2]대한 노출을 조정함으로써 더 이상 강력한 수평 상승이 필요하지 않습니다.

'S' 포일스

'S' 포일은 'S'의 약간 모양을 가지고 있으며 'C' 포일과 유사한 방식으로 작동하며, 작동 순서는 반대로 'S' 포일을 내릴 때 [2]보드의 수직 방향으로 인해 가해지는 수평 리프팅 힘이 증가합니다.

'L' 포일스

'L' 포일은 물속에 잠기지 않을 때는 포일 바닥이 직립하고 완전히 잠길 때는 수평에서 45도 각도로 앉도록 곡선 모서리에 이어 90도로 급커브하는 구조로 되어 있다."C" 및 "S" 박과 마찬가지로, 박이 낮아지면 발생하는 [2]수직 및 수평 리프트의 양이 변화합니다.

클래스 포일링

모노홀스

국제나방

블레이더라이더를 항해하는 로한 빌

지금까지 범선에서 수중익선의 가장 널리 사용된 것은 국제나방급이었다.와이트 섬에 있는 Bloodaxe 보트의 Andy Paterson은 그의 보트에 삼각대 배열로 세 개의 포일이 있었지만, 최초의 기능성 포일링 나방을 개발한 것으로 널리 알려져 있습니다.브렛 버빌은 2001년 호주에서 열린 나방 세계선수권대회에서 수중익선이 처음으로 우승한 경주를 위해 표면에 구멍을 뚫는 수중익선이 있는 좁은 스키선 나방을 항해했다.이 하이드로포일 설정은 클래스 규칙에 의해 금지된 멀티헐을 구성하는 것으로 간주되었기 때문에 나중에 클래스에 의해 불법으로 선언되었습니다.처음에 호주 시드니에서 Ian Ward는 센터보드와 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타 방향타그 후 호주 퍼스의 가스와 존 일렛은 표면 센서를 통해 주박에 능동적인 플랩 제어 기능을 가진 나방을 위한 2개의 수중익 시스템을 개발했습니다.존의 회사 Fastacraft는 상업적으로 이용 가능한 수중익 국제나방을 최초로 생산했습니다.F-Zero로 2008년에 대체된 Fasta Craft의 Prowler 디자인은 탄소 섬유 선체와 센터보드와 방향타 위에 반전된 "T" 박을 특징으로 하며 27노트 이상의 속도를 낼 수 있습니다.Fasta Craft는 이후 Bladerider, Aassin, Exocet 및 Advark Technologies를 포함한 여러 다른 회사들에 의해 수중익선 나방의 생산에 합류했습니다.

처음에는 클래스 내에서 격렬하게 논의되었지만, 수중익의 채택은 2001년 이후 몇 년 동안 급속한 비행대 성장을 이루며 국제 나방 클래스에게 성공을 입증했다.2004년 이후 모든 세계선수권대회는 수중익선을 장착한 나방이 우승했는데, 나방은 무게가 더 가벼운 경험 많은 선원이 조종하면 6노트의 미풍 속에 은박지로 운반될 수 있다.클래스 규칙은 하이드로포일 시스템을 포함한 모든 보트 부품의 개발에 개방되어 있으며, 클래스 내 개발은 상업 및 개인/아마추어 모두의 노력에 의해 계속 촉진되고 있습니다.

와슈프

2016년에 설립된 Waszp 클래스는 현재 International Moth 클래스의 구성과 거의 동일합니다.이 클래스는 센터보드와 키에서 동일한 "T" 포일 디자인을 포함하며, 선체 모양이 좁습니다.두 등급의 가장 큰 차이는 Wazsp가 탄소 섬유 대신 알루미늄으로 제작되었기 때문에 더 무겁다는 것입니다.무거운 디자인으로 인해, 와즈프의 최고 속도는 26.7노트에 불과하지만, 비교적 젊지만, 저렴한 재질로 인해 인기 있고 접근하기 쉬운 클래스가 되었다.가장 최근 Waszp 클래스는 SailGP와 제휴하여 젊은 선원들이 전문 [3][4]항해 분야에 진출할 수 있는 경로를 개발했습니다.

