행글라이더

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배경

행글라이더는 돛 아래에 매달린 사람을 태우도록 설계된 무동력 비행 장치입니다. 무동력 비행기를 닮은 다른 글라이더와 달리 행글라이더는 큰 연처럼 보입니다. 다른 글라이더는 일반적으로 비행기로 견인되거나 지상에서 공중으로 발사됩니다. 반면에 행글라이더는 일반적으로 높은 지점에서 시작하여 낮은 지점으로 표류할 수 있습니다.

연혁

인간은 적어도 천 년 동안 행글라이더와 유사한 장치를 사용하여 비행을 시도했습니다. 영국의 승려인 Malmesbury의 Oliver는 1020년에 천으로 만든 날개가 달린 탑에서 뛰어내렸다고 합니다. 그는 약 180m를 활공하다가 착지하여 두 다리가 부러진 것으로 추정됩니다. 11세기에 콘스탄티노플과 1498년에 이탈리아에서 비슷한 짧은 비행이 있었다고 합니다. 이탈리아의 예술가이자 과학자인 레오나르도 다빈치는 다양한 비행 기계의 상세한 스케치를 만들었지만 이러한 장치는 만들어지지 않았습니다.

글라이딩의 현대 역사는 영국 발명가인 조지 케일리 경으로부터 시작됩니다. 1799년까지 Cayley는 오늘날에도 여전히 사용되는 글라이더의 기본 설계를 확립했습니다. 1804년 그는 처음으로 성공적인 모형 글라이더를 날렸습니다. 1853년, Cayley는 그의 마부를 수백 피트에 태운 장치로 최초의 성공적인 인간 글라이더 비행을 달성했습니다.

글라이더 연구의 다음으로 중요한 개척자는 독일 발명가인 Otto Lilienthal입니다. 1890년대에 Lilienthal은 18대의 글라이더를 제작하여 스스로 비행했습니다. 그는 또한 자신의 작업에 대한 자세한 기록을 보관하여 이후의 발명가들에게 영향을 미쳤습니다. Lilienthal은 2,000회 이상의 성공적인 비행을 한 후 1896년 추락 사고로 사망했습니다.

Lilienthal에서 영감을 받은 미국 엔지니어 Octave Chanute와 그의 조수들은 세기의 전환기에 미시간 호수 기슭의 모래 언덕에서 약 2,000개의 글라이더를 비행했습니다. Chanute의 작업은 곧 동력 비행을 발명한 Orville과 Wilbur Wright에게 중요한 영향을 미쳤습니다. 20세기에 동력 비행의 급속한 발전은 제2차 세계 대전 이후까지 글라이더에 대한 관심 감소로 이어졌습니다. 이때 글라이더용으로 유리섬유로 만든 가볍고 매끄러운 날개가 개발되었다.

행글라이더 개발에서 가장 중요한 혁신은 미국 발명가 Gertrude와 Francis Rogallo에 의해 이루어졌습니다. 1948년에 Rogallos는 para-wing이라고 불리는 유연한 연에 대한 특허를 신청했습니다. 다른 연과 달리 Rogallo 디자인에는 단단한 지지대가 없었습니다. 대신, 그것은 날고 있는 바람에 의해 단단하지만 일시적인 형태가 될 때까지 축 늘어진 채로 남아 있었습니다. 매우 가볍고 강한 플라스틱인 Mylar의 개발은 Rogallo 연의 성능을 향상시켰습니다.

1950년대 후반, 미국 정부는 우주선을 지구로 되돌리기 위해 설계된 낙하산에 사용하기 위한 Rogallo 설계에 관심을 갖게 되었습니다. 군용 수송용 대형 Rogallo 연을 만드는 실험도 있었습니다. 이러한 실험에 대한 보고에서 영감을 받아 미국 엔지니어 Thomas Purcell은 1961년에 알루미늄 프레임, 바퀴, 승객을 태울 좌석 및 기본 제어 막대를 갖춘 16피트(4.9m) 너비의 Rogallo 글라이더를 제작했습니다. 이것이 최초의 진정한 행거였습니다. 글라이더. 초기 행글라이더는 1961년 Barry Hill Palmer가 대나무로 미국에서, 1963년 John Dickenson이 알루미늄으로 호주에서 제작했습니다.

1967년 미국 정부가 우주선 낙하산에 Rogallo 디자인을 사용하는 것을 포기했지만 동일한 디자인을 사용하는 행글라이더가 1970년대에 대중화되었습니다. 1971년에는 미국 행글라이딩 협회가 결성되었습니다. 캘리포니아는 서부의 행글라이더가 선호하는 곳이지만 테네시 주 던랩은 컴벌랜드 고원 꼭대기에 위치한 높은 위치 덕분에 미국 동부의 행글라이더 수도라고 주장합니다. 다음 몇 년 동안 행글라이딩은 위험한 유행이 아니라 진지한 스포츠가 되었습니다. 행글라이딩으로 인한 사망자는 1974년 40명에서 1995년 7명으로 보고되었습니다.

