부메랑

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배경

부메랑은 손으로 던질 때 공기 중으로 효율적으로 날 수 있도록 설계된 공기 역학 모양의 물체입니다. 이 용어는 일반적으로 던지는 사람에게 반환하는 원형 비행 경로를 따라 만들어진 물체를 나타냅니다. (일부 출처는 모든 공기역학적 "던지는 막대기"를 부메랑으로 설명하여 "돌아오는" 범주와 "돌아오지 않는" 범주로 구분합니다.) 전통적인 디자인은 V자형이지만 최신 버전은 불규칙한 모양이나 두 개 이상의 팔을 가질 수 있습니다.

두 가지 디자인 구성 요소는 부메랑에게 원형 비행 기능을 제공합니다. 하나는 팔의 배열이고 다른 하나는 팔을 날개로 만들 수 있는 익형 프로파일 모양입니다. 비행하는 동안 부메랑은 빠르게 회전합니다(초당 약 10회전). 날개 프로파일은 비행기를 날게 하는 것과 동일한 양력 효과를 만듭니다. 또한 회전하는 동작은 자이로스코프 세차 운동을 만들어 부메랑을 원형 경로로 끌어당깁니다. 회전하는 팽이에서도 유사한 효과를 볼 수 있습니다. 팽이의 축이 수직이 아닌 경우 장난감의 상단 부분이 축을 중심으로 원을 그리며 이동합니다.

성공적인 비행을 위해서는 부메랑도 올바르게 던져야 합니다. 그것은 던지는 사람의 몸을 향한 상단 (곡선) 표면과 함께 한쪽 날개의 끝 근처에 있어야합니다. 부메랑은 거의 수직이 되어야 하며 던지는 사람이 가장 낮은 팔을 잡고 있어야 합니다. 바람 조건과 특정 부메랑의 디자인에 따라 상단 부분이 바깥쪽으로 최대 30° 기울어질 수 있습니다. 팔을 뒤로 당긴 후 투수가 야구공을 던지듯 던지는 사람은 오버핸드 동작으로 부메랑을 던집니다. 놓는 순간, 던지는 사람은 채찍을 부수는 것처럼 손목의 스냅을 추가합니다. 해제 각도는 수평에서 위쪽으로 15° 사이여야 합니다. 바람이 불면 부메랑은 다가오는 바람의 오른쪽으로 30°에서 90° 사이로 던져야 합니다. 다른).

부메랑이 앞으로 날아가면서 천천히 롤오버되기 시작하여(오른손잡이의 경우 시계 반대 방향), 궁극적으로 평평한 면이 아래로 향하게 하여 수평으로 날아갑니다. 던지는 사람에게 돌아오면 가슴 높이에서 안전하게 잡아 샌드위치 형태로 열린 손 사이에 가둡니다.

레크레이션 던지는 사람들은 단순히 캐치의 솔리테어 게임을 즐깁니다. 대회에 관심이 있는 사람들은 정확성(출발 지점에 최대한 가깝게 복귀)과 지구력(5분 동안 최대 어획량 달성)을 포함한 다양한 이벤트를 선택할 수 있습니다. 던지는 사람에게 돌아오기 전에 여행한 거리에 대한 국제 기록은 거의 22초 동안 지속된 비행에서 780피트(238m)입니다. 최대 비행 시간(MTA) 기록은 2분 59.94초입니다. 목격됐지만 공인 대회에서 던지지 않은 비공식 MTA 기록은 무려 17분 6초라는 놀라운 기록이다.

연혁

부메랑은 주로 사냥을 위해 무기로 사용되었던 조각된 투척 막대기(kylies)를 개선하여 개발되었습니다. 현재까지 발견된 가장 오래된 카일리는 매머드 엄니에서 형성된 것입니다. 1987년 폴란드에서 발견되었으며, 그 나이는 약 20,300년 전에 탄화되었습니다. 이 60cm 길이, 0.9kg의 완만하게 구부러진 도구는 아마도 순록을 죽이기 위해 던졌을 것입니다. 그것의 플라스틱 복제품은 던질 때 평균 90피트(27m)를 이동하는 것으로 밝혀졌지만, 역풍에 던지면 범위가 평균 123피트(38m)로 증가합니다.