69F

페르시코 69F라고도 알려진 69F는 3, 4인승 완전 탄소 주입 모노홀로, Wilson-Marquinez가 설계하고 Persico Marine이 만든 스키프와 유사합니다.새롭게 설립된 원 디자인 클래스는 2020년에 첫 번째 레이싱 시리즈를 개최했는데, 유럽에서 시작해 2022년에 미국으로 넘어갔다.보트는 단일한 T자 모양의 방향타 호일, 양쪽에 2개의 'L' 호일, 그리고 보트의 중앙에 단검 보드로 구성되어 있어 안정성을 확보합니다.69F는 길이 6.9m로 돛이 완전히 채워진 주 돛과 지브가 제너커와 함께 들어 있으며, 전체 돛 면적은 69.0m이다.[5][6]

레이저 딩기

레이저 항해용 딩기를 타고 자유박일 활공

레이저가 고장난 것은 2009년 12월 호주 시드니에 있는 이안 워드에 의해 처음이었다.약 23~25kts의 최고속도가 가능합니다.포일을 제거할 수 있으며 보트는 합법적인 등급으로 유지됩니다.이 포일링 시스템은 접을 수 있고, 플랩 없는 포일이 있으며 높이 감지 '완드'가 단검 보드에 통합되어 있다는 점에서 독특합니다.

낙관주의자

"[7][8]세계에서 가장 진보하지 않은 돛단배"는 2017년 스웨덴의 Chalmers Technology University of Swedden에 의해 수중익선으로 개조되었다.

Optimist는 길이가 2.3m에 불과하고 돛 면적이 3.3m2로 보통 4노트 미만으로 제한된다.수중익선은 12노트의 바람 속에서 12노트의 속도를 낼 수 있게 해준다.

AC75

AC75(America's Cup 75 class)는 2021년 America's Cup에서 사용되는 요트의 제작과 운영을 관장하는 75피트 길이의 범선급이다.보트 유형은 좌현 및 우현 상면 종방향 드럼에 장착된 통풍식 T-윙 수중익, 중심선 T-윙 방향타 및 용골이 없는 포일링 모노헐입니다.컴퓨터 시뮬레이션을 통해 50노트의 속도가 예측되었고, 실제로 2021년 1월 아메리카 매직의 보트에 의해 프라다 컵에서 초과되었다.

IQFoil

월드세일링이 선정한 IQFoil 윈드서퍼 클래스는 [10]2024년부터 하계 올림픽에 사용될 예정이다.

킬보트/하이브리드

IMOCA 60

IMOCA 60 클래스는 원래 Volvo Ocean Race나 Vendee Globe와 같은 전 세계 레이스에 출전하는 비포장 오프쇼어 레이서로서 S자형 단검판 포일로 재설계되었습니다.새로운 호일 디자인은 보트의 일부를 물 밖으로 충분히 들어올릴 수 있게 해 주었으며, 이는 보트의 전체 항력을 줄이고 [11]보트의 최고 속도를 증가시켰다.영국 선장 알렉스 톰슨이 조종하는 IMOCA 60 휴고 보스 7호는 반타일 기능이 있는 최근 IMOCA 60 보트 중 하나입니다.

MW40OF

MW40OF는 설계 단계에서만 69F를 본떠 제작되었으며 다른 연안 레이서들과 유사하게 'C'자형 단검 보드 포일과 'T'자형 방향타 포일을 장착하고 [12]5인승으로 구성된 완전 포일 오프쇼어 레이서입니다.

카타마란

아메리카컵 쌍동선

2013년부터 아메리카컵에서 포일이 사용되고 있다.

GC32
주요 기사: GC32

GC32는 32피트(9.75m) 길이의 카본 파이버 생산 하이드로포일 쌍동형입니다.최고 속도는 약 40노트(74km/h; 46mph)[13][14]이다.그들은 GC32 레이싱 투어에서 항해하고 익스트림 세일링 시리즈의 [15]익스트림 40을 대체했다.

AC72
주요 기사: AC72

2013 아메리카컵은 단검판 쌍동선을 선보였다.의정서에 따르면 이 단검들은 트림탭이 없고, 인양시 보트를 넘을 수 없으며, 인양시 보트를 조정할 수 없었지만, 3개 팀이 개발한 허점은 T자형 방향타와 L자형 단검을 만들어 항행선 모든 지점에 수중익 역할을 하는 것이었다.10노트가 넘는 바람이 불어요.2012년 9월 6일 오클랜드에서 뉴질랜드 팀의 5일째 시험 기간 동안, 그들의 보트는 수평 트림과 17노트의 [16]바람 속에서 굽이 없는 40노트(74km/h)의 속도를 달성했습니다.

AC45f/AC50
주요 기사:AC50
AC45f는 수중익선 위를 항해하며 단검 보드 하나를 수면 위로 들어올렸다.

2015-16 아메리카 컵 월드 시리즈는 AC72의 소형 버전인 수중 날개형 AC45f 쌍동선과 함께 레이스되었다.

