6/15/2019

마그누스 효과(야구 커브볼 던지기), 그리고 이 원리를 이용한 원통형 돛(rotor sail). 기범선은 재등장할까?

이걸 실용화할 생각을 한 사람도 대단하지만,
어떻게 이런 게 실제로 경제적일 수 있는지도 신기합니다.
뭐든지 "해봤어?"가 맞는 말이군요. 왕회장님 말씀이 맞았네요.^^


개요. 넓게 보면 비행기 양력을 생각하면 됩니다. 날개는 위아래 형상이 달라서, 이것은 위아래 표면 저항이 달라서, 위아래 유체 흐름이 달라지고 그래서 힘이 생기는 것.

유체(액체 또는 기체) 속에 잠긴 채 회전하며 운동하는 물체에서, 이 물체와 유체 사이에 상대속도가 존재할 때 그 물체의 속도에 수직인 방향으로 물체에 힘이 발생하는 현상이다. 마그누스 효과는 공을 이용하는 스포츠에서 주로 발생하며, 공을 의도적으로 휘어지게 하려는 기술에서 중요......
- 마그누스 효과(Magnus effect) (한국어 위키백과 링크)

[고든 정의 TECH+] 원통형 기둥처럼 생긴 돛이 있다?…로터 세일 탑재 여객선
서울신문 2018-04-18

위 기사에 나온  M/S 바이킹 그레이스(M/S Viking Grace)를 한 번 보죠.
이 배는 건조할 떄는 이 로터세일(rotor sail; 통돌이 돛)이 없었다가 설치한 경우입니다.
이 배의 운항 노선은 Turku ↔ Stockholm 구간인데, 항구간 직선거리 260km정도, 항로로 쳐도 400km가 못 될 짧은 거리입니다. 우리 나라같으면 부관페리의 운항거리(지도상 도시간 직선거리 220km)보다 좀 길고, 인천-제주 항로보다 짧습니다.

이 배 사양에 대한 좀 더 자세한 이야기:
https://en.wikipedia.org/wiki/MS_Viking_Grace
길이218미터, 폭 약 32미터, 톤수는 57565GT, 승객은 2800명이라고 합니다.

이 정도 대형 선박에 저걸 달아서 연료비가 절약된다라.. 신기. ^^
그래서 맨 처음 링크한 기사에서는, 요즘 화물선에도 저걸 달려고 한다는 이야기가 있습니다.


  • 이산화탄소 배출과 매연을 줄일 수 있는 친환경 에너지로 풍력이 주목받으면서 돛을 다시 쓰자는 주장 부활(현대적인 돛을 단 화물선 상상도는 자주 나왔습니다)
  • 로터 세일은 단순히 회전하는 기둥이기 때문에 전통적인 돛에 비해 관리가 쉽고 추진력에 비해 크기가 작아 본래 범선이 아닌 일반 선박에도 설치 가능. 즉, 여객선과 화물선의 갑판 위 공간 활용에 지장을 주지 않음.
  • 2010년, 독일의 풍력 에너지 전문 기업인 에너콘(Enercon)은 E-쉽 1(E-ship 1)을 처음출시. 지름 4m, 높이 27m의 로터 세일 4개를 지닌 E-쉽 1은 최대 25% 연료 절약
  • 2014년에는 핀란드의 노스파워(Norsepower)가 새로운 로터 세일을 개발해 화물선에 탑재. M/S 바이킹 그레이스에 탑재된 로터 세일은 연간 CO2를 연간 900톤 덜 내고 연료 절감.


로터세일은 전통적인 돛보다 관리하기 편하고 설치 비용이 적게 든다는 점이 좋고, 저런 식으로 아무 배에나 설치해도 되는 부가물 성격이라는 점. 무게중심 악영향도 적은 모양입니다. 저걸 단 배를 로터쉽(rotor ship)이라 부른다고.
단점도 있는데, 대양에서는 너무 센 바람을 만나면 선박 안정성에 약점이 될 수 있다네요. 그리고 바람방향에 마추어 회전방향과 회전수를 조절해 배가 추진력을 얻는 합성힘을 만들어내는데, 이것도 돛의 일종인 만큼 선박 침로와 바람 방향에 따라 효율이 달라지는 모양입니다.

좀 더 발전하면 다시 전통적인 돛과 돛대가 더 경제적인 방식으로 재등장할 것 같습니다. 아무래도 로터보다는 돛이 풍력을 더 잘 이용할 테니 말입니다.

20세기 초 최후의 대양항해 돛단배는 배수량이 1만 톤이 넘었고, 평균 15노트 순항속력으로 항해했으며, 선원도 적었습니다.
클리퍼> 윈드재머


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