카일리는 전 세계의 선사 시대 사람들이 사용했습니다. 일반적으로 나무로 만들어졌으며 바나나 모양이었습니다. 각 팔의 양쪽 면은 구부러진 익형 표면으로 조각되었습니다. 던질 때 그들은 최대 650피트(200m)의 거리를 지면과 평행하게 이동하여 목표물을 향해 맹렬히 회전했습니다. 일반적으로 길이가 0.9m이고 무게가 2.3~4.6kg인 그들은 효과적인 사냥 도구였습니다.

부메랑이 여러 문화 그룹에서 개발되었다는 증거가 있습니다. 예를 들어 독일에서 발견된 부메랑 모양의 물체는 물푸레나무로 만들어졌습니다. 탄소 연대 측정은 2,400-2,800년으로 고고학자들이 전체 형태를 재구성할 수 있을 만큼 충분히 보존되어 있습니다. 복제품은 완전한 부메랑 궤적을 생성하기 위해 왼손으로 던졌습니다. 그러나 날개 프로파일이 최적이 아니어서 성공적으로 던지기가 어려웠습니다. 증거에 따르면 부메랑은 이집트와 인도에서도 개발되었을 수 있습니다.

호주를 제외한 모든 지역에서 사냥꾼들은 던지는 창과 화살을 쏘는 활을 고안하여 카일리 사용을 중단했습니다. 그러나 오스트레일리아 원주민은 던지는 막대기로 사냥을 계속했습니다. 디자인을 실험하면서 그 대륙의 동부와 남부 주민들은 주로 스포츠에 사용했던 부메랑을 개발했습니다. 주요 부족 모임에서 그들은 귀환의 정확성, 비행 속도 및 품질과 같은 특성을 기반으로 대회를 개최했습니다. 부메랑은 먹이가 되는 동물에게 던지지 않았지만 때때로 새를 그물로 유인하기 위해 미끼로 던졌습니다.

호주에서 발견된 가장 오래된 부메랑은 약 14,000년 전으로 거슬러 올라갑니다. 이 단어의 어원은 불확실하지만 1788년 영국 식민지 개척자들이 다룩 부족민이 악기를 던질 때 외치는 소리를 들었던 "boom-my-row"("돌아오다, 막대기")라는 외침에서 파생되었을 수 있습니다. 부메랑을 만드는 전통적인 방법 일반적으로 나무 줄기가 큰 뿌리와 연결되어 95-110°의 각도를 이루는 부분에서 적절하게 구부러진 나무 조각을 선택하는 것이 었습니다. 필요한 경우 부메랑을 불 위에 가열하고 구부려서 날개 사이의 각도를 조정했습니다. 공기역학적 프로파일은 도끼로 나무를 조각하고 부싯돌로 매끄럽게 만들고 모래로 광택을 냈습니다. 디자인은 장식을 위해 또는 비행 특성을 개선하기 위해 표면에 새겨질 수 있습니다. 나무는 생선 기름이나 페인트로 밀봉되었습니다.

부메랑은 1970년까지 비교적 모호한 호기심으로 남아 있었습니다. 부메랑을 만들고 던지는 방법에 대한 워크숍이 워싱턴 DC의 스미스소니언 연구소에서 발표되었습니다. 그것은 스포츠에 대한 큰 열정을 불러일으켰고 Smithsonian은 내셔널 몰에서 연례 토너먼트를 후원하기 시작했습니다. 1981년에 최초의 국제 선수권 대회가 개최되었습니다.

원자재

다양한 재료를 사용하여 부메랑을 만들 수 있습니다. 목재는 좋은 결과를 제공하고 비교적 저렴하며 작업하기 쉽기 때문에 가장 인기 있는 것 중 하나로 남아 있습니다. 일반적으로 매우 얇은 목재 층으로 적층된 항공기 등급의 핀란드 또는 발트해 자작나무 합판이 선호됩니다. 0.2인치(5mm) 두께의 시트에는 5~10개의 레이어가 있습니다. 습기로부터 목재를 보호하기 위해 일반적으로 폴리우레탄 으로 밀봉됩니다. 코팅.