원자재

행글라이더는 날개, 프레임, 케이블 및 이러한 부품을 제자리에 고정하는 항목으로 구성됩니다. 돛으로도 알려진 날개는 강하고 가벼운 플라스틱으로 만들어졌습니다. 일반적으로 폴리에스터 천을 사용합니다. 폴리에스터는 폴리머입니다. 많은 작은 분자를 함께 연결하여 만든 큰 분자입니다. 폴리에스터는 일반적으로 에틸렌 글리콜 및 테레프탈산 또는 유사한 화학 물질에서 파생됩니다. 행글라이더를 만드는 데 사용되는 가장 일반적인 폴리에스터는 Dacron이라는 상품명으로 알려진 폴리에틸렌 테레프탈레이트입니다.

기체라고도 알려진 행글라이더의 프레임은 알루미늄과 마그네슘, 아연 및 구리와 같은 기타 금속의 합금으로 만들어집니다. 행글라이더를 고정하는 케이블과 부품은 스테인리스 스틸로 만들어졌습니다. 스테인레스 스틸은 철, 소량의 탄소 및 12-18% 크롬의 합금입니다.

사무엘 랭글리

사무엘 랭글리는 1834년 매사추세츠 주 록스버리에서 태어났습니다. 어린 시절 랭글리는 별 연구에 관심을 갖게 되었고 대학에 다니지 않았음에도 불구하고 천문학 및 물리학 교수가 되었습니다. Langley는 천문학 분야에 많은 공헌을 했으며 가장 중요한 것 중 하나는 전자기 복사를 감지하고 측정할 수 있는 기기인 볼로미터의 발명이었습니다.

스미소니언 연구소의 비서로 일하는 동안 Langley는 항공학에 관심을 갖게 되었고 유인 비행의 가능성을 연구하기 위해 미 국방부로부터 50,000달러의 보조금을 받았습니다. 그는 비행장 이라는 이름의 대형 증기 동력 항공기 모델을 만들기 시작했습니다. 글라이더에 대한 그의 이론을 먼저 테스트할 시간을 들이지 않고 말이죠. 1891년까지 그는 비행장 건설을 시작했습니다. 하우스 보트의 지붕에서 발사되는 모델. 처음 5개 모델은 실패했지만 그의 1896년 모델은 0.5마일 이상을 비행했습니다. 그해 말에 하나는 거의 2분 동안 공중에 떠 있었다.

마침내 1903년 10월 7일 Langley는 첫 번째 본격적인 비행장 비행 준비가 되었습니다. 포토맥 강의 하우스보트에서. 언론이 참석한 가운데 기계가 발사되어 곧바로 강물에 떨어졌습니다. Langley는 발사 메커니즘이 잘못되었다고 주장했지만 더 많은 시도를 해도 같은 결과가 나왔고 그의 자금은 곧 고갈되었습니다. 불과 몇 달 후, Orville과 Wilbur Wright는 노스캐롤라이나의 Kitty Hawk에서 최초의 동력 비행에 성공했습니다. 1907년 사망할 때까지 Langley는 사고로 그의 자금이 고갈되지 않았다면 Wright 형제가 받은 명성을 얻었을 것이라고 주장했습니다. Langley가 사망한 지 몇 년 후, 실험자들은 더 강력한 엔진을 부착한 후 그의 비행장을 비행하는 데 성공했습니다. 오늘날 버지니아의 Langley 공군 기지는 이 항공 개척자의 이름을 따서 명명되었습니다.

제조
프로세스

폴리에스터 천 만들기

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1 많은 플라스틱과 마찬가지로 폴리에스터는 석유에서 추출한 화학 물질로 만들어집니다. 일반적으로 이러한 화학 물질은 석유를 촉매로 가열하여 얻습니다. 이 과정을 분해라고 합니다. 결과 행글라이더는 날개, 프레임, 케이블 및 이러한 부품을 제자리에 고정하는 항목으로 구성됩니다. 돛으로도 알려진 날개는 강하고 가벼운 플라스틱으로 만들어졌습니다. 기체라고도 알려진 행글라이더의 프레임은 알루미늄과 마그네슘, 아연 및 구리와 같은 기타 금속의 합금으로 만들어집니다. 그런 다음 물질을 분리하고 다양한 화학 반응을 거쳐 원하는 화학 물질을 얻습니다.

2 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 에틸렌 글리콜에 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트를 결합하여 만듭니다. 그런 다음 액체가 될 때까지 가열됩니다. 용융된 폴리머는 방사구(spinneret)로 알려진 많은 작은 구멍을 포함하는 장치를 통해 분사됩니다. 액체 플라스틱이 나오면 냉각되어 길고 단단한 필라멘트가 됩니다. 필라멘트는 함께 실로 감겨 있습니다. 그런 다음 실을 고온에서 원래 길이의 약 5배로 늘려 강도를 높입니다. 강화된 실을 천으로 짜서 밝은 색으로 염색합니다. 그런 다음 이 천을 큰 롤에 올려 행글라이더 제조업체로 배송합니다.

