무동력 비행

무동력 비행은 어떤 동력원을 사용하지 않고 일정 시간 동안 공중에 떠 있는 능력을 말한다.무동력 비행에는 여러 종류가 있다.일부는 자연에 의해, 다른 일부는 인류에 의해, 또 다른 일부는 둘 다에 의해 착취되었다.

무동력 항공기는 추진 메커니즘 없이 비행할 수 있는 항공기다.

힘 없이 단거리나 장거리를 날 수 있는 능력은 자연에서 여러 번 진화해 왔다.날개 동력 비행을 지속할 수 있는 많은 생물들도 그들이 공중에 떠 있는 대부분의 시간 동안 동력 없이 치솟는다.

무전원 비행

비행방법 분류

페니큐릭은^[1] 동물 비행을 낙하산, 활주, 동력 비행의 세 종류로 나눈다.그는 그러나 이것들은 뚜렷한 경계선이 없다고 관찰한다.예를 들어, 어느 순간 그는 낙하산을 힘이 없고 치솟는 원시적인 형태의 낙하산으로 보는 반면, 치솟는 자신을 공기 이동(바람)에 의해 움직이는 것으로 본다.공기보다 가벼운 비행과 같은 다른 방법들은 오직 인간만이 사용한다.

이 글은 무동력 비행의 종류 또는 방법의 특성에 따라 다음과 같이 구분한다.

• 공기보다 가벼움 - 전방 이동이 필요 없는 공기보다 적은 밀도로 부력을 받는 지속적인 비행
• 표류 - 상승기류 속도에 비해 하강 속도가 느려 지속적인 자유 비행,
• 낙하산 - 비록 사소한 수평 운동(또는 때로는 45도 이상의 활공각에서 비행으로 정의되기도 함)이기는 하지만 높은 공기 저항으로 인해 수직 강하가 느려졌다.
• 글라이딩 - 원활한 공기 흐름을 가진 전방 비행(또는 때로는 글라이드 각도가 45도 미만인 비행으로 정의되기도 함)
• 치솟음 - 지속적인 자유 활공 비행, 상승하는 공기로부터 에너지를 끌어낸다.
• 키팅 - 바람으로부터 상승하는 힘을 만들기 위해 각진 평면을 이용한 테더링 비행.

이러한 사항은 표에 요약되어 있다.

비행 특성 및 방법

		비행 모드
		단기간	지속적인 자유 비행	테더드
전진 운동 공중으로	없음	비행으로 분류되지 않음	공기보다 가볍다. 표류	공기보다 가볍다.
	보다 느림 하향 운동	낙하산타기	낙하산타기	비행으로 분류되지 않음
	보다 빠른 속도 하향 운동	글라이딩	치솟는	키팅

비행 방법 및 사용법

일부 사용 예는 다음 표에 나와 있다.

비행 방법 대 사용법

	항공기	동물	식물과 곰팡이
공기보다 가볍다.	풍선	—	—
표류	—	작은 곤충	포자, 난초 씨앗
낙하산타기	낙하산	거미 연	회전 날개(매플, 매카모어) 털(단델리온)
글라이딩	글라이더	하늘다람쥐	날개씨(알소미트라 매크로카르파)
치솟는	세일플레인	알바트로스
키팅	연 로터 연

공기보다 가볍다.

비행보다 가벼운 것은 오직 인간만이 사용한다.무동력, 비행선보다 가벼운 것을 풍선이라고 한다.

풍선

풍선은 부력을 제공하기 위해 주변 공기보다 밀도가 낮은 가스로 채워진 가방이다.가스는 뜨거운 공기, 수소 또는 헬륨일 수 있다.부력 가스의 사용은 자연계에서 알려져 있지 않다.

풍선은 연처럼 묶여 있거나 자유 비행에서 바람을 타고 표류할 수 있다.조종사는 기체를 가열하거나 밸러스트를 방출하여 풍선의 고도를 조절할 수 있다(고도에 따라 바람 방향이 바뀌기 때문에).

표류

비행에 적응하지 못한 자유낙하 물체는 바람이 매우 가볍고 바람이 위쪽으로 부는 것보다 더 천천히 떨어지는 경우에만 바람으로 지탱할 수 있다.충분히 가벼운 물체는 이런 방법으로 상승기류와 바람의 표류를 장시간 사용할 수 있다.

많은 곰팡이와 박테리아 포자, 심지어 살아있는 박테리아도 먼 거리를 표류할 수 있을 정도로 작으며 바람의 높이까지 올라간다.

어떤 식물들은 또한 이런 방법으로 씨앗을 뿌리기 위해 바람을 이용한다.난초 씨앗은 매우 작고 먼지처럼 생겼다.