2017 아메리카컵은 AC50 클래스에서 풀필링으로 치러졌다.

F50

F50 범선은 AC50 클래스에서 개조되었으며, 새로운 제어 시스템, 모듈식 날개 및 포일과 선체 내부의 새로운 탄소층 기술이 변경되었습니다.이 클래스는 SailGP 시리즈에 포함되며 경주 중 50.0노트(57.5mph/92.6km/h)를 돌파한 최초의 범선급으로 최고속도는 52.2노트인 것으로 알려졌다.또한 풍속에 따라 3~5명의 승무원과 함께 사용할 수 있는 다양한 방향타박, 보드박, 날개사일, 지브 등이 있으며 현재 미국, 스페인, 일본, 프랑스, 덴마크, 호주, 뉴질랜드, 영국 등의 팀이 참가하는 활보트는 총 8척이다.다가오는 2022-2023 시즌에는 캐나다와 스위스의 두 팀이 대회에 [17]참가할 계획이다.

C클래스 쌍동선

최근 국제 C클래스의 쌍동선이 퇴출하고 있어 향후 개발이 기대된다.[18]

A클래스 쌍동선

국제 A급 쌍동선 규칙 8은 처음에는 수중익선을 허용했으나 2009년 기술 향상에 따라 부분적으로 제한하도록 변경되었다.이 규칙은 "모든 호일을 선체 상단에서 삽입해야 하며 보드 바닥의 끝부분이 중심선에서 75cm의 최소 거리를 두어야 한다"[19]고 요구했다.2014년 뉴질랜드 다카푸나에서 열린 A-Class Catamaran World Titings는 [20]조기 비행 능력을 보여주었습니다.A클래스는 풍하 6노트, 풍하 12노트 이상에서 안정적으로 비행할 수 있다.최고 속도는 약 30노트와 2.5배의 [21]풍속이라고 보고되고 있다.A-Class는 현재 많은 클래스가 [22]채택하고 있는 4점 포일링의 표준을 설정했습니다.

나크라 17 쌍동나무

2016년 올림픽 나크라 17은 일부 조건에서 상승할 수 있었다.2017년 세계선수권대회를 위해 나크라는 2020년 도쿄올림픽에 [23]출전하기 위해 풀필링 요트로 업그레이드되었다.

나크라 F20 쌍동기

Nacra F20은 Nacra Sailing의 이전 20피트 쌍동선 및 Nacra 17과 디자인이 유사하지만 선체, 돛대 및 포일에 이르기까지 모든 구성요소가 탄소로 구성되어 있습니다.Nacra F20은 각 선체에 'L' 호일 단검과 T자형 방향타 박을 사용합니다.

하늘을 나는 환영

주요 기사:플라잉 팬텀(카타마란)

플라잉 팬텀은 Nacra와 유사한 쌍동기로 각 선체에 'L' 호일을 사용하고 방향타에는 'T' 호일을 사용한다.

iFLY 15

iFLY15는 단검판 수중익 4개를 타고 항행하고 있다.

iFLY15는 CEC Catamarans GmbH가 제작한 자동 포일이 장착된 15피트 길이의 수중 포일 쌍동선입니다.기계식 자동 시스템을 사용하여 수평 트림을 세로 및 가로 방향으로 안정시킵니다.지브는 항상 물 속에 있는 4개의 T자형 포일에 의해 촉진되어 [24]보트를 안정시킵니다.

UFO

나방과 비슷한 디자인으로, UFO는 T-foil 단검판과 T-foil 방향타를 가지고 딩기를 조종하는 작은 한 사람이다.이 보트는 탄소 연결 장치가 있는 섬유 유리로 만들어졌으며 나방이나 Washzp에 비해 사용자 친화적이고 저렴한 배였습니다.바람 조건이 평균 이하인 [25]보트를 항해하는 것은 쌍동선체가 안정성을 높였기 때문에 와즈프나 나방보다 쉽고 즐거운 것으로 입증되었습니다.

건보트 G4

G4는 크루저 콘텐츠와 편안함을 갖춘 주니어 레이서로 DNA 퍼포먼스 세일링에 의해 만들어졌다.보트는 A클래스 쌍동선을 기반으로 설계되었으며, 각 선체에 'L'자형 박일과 방향타를 위한 'T'자형 박일을 포함하고 있으며 최고속도는 35노트에 달한다고 알려져 있다.G4는 레이싱 보트와 크루징 요트 간의 하이브리드로 설계되었으며, 사용자의 희망에 따라 회전하거나 회전하지 않을 수 있습니다.그 보트는 6명이 함께 항해할 예정이었고 더 많은 사람을 수용할 수 있었다.G4는 더 이상 [26]생산되지 않는다.