날개 만들기

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폴리에스터 천 롤 3개는 일반적으로 너비가 137cm(54인치)이고 길이가 91.4-274.3m(100-300야드)입니다. 천은 필요에 따라 롤에서 절단되어 X-Y 커터에 배치됩니다. 이 장치는 일반적으로 길이가 40피트(12.2m), 너비가 5피트(1.5m)이고 표면에 수많은 작은 구멍이 있는 평평한 테이블입니다. 천이 커터에 놓이면 진공 압력이 천을 구멍에 대고 평평하게 당깁니다. 기어, 벨트 및 레일 시스템은 테이블을 가로질러 수평("X" 방향) 및 수직("Y" 방향)으로 날카로운 날을 운반합니다. 컴퓨터는 블레이드의 움직임을 제어하여 복잡한 모양을 1/1000인치(0.0025cm) 이내로자를 수 있습니다.

4 수백 개에 달하는 재단된 천 조각에는 서로 적절하게 정렬될 수 있도록 표시가 되어 있습니다. 그런 다음 산업용 재봉틀에서 함께 꿰매어집니다. 날개가 형성될 때까지 다양한 모양과 색상의 천 조각으로 이 과정을 반복합니다.

프레임 만들기

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5 일반적으로 직경이 1.5인치(3.8cm)이고 길이가 10-20피트(3-6m)인 알루미늄 합금 튜브가 행글라이더 제조업체에 도착합니다. 튜브는 전기 톱으로 필요에 따라 절단됩니다. 그런 다음 전기 드릴을 사용하여 프레임이 함께 ​​고정될 구멍을 형성합니다.

6 스테인리스 스틸 케이블은 일반적으로 케이블 길이가 1,524m(5,000피트)인 대형 스풀로 행글라이더 제조업체에 도착합니다. 크고 날카로운 펜치로 필요에 따라 케이블을 자릅니다.

7 케이블과 튜빙을 손으로 조립하여 프레임을 형성합니다. 스테인리스 스틸 너트와 볼트는 부품을 제자리에 고정하는 데 사용됩니다.

행글라이더 조립

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8 돛과 프레임이 함께 ​​부착됩니다. 완전히 조립, 검사 및 테스트한 후 행글라이더는 보관 및 운송의 용이성을 위해 부분적으로 분해됩니다. 분해된 행글라이더는 원통형 용기에 담겨 소매점이나 소비자에게 배송됩니다.

코블과 튜브를 손으로 조립하여 프레임을 형성합니다. 스테인리스 스틸 너트와 볼트는 부품을 제자리에 고정하는 데 사용됩니다.

품질 관리

행글라이딩은 위험한 활동이므로 사용하는 장비를 최대한 안전하게 사용하는 것이 중요합니다. 제조업체는 FAA(연방 항공국)의 감독 하에 연방 정부에서 수립한 민간 및/또는 군용 항공 장비에 대한 요구 사항을 충족해야 합니다. 행글라이더 제조사는 제조를 시작하기 전에 모든 원자재를 검사합니다. 알루미늄 튜브는 직선이어야 하며 찌그러진 부분이 없어야 합니다. 스테인리스 스틸 케이블은 눈에 보이는 흠집이 없어야 합니다. 폴리에스터 천은 제대로 짜여져 있고 구멍이 없어야 합니다. 인장 시험기는 직물의 강도와 직물을 통과할 수 있는 공기의 양을 측정합니다.

제조 공정에서 가장 중요한 부분은 날개를 만드는 것입니다. 절차의 각 단계에서 날개가 약한 이음새 없이 제대로 꿰매어졌는지 확인하기 위해 완전한 육안 검사를 받습니다. 이음새가 올바르게 접혀서 재봉되었는지, 천에 흠집이 없는지 확인하기 위해 조명이 켜진 검사대에서 주의 깊게 검사됩니다. 제조 공정이 끝나면 행글라이더는 최종 육안 검사를 위해 완전히 조립됩니다.

배송을 위해 분해되기 전에 모든 행글라이더는 숙련된 조종사에 의해 완전한 비행 테스트를 받습니다. 행글라이더는 적절한 "느낌"이 있어야 하며 조종사의 움직임에 올바르게 반응해야 합니다. 갑작스러운 예상치 못한 움직임의 변화 없이 일정한 속도로 직선으로 날 수 있어야 합니다.

미래

1970년대보다 지금은 행글라이더를 타는 사람이 줄어들었지만 기술은 크게 향상되었습니다. 오늘날의 행글라이더는 더 먼 거리, 더 긴 시간, 더 높은 높이에서 더 안전하게 비행할 수 있습니다. 의심의 여지없이 모든 행글라이딩 기록은 가까운 장래에 깨질 것입니다.