낙하산타기

낙하산은 본질적으로 떨어지거나 표류하지만 공기역학적 제동 표면을 가지고 있다.무게 대비 표면적의 비율이 높아 낙하산의 하강 속도를 줄여 장시간 공중에서 머무를 수 있다.공기역학적 표면은 또한 소량의 전방 움직임을 허용할 수 있지만, 낙하산은 항상 전방으로 이동할 수 있는 것보다 더 빨리 떨어진다.낙하산 주변의 기류는 전형적으로 난기류다.

낙하산을 진화한 작은 생물과 씨앗은 먼 거리를 바람에 날릴 수 있다.식물 가운데 민들레온, 밀크위드, 포플러) 씨는 낙하산 역할을 하는 털을 갖고 있다.어떤 거미들은 실의 낙하산을 던졌다.비록 대부분 작은 거미들에 의해 행해지지만, 몸무게가 100mg이 넘고 몸 크기가 14mm에 이르는 성인들은 1m의 낙하산을 강한 상승기류에 던지는 것이 관찰되었다.

낙하산은 또한 더 큰 생물과 씨앗에 의해 더 짧은 거리를 이동하는데 사용된다.단풍나무, 소나무, 매카모르의 씨앗은 씨앗 분산에 도움을 주기 위해 낙하산처럼 행동하는 한 두 개의 날개를 가지고 있다.날으는 개구리는 물갈퀴가 달린 발을 낙하산으로 사용한다.

글라이딩

글라이딩 비행은 물체가 날 수 있을 만큼 충분한 에너지를 주는 초기 발사를 필요로 한다.

공기역학적 리프트

공기역학적 리프트의 원리는 자연 항공기와 인공 항공기가 공유한다.항공기가 낙하할 때, 날개보다 더 넓게 펼쳐진 날개가 다가오는 공기로 각을 이루어 날개 위로 빠르게 전진하는 공기의 흐름을 만들어낸다.이 흐름은 하강 속도를 늦추는 공기역학적 양력을 생성한다.낙하산 같은 단순 강하와는 반대로 미끄러지는 비행이 그 결과다.

만약 공기가 물체가 하강하는 속도보다 빠르게 상승하고 있다면, 그것은 위로 운반될 것이다.이러한 방식으로 글라이딩 물체는 열선과 능선 리프트와 같은 공급원에서 추가적인 잠재적 에너지를 얻을 수 있다.

글라이더 항공기

글라이더 항공기는 돛플레인과 행글라이더, 패러글라이더를 포함한다.그들은 발사 과정에서 초기 운동 에너지를 얻어야 한다.발사는 견인선, 지상 윈치 또는 차량, 또는 동력 "투그" 항공기로 항공기를 공중으로 끌어들이는 것일 수 있다.발로 작동하는 항공기의 경우, 높은 위치에서 발을 딛는 옵션도 있다.일단 글라이더가 풀리면 자유롭게 날아간다.

글라이딩 동물

공중으로 발사하여 단거리를 활공할 수 있는 생물은 다음과 같다.

• 날다람쥐
• 페타우루스 유대목
• 날으는 뱀
• 하늘을 나는 용 도마뱀
• 날치

치솟는

에너지를 얻기 위해 상승 공기를 사용한다면 더 긴 지속 시간과 거리의 무동력 비행이 가능하다.이것은 하강 속도를 더 낮추거나 심지어 높이까지 상승시킬 수 있는데, 이것은 치솟는 것으로 알려져 있다.

치솟는 것은 물체/동물이 공기 중에 남아 있을 힘을 발휘하지 않고 상승하는 공기에서 추가 에너지를 얻는 것이다.한 번에 며칠씩 파도 위로 치솟아 높이 떠 있는 것으로 유명한 큰 바닷새인 알바트로스가 그 예다.랩터나 황새와 같은 많은 다른 새들도 그들의 시간을 높이 늘리기 위해 의도적으로 치솟는다.곤충들은 종종 상승하는 공기에 의해 잡히기 때문에 그것에 의해 분산될 수 있다.

많은 종류의 글라이더 항공기는 상승하는 공기를 이용하도록 설계되었고 따라서 치솟을 수도 있다.

키팅

테더로 연결된 물체 위의 공기 흐름은 테더의 길이에 의해 부분적으로 결정된 최대 높이까지 높이를 얻을 수 있으며, 충분한 공기 흐름이 있는 동안 높이를 유지할 수 있다.이와 같이 테더로 묶인 비행체를 연이라고 한다.

바람이 불 경우 고정된 지점에 테더를 부착할 수 있다.쾌속선과 같은 물체의 움직임은 기류를 형성하거나 바람을 증가시키는 데도 사용될 수 있다.이동 물체는 다른 연이 될 수도 있다.^[2]

유인 연은 다양한 목적으로 날라왔다.

참고 항목

• 연형
• 글라이딩
• 날고 미끄러지는 동물

참조

참고 문헌 목록

• 페니쿠익, C.J.; 동물 비행, 아놀드(1972)

외부 링크

• Wikimedia Commons의 무전원 비행 관련 미디어