첨단 복합소재 구조로 구현된 초고속 포일링 레이서

지난주 이메일로 제이크 카바나(Jake Kavanagh, 2018년 5월 24일)의 에폭시크래프트(Epoxycraft) 뉴스레터 블로그에 실린 사진 같은 것을 발견했다. 에폭시크래프트는 웨스트 시스템 인터내셔널(영국 롬지)이 발행하며, 구존 브러더스(Gougeon Brothers Inc.) 라이선스 하에 잘 알려진 마린 에폭시 웨스트 시스템(WEST SYSTEM)과 프로세트(PRO-SET)을 생산한다. 블로그는 매과이어 보트(영국 햄프셔주 뉴밀턴)가 제작한 엑소셋(Exocet) 레이서(모스 클래스)를 다뤘고, 사진 속 선수가 어떻게 그런 퍼포먼스를 내는지 조사하게 만들었다.

먼저 모스(Moth)란 무엇인가? 1920년대 후반 호주에서 처음 등장하고 1930년 미국에 도입된 소형 1인승 딩기 클래스를 말한다. '모스'라는 이름은 미국 그룹이 명명했으며, 1930년대 후반 모스 클래스 레이싱이 시작됐다. 국제 모스 클래스 보트는 길이 3.4m에 선체 중량 제한이 없다. 그런데 왜 이 작은 보트가 수면 6피트(약 1.8m) 위에 떠 있는가? 당연히 포일(foil), 즉 선체에 부착된 긴 관형 지지대 끝에 있는 작은 날개 모양 구조물 때문이다. 보트 속도가 증가하면 포일이 양력을 생성해 선체를 물 밖으로 들어올리고, 선박의 젖은 면적이 급격히 줄어들어 속도가 크게 증가한다.

국제 모스 클래스 협회 UK 웹사이트에 따르면 모스는 1970년대부터 포일링을 해왔다. 포일이 1900년대 초 알렉산더 그레이엄 벨과 이탈리아 발명가 엔리코 포를라니니(Enrico Forlanini)의 협업으로 처음 발명됐다는 것을 아는가? (에폭시크래프트 2016년 9월 30일 블로그에서 포일 개발 역사 설명). 사실 일부 소스에 따르면 포일링 모스가 달성한 빠른 속도가 가장 최근 아메리카 컵 클래스 하이드로포일링 요트의 영감이 됐다고 한다.

컨셉은 100년 이상 됐지만, 카바나 블로그에서 설명한 30노트(시속 55km) 달성은 매과이어 보트가 구현한 기술로 대표된다. 블로그에 따르면 이 회사는 엑소셋 출시 이래 5년 넘게 디자이너 케빈 엘웨이(Kevin Ellway)와 긴밀히 협력해 왔다. 이 긴밀한 파트너십으로 매과이어는 지난 3번의 모스 세계 선수권 대회 우승과 다수의 유럽 및 국내 타이틀, 올해 버뮤다에서 열린 모스 월드에서 1~17위를 석권한 보트를 지속적으로 개선해 왔다.

카바나 블로그에 따르면 엑소셋 선체와 포일은 컴퓨터 모델로 설계돼 각각 핸드 레이업과 레진 인퓨전 방식으로 제작되며, 프로세트 에폭시를 사용한다. 매과이어 보트 매니징 디렉터 사이먼 매과이어(Simon Maguire)는 팀이 웨스트 시스템 연구소를 방문해 고강도 중량비 부품을 만드는 효과적인 인퓨전 공정을 배웠다고 말한다. 예를 들어 선체 구성품은 초고탄성률(UHM) 탄소섬유 스킨과 매우 얇은 폼 코어의 샌드위치 구조다. 프로세트 LAM 125 에폭시 수지와 LAM 226 경화제로 선체 섹션 중량이 단 10kg에 불과하다고 매과이어는 말한다. 포일은 솔리드 알루미늄 금형에서 프로세트 인퓨전 에폭시 INF 114/210/211과 UHM 카본 클로스로 인퓨전된다.

카바나 블로그에 따르면 매과이어의 생산량은 연 24대, 4대씩 배치 생산한다. 매과이어는 "그 이상 만들면 품질 리스크가 있습니다. 각 보트의 마감과 퍼포먼스 일관성을 자랑하며, 그래서 그렇게 인기 있습니다. 품질이 전부고, 결과가 보여주듯 레이스를 이깁니다."라고 말한다. 카바나 블로그 전문: https://www.epoxycraft.com/pro-set-laminated-maguire-exocets-top-moth-world-championships/ , 포일링 수상기 역사: https://www.epoxycraft.com/why-hydrofoiling-is-taking-the-sailing-world-by-storm/.