삼위일체

트라이포일러

1990년대에 Hobie Cat 회사는 TriFoiler(더 이상 생산되지 않음)를 제조했습니다. TriFoiler는 일반적인 항해 조건에서 35노트 이상의 속도를 낼 수 있는 쌍끌이 삼각선을 각 아웃리거에 장착하여 세계에서 가장 빠른 생산 돛단배가 되었습니다.롱샷이라고 불리는 호비 트라이포일러의 원형은 댄과 그레그 케터먼 형제가 러셀 롱과 함께 개발했다.롱샷은 트라이포일러보다 더 능률적이고 작은 수중익선을 가지고 있지만 1993년 스페인 타리파에서 수립된 500m 코스에서 43.55노트로 여전히 A급 기록을 보유하고 있다.최근까지 수중익선이 보유한 유일한 쾌속 기록이었지만, 최근 히드로프테르의 기록은 영국 [27]해협을 넘어 기록을 경신하며 목록에 추가되었다.

윈드라이더 레이브

1998년, WindRider LLC는 12-13노트의 바람으로 이륙할 수 있는 인기 있는 2인용 3중 수중익인 WindRider Rave를 [28]출시했습니다.레이브는 풍속의 [29]1.5배에서 2배 사이로 항해할 수 있다.보트의 주범에 쾅하는 소리가 나지 않는다.레이브는 날개 달린 포일과 제어 시스템의 개발에 새로운 지평을 열었다.

기타 풍력 비행선

풍향

윈드서프 포일링으로 알려진 윈드서프 포일링은 동체로 연결된 반대 방향의 2개의 'T'자형 수중익과 보드에 삽입되는 돛대를 갖춘 윈드서프 보드입니다.프론트 윙은 더 크고 위쪽으로 상승하는 반면, 리어 윙은 아래쪽으로 상승하는 안정감을 제공합니다.윈드포일에 사용되는 많은 수중익은 리프트와 최고 속도의 조합을 얻기 위해 크기가 달라질 수 있습니다.윈드포일에 있어서 가장 최근의 발전은 2024년 올림픽에서 RS:X를 대체하기 위해 우현 윈드서핑이 IQFoil 원 디자인 올림픽 윈드서핑 클래스를 만든 것입니다.IQFoil은 카본 리플렉스 샌드위치 디자인과 카본 및 알루미늄 포일로 만들어진 보드와 함께 완전히 방망이질된 캠버로 된 돛을 포함하고 있습니다.이 클래스는 2020년에 만들어졌으며 PWA(Professional Windsurfing Association) 대회에서 사용되는 오픈 윈드파일링 클래스와 유사합니다.

포일 카이트서핑

포뮬러 카이트 클래스는 2024년 하계 올림픽에 비원 디자인 클래스로 도입되었습니다.장비에는 T자 모양의 단일 호일과 보드가 포함되어 있습니다.비슷한 설정은 레크리에이션 포일 카이트서핑에도 사용된다.

윙 포일링

윙 포일은 윈드포일, 포일 카이트서핑, 서핑에서 개발되었습니다.그것은 작은 크기의 날개로 알려진 연과 비슷한 부풀릴 수 있는 돛을 들고 있는 작은 판에 'T'자 모양의 호일을 사용한다.

실험 설계

로프테르의 실험용 수중익입니다

비실가동 실험 설계가 구축되었습니다.

  • 프랑스의 실험용 하이드로프테르는 수많은 속도 기록을 세웠다.이 [31]배는 2008년 50노트 벽을 깨겠다는 목표로 47.6노트의[30] 최고속도를 달성했다.2009년 9월 4일, L'Hydroptér는 500m [32]동안 51.36노트의 속도를 유지하며 세계 속도 항해 기록을 깼다.
  • 호비 18 포일캣 시제품인 캉갈로페에 포일킷이 [33]부착되어 있습니다.
  • 미라보 LX는 나방 [34]범선과 유사한 박, 돛, 선원 횃대를 지원하는 전통적인 선체를 중앙 플로트로 교체한 스위스 1.2m급 수중익선이다.
  • 리치 밀러의 수중익선 범선.[35]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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  2. ^ a b c d "The foiling phenomenon, the history of foils". Yachting World. 2015-07-20. Retrieved 2022-04-23.
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외부 링크