부메랑에 사용될 수 있는 합성 물질 중에는 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 플라스틱, 유리 섬유, 탄소 섬유, 린넨-페놀 수지 적층체 및 케블라 파라-아라미드 섬유가 있습니다. 우레탄 폼이나 판지로 만든 장난감 부메랑은 실내에서 사용할 수 있습니다.

디자인

적절한 회전 동작은 부메랑의 성능에 매우 중요하기 때문에 설계 과정에서 따라야 하는 몇 가지 기본 개념이 있습니다. 그러나 이러한 기본 요소는 창의성을 위한 많은 여지를 남기고 부메랑 제작자는 종종 혁신적인 모양을 실험합니다.

새 패턴을 만들 때 디자이너는 시트의 중간에 점을 표시합니다. 부메랑. 튼튼한 종이. 이 첫 번째 안내 표시는 부메랑의 무게 중심을 나타냅니다. 디자이너는 부메랑을 계속 스케치할 때 무게 중심을 중심으로 모양의 균형을 유지하도록 주의해야 합니다. 다른 중요한 고려 사항은 부메랑의 각 날개의 중심선이 일반적으로 무게 중심을 향해야 한다는 것입니다(즉, 어느 방향으로든 10° 이내). 따라서 디자이너가 종이에 만드는 두 번째 가이드 표시 세트는 날개의 중심선입니다. 가이드 마크가 설정한 제한 내에서 디자이너는 원하는 대로 기본 또는 기발한 디자인으로 스케치할 수 있습니다.

디자인이 완전히 그려진 후 디자이너는 종이에서 그것을 잘라냅니다. 각 날개의 끝에서 패턴을 연속적으로 매달아 설계자는 계획된 무게 중심이 적절하게 유지되었는지 확인할 수 있습니다. 이것은 각 날개의 중심선이 수직에서 30° 이내에 매달려 있는 경우에 해당됩니다.

보다 정확한 방법을 찾는 진지한 설계자는 컴퓨터 지원 설계 소프트웨어를 포함하여 보다 정교한 기술을 사용할 수 있습니다.

제조 공정

다음 설명에서는 V자형 합판 부메랑을 만드는 데 중점을 둡니다. 합성 재료도 비슷한 방식으로 가공되지만 일부는 절단하거나 사포질할 때 위험한 먼지나 연기가 발생합니다. 이 경우 방진 마스크와 보호복은 필수입니다.

형성

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1 합판 시트의 평탄도를 확인합니다. 완전히 평평하지 않은 경우 오목한면이 부메랑의 상단 표면에 해당하도록 방향이 지정됩니다. 이것은 부메랑의 강도를 크게 증가시키고 더 나은 공기 역학을 위해 날개 끝을 약간 올립니다.

2 나뭇결이 부메랑의 한쪽 팔 끝에서 다른 쪽 팔 끝까지 이어지도록 합판에 패턴을 배치합니다. 합판에 연필로 패턴의 윤곽을 그립니다.

3 합판에서 부메랑 모양을 자르는 데 스크롤 톱, 퍼즐, 코핑 톱, 밴드 톱 또는 프렛 톱이 사용됩니다. 이 기본 컷아웃을 블랭크라고 합니다.

4 단일 피스 블랭크를 절단하는 대신 두 개의 개별 날개를 절단하여 결합될 부분이 겹치도록 할 수 있습니다. 라우터를 사용하여 이 겹침 부분의 두께의 절반을 각 날개에서 잘라냅니다. 겹치는 부분은 목공풀로 접합되고 접합부가 단단해질 때까지 함께 고정됩니다.

5 날개의 앞쪽과 뒤쪽 가장자리에 대해 모양이 될 영역을 표시하기 위해 블랭크 상단에 윤곽선이 그려집니다.

