수중 날개를 이용한 이동 수단
사람의 근육 힘만을 이용해 물 위를 이동하는 가장 흥미로운 수단 중 하나는 바로 아쿠아스키퍼입니다. 멀리서 보면 이 장치는 마치 자전거가 호수의 표면을 알 수 없는 방식으로 움직이는 것처럼 보입니다. 하지만 가까이에서 보면, 회전하는 구동 장치인 페달도 없으며, 가장 신기한 점은 부력을 제공하는 부표도 없다는 것을 알 수 있습니다. 그래서 이 무거운 구조물이, 게다가 사람이 타고 있음에도 어떻게 물 위에 떠서 상당한 속력을 낼 수 있을까요?
아쿠아스키퍼는 어떻게 움직이고 가라앉지 않나?
아쿠아스키퍼 - 수상 스쿠터
아쿠아스키퍼(또는 흔히 **‘아쿠아플래너’**라고 불리는 이 장치)의 구조는 첫눈에는 매우 단순해 보입니다.
넓은 발판은 두개의 지지대와 연결되어 있으며, 이는 후방의 주요 날개와 단단히 고정됩니다. 발판에서 앞으로는 관상 구조의 프레임이 이어지며, 이는 자전거와 매우 흡사한 조향 부분으로 끝납니다.
조향 핸들은 구부러진 지지대에 연결된 전방 안정 날개로 이어지며, 이 구부러진 지지대는 힌지로 연결됩니다. 전방 면보다 약간 앞에는 ‘파도 절단기’로 알려진 글라이딩 플레이트가 고정되어 있습니다.
구조물의 유연성은 조향 핸들과 전방 날개 지지대 사이에 장착된 곡선형의 고무 스프링에 의해 제공합니다. 이게 아쿠아스키퍼의 전부입니다.
때로는 일부 모델에 부표가 추가되기도 하지만, 이는 주로 아쿠아스키퍼가 뒤집어졌을 때 부력을 높이기 위한 목적으로 사용되며, 실제 이동 중에는 사용되지 않습니다.
전체 구조는 일반적으로 가벼운 알루미늄 합금으로 만들어지지만, 수상 스쿠터의 무게는 여전히 12킬로그램에 달합니다. 그렇다면 이 장치가 어떻게 물 위에 떠서 앞으로 나아갈 수 있을까요?
이 원리는 생체모방학, 즉 자연에서 발견한 원리를 실용적이고 기술적인 방식으로 구현하는 과학의 고전적인 예라고 할 수 있습니다.
새가 공중에서 떨어지지 않는 이유는 무엇일까요? 바로 펼쳐진 날개가 제공하는 양력 때문입니다. 공기에서 가능한 일이 액체 환경에서도 가능해야 하는데, 액체는 공기보다 수백 배 더 밀도가 높기 때문입니다.
그렇다면 돌고래나 고래와 같은 해양 포유류가 엄청난 속도를 낼 수 있는 이유는 무엇일까요? 이는 이들의 강력한 ‘날개’, 즉 수평 꼬리지느러미의 공격 각도를 조절함으로써 가능합니다. 이와 같은 원리가 아쿠아스키퍼의 작동 원리이기도 합니다.
파일럿은 이 기계를 조종하면서 리드미컬한 점프 동작을 수행하며, 다리로부터 힘을 뒷날개로 전달합니다.
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아쿠아스키퍼의 진화
트램포포일 - 아쿠아스키퍼의 전신
이와 같은 물 위 이동 방식에 대한 최초의 개발은 지난 세기 1990년대 스웨덴의 발명가 알렉산더 사흘린이 시작했습니다.
결과물은 **‘트램포포일’**이라 불리며, 1993년에 특허를 받고 대중 앞에 선보였습니다.
트램포포일의 작동 원리는 위에서 설명된 바와 다를 것이 없습니다. 차이점이라면 구조물의 필요 유연성이 힌지와 스프링 대신 구부러진 유연한 프레임으로 제공되었으며, 이를 움직이기 위해 파일럿은 상당한 힘을 사용해야 했다는 것입니다.
이와 같은 ‘수상 자전거’는 빠르게 인기를 얻었으며, 오랫동안 대량으로 생산됐습니다. 지금도 이를 찾아볼 수 있는 경우가 있습니다.
2007년에 개발된 곡선형 스프링이 장착된 아쿠아스키퍼는 프레임 무게를 줄여 더욱 가벼워졌으며, 구조가 유연해졌습니다. 덕분에 일반인들 사이에서도 쉽게 사용할 수 있는 물 위 이동 수단이 되었습니다.
아쿠아스키퍼는 현재도 꽤 대량으로 생산되고 있어 구매가 간단하며, 가격도 상당히 저렴해졌습니다. 11–12천 루블 정도면 모델 하나를 찾을 수 있습니다.
펌프바이크
이 주제를 발전시키는 과정에서 **‘펌프바이크’**라는 새로운 모델이 탄생했습니다. 이 모델은 2003년에 남아프리카의 엔지니어이자 발명가 마이크 퓨지에 의해 특허를 받았으며, 외형과 구조에서 약간의 차이를 보이지만 작동 원리는 동일합니다.