6 날개의 윤곽은 벨트 샌더를 사용하거나 손으로 짚이나 대패를 사용하여 모양을 만듭니다. 각 날개의 앞쪽 가장자리 상단은 45° 각도로 줄어들고 날개 뒤쪽은 0.04-0.08인치(1-2mm) 두께의 뒤쪽 가장자리를 남기기 위해 아래로 기울어집니다. 앞 가장자리의 바닥면이 약간 뒤로 잘립니다. 날개의 끝은 후행 가장자리와 같은 두께로 형성됩니다. 합판의 다양한 층은 작업자가 균일한 경사를 달성하는 데 도움이 되는 등고선 역할을 합니다.

7 각 날개의 바닥면에서 얕은 부분을 잘라낼 수도 있습니다. 예를 들어, 이것은 날개 끝과 앞 가장자리 뒤에 있는 2인치(5cm) 길이의 스트립으로 구성될 수 있습니다.

마무리

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8 점점 더 가는(80-250방 사포) 사포를 사용하여 부메랑 표면을 오비탈 샌더나 손으로 조심스럽게 매끄럽게 합니다.

9 샌딩 실러로 표면을 뿌린 후 미세한 스틸 울 표면을 더욱 매끄럽게 하기 위해 사용됩니다. 페인트 칠 또는 나무 얼룩 그 다음에는 투명한 폴리우레탄 마감재를 한 번 이상 코팅합니다.

튜닝

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10 부메랑은 비행 능력을 테스트하기 위해 여러 번 던졌습니다. 더 나은 성능을 위해 부메랑을 조정하기 위해 여러 유형의 조정이 수행될 수 있습니다. 예를 들어 날개 프로파일은 추가 샌딩으로 조정할 수 있습니다.

11 또 다른 조정 기술은 날개를 구부려 정점 평면 위로 3mm(0.12인치) 정도 팁을 올리는 것입니다. 이것을 부메랑에게 양의 이면체를 부여한다고 합니다. 부메랑을 구부릴 수 있을 만큼 유연하게 만들고 영구적으로 조정하려면 부메랑을 가열해야 할 수도 있습니다. 이것은 증기로 또는 전자 레인지에서 할 수 있습니다.

12 날개를 비틀어서 앞전을 올리거나 내리는 것도 부메랑의 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

13 기타 조정 기술에는 날개에 구멍을 뚫거나 날개의 앞쪽 가장자리에 슬롯을 자르거나 날개 아래쪽에 얕은 구멍을 뚫고 납 또는 황동 삽입이 있습니다. 무게를 추가하는 플러그.

품질 관리

부메랑의 품질은 제조 공정 전반에 걸쳐 주기적으로 확인됩니다. 균일하지 않은 측면이나 범프와 같은 부메랑의 모든 불균일성은 공기 역학적 디자인에서 제거됩니다. 부메랑은 세계 부메랑 협회(World Boomerang Association) 및 미국 부메랑 협회(United States Boomerang Association, USBA)와 같은 단체에서 승인합니다. 이 그룹은 안전, 기술 및 타이밍과 같이 모든 부메랑 대회가 준수해야 하는 기준과 규칙을 설정합니다.

미래

부메랑의 혁신은 소재와 디자인의 두 가지 영역에서 발전할 수 있습니다. 부메랑 제조사들은 강하고, 튼튼하고, 가벼운 신소재가 개발됨에 따라 이를 단독으로 또는 조합하여 사용하려고 합니다. 예를 들어, 17분 이상 비행한 부메랑은 탄소 섬유와 케블라의 2층 외피로 구성되어 있습니다. 쉘은 페놀 마이크로벌룬과 혼합된 에폭시 수지로 채워졌습니다.

최근 두 가지 혁신은 설계를 수정하여 공기 역학을 개선할 수 있는 방법을 제안합니다. 하나는 부메랑 날개의 뒤쪽 가장자리의 위쪽과 아래쪽 표면을 약간 오목하게 만드는 것과 관련되었습니다. 일반적으로 이러한 표면은 평평하거나 약간 볼록합니다. 이 디자인은 현재 세계 기록을 세운 부메랑에 사용되었습니다. 다른 예에서 부메랑의 날개 끝은 회전 중심으로 이어지는 가상의 선에 수직이 되도록 비스듬히 절단되었습니다. 일반적으로 날개 끝은 날개의 중심선에 수직입니다. 이 수정은 비공식 MTA 기록 보유자가 작성했습니다.