펌프바이크는 프레임 대신 넓은 플라스틱 보드를 사용하며, 여기에 조향 지지대가 단단히 고정되어 있습니다.
파일럿 발판에는 발걸이가 장착되어 있어 더욱 편안함을 제공할 뿐 아니라 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다.
주익(메인 날개)의 공격 각도를 변경하는 메커니즘도 흥미롭습니다. 이 메커니즘은 스프링이 장착된 힌지 구조로 구성되어 있으며, 날개 지지대가 플랫폼에 고정되는 부위에 설치되어 있습니다.
펌프바이크의 전체적인 구조는 일반 아쿠아스키퍼보다 조금 더 복잡하며, 이는 가격에도 영향을 미칩니다. 하지만 이러한 구조 덕분에 가장 빠른 모델이 탄생했고, 이 모델로 유사 기기 중 32.19 km/h라는 절대 속도 기록이 세워졌습니다.
아쿠아스키퍼 주행 기술
Aquaskipper
아쿠아스키퍼는 그냥 쉽게 “앉아서 달릴 수 있는” 기기가 아닙니다. 물 위를 이동하는 이러한 방식에 익숙해지려면 어느 정도의 기술과 상당한 노력이 필요할 수 있습니다. 그러나 약 한 시간 정도 연습하면 대부분의 초보자들이 독립적으로 움직이기 시작합니다.
최적의 시작은 물 위에서 0.5m 정도 높이로 떠있는 부두(또는 다리)에서 출발하는 것입니다. 아쿠아스키퍼는 물 위에 유지되면서 앞으로 나아가기 위해 첫 움직임으로 초기 추진력이 필요합니다.
파일럿은 한 쪽 발을 플랫폼에 올리고, 앞 날개를 물 높이에 맞춘 다음 다른 발로 지지대를 밀어냅니다. 아쿠아스키퍼가 물 위에서 유지될 수 있는 최소 시작 속도는 8 km/h 정도입니다.
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초기 움직임을 준 뒤 나머지 발도 플랫폼에 올립니다. 파일럿은 점프 움직임을 시작하여 무게를 후방 플랫폼(80%)과 전방 날개(20%)로 분배해야 합니다.
약간의 핸들 전방 압력이 주요 뒷날개 힘을 약간 앞서 선행해야 합니다. 시작이 성공적으로 진행되면 아쿠아스키퍼는 속도를 내기 시작합니다.
점프를 할 때는 반드시 발가락으로 서 있어야 합니다. 저속으로 이동하려면 점프를 자주 하며 작은 힘으로 수행합니다. 반대로, 더 높은 속도를 내기 위해서는 점프 빈도를 줄이고 깊은 진폭으로 더 큰 힘을 가해야 합니다.
초보자들이 자주 겪는 실패 원인 중 하나는 파일럿 몸무게의 불균형적인 분배입니다. 핸들에 무게를 싣지 않도록 주의해야 하며, 몸의 주요 무게는 반드시 플랫폼에 실려야 합니다.
파일럿이 몸무게의 중심을 약간 이동시키고 핸들로 방향을 조정해 회전할 수 있습니다.
초반 실패에서도 당황하지 마세요. 아쿠아스키퍼 조정 기술은 반드시 습득하게 됩니다. 구조 설계상 양성 부력을 갖춘 아쿠아스키퍼는 물 위에서 쉽게 떠 있고, 시작 지점으로 다시 끌고 가기도 쉽습니다. 실패에 대한 두려움은 안전조끼를 착용하면 대부분 사라질 것입니다.
처음부터 “바람을 가르며” 긴 글라이딩을 기대하지 마세요. 아쿠아스키퍼 타기는 체력 강화 운동기구에서 하는 작업과 비슷합니다. 경험이 없는 파일럿은 물 위에서 몇 분 이상 버티기 어렵습니다.
영상에서: 아쿠아스키퍼 조립 및 주행 방법
https://www.youtube.com/watch?v=ZeKz-EnGNFs
속도나 긴 거리에 대한 도전은 고도로 훈련된 운동선수만이 가능합니다. 하지만 이러한 “물 위 자전거"를 타면 거의 모든 근육군이 활성화되며, 아쿠아스키퍼는 훌륭한 피트니스 도구로 변신합니다.
현재까지 아쿠아스키퍼로 수영한 최장 기록은 11.2km입니다.
기술의 발전은 멈추지 않으며, 현재는 하이드로포일(수중익)을 이용한 새로운 이동 수단인 **‘하이드로글라이더’**의 향상된 모델이 출시 중입니다. 이 기기는 아쿠아스키퍼의 날개 장치와 핸들 조작, 서핑보드, 전기 모터를 결합한 형태로 최대 40 km/h의 속도로 2시간 이상 주행할 수 있습니다. 하지만 이는 완전히 다른 이야기입니다.
