KR101664573B1 - 패러글라이더 - Google Patents

Abstract

일반적으로 하늘을 날 수 있는 1인용 무동력 소형 비행기인 패러글라이더의 캐노피에 있어서,
캐노피의 구조를 공기가 빠지지 않는 풍선처럼 인위적으로 공기펌프를 이용하여 공기를 주입하고 배출하는 것이 가능토록 캐노피에 공기주입용 밸브를 부착하여 구성한 형태의 패러글라이더에 관한 것으로서, 고고도 비행을 위한 산 정상과 같은 장소에서 사용되는 캐노피로는 다소 적합하지 않지만, 비행경험이 전혀 없는 남녀노소의 초보자가 지상에서 상온상태의 일반 건조공기(질소와 산소)보다 공기밀도가 현저히 낮은 뜨거운 공기 또는 헬륨과 같은 공기를 캐노피에 주입시켜서 부양력에 따른 자연스런 날개모양을 지상에 형성시킨 후, 캐노피에 연결된 가벼운 초경량 하네스를 어깨에 걸치고 주위에 바람의 영향이 거의 없는 넓은 공간에서 사용자의 두 손과 발을 이용한 이륙동작 운동으로, 활공의 기본동작인 이륙과 착륙의 행위연습을 반복해서 실시할 때, 재미있게 지면으로부터 1m 내외의 지상공간에서 체공상태로 공중 유영을 매우 흥미롭게 체험할 수 있는 양력체험 및 오락용 패러글라이더.

Description

패러글라이더{Paraglider}

본 발명은 공기주입 밸브가 구성된 패러글라이더의 캐노피에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패러글라이더의 캐노피를 공기가 빠지지 않는 풍선처럼 인위적으로 공기펌프를 이용하여 공기를 주입하고 배출하는 것이 가능토록 캐노피에 밸브를 부착하여 구성한 형태의 패러글라이더에 관한 것으로, 고고도 비행을 위한 산 정상과 같은 장소에서 사용되는 캐노피로는 다소 적합하지 않지만, 비행경험이 전혀 없는 초보자가 지상에서 활공의 이륙과 착륙의 행위연습을 반복해서 실시할 때, 재미있게 체공상태를 체험할 수 있는 양력체험 및 연습용 캐노피인 것이다.

일반적으로 하늘을 날 수 있는 1인용 무동력 소형 비행기인 패러글라이더는 날개모양의 캐노피가 여러 개의 로프로 구성된 산줄로 하네스(사람이 어깨에 걸쳐 입고 앉을 수 있도록 설계된 조끼형태의 부드러운 의자 모양)와 연결되어 있고, 비행방향을 조종 할 수 있는 조종용 손잡이 줄이 좌,우로 구성되어 있으며, 패러글라이더는 휴대의 편리성을 위하여 캐노피를 쉽게 접을 수 있도록 대부분 부드러운 천종류 재질로 제작되었고, 또한 캐노피 모양은 통상적으로 공중에서 비행을 할 때만 공기가 들어가도록 전방부가 개방되어 있는 구조여서, 조종자가 지상에 착륙하면 캐노피는 캐노피에 채워진 공기의 무게 때문에 실속상태에서 양력을 잃고 캐노피에 공기도 바로 빠지도록 설계되어 있다. 그래서 숙달된 패러글라이더만 고고도 비행을 위한 비행을 산 정상에서 준비할 때, 공기가 빠져있는 캐노피를 바닥에 넓게 펼쳐 놓고 일순간에 캐노피에 기술적으로 공기를 채운 후 공중에 캐노피를 띄워 놓고, 캐노피가 조종자의 머리위에서 활공하기에 알맞은 날개기능의 준비가 되었을 때, 전방에서 불어오는 바람을 정면으로 맞으며 앞으로 달려 나가 안정적인 활공을 하게 되는 것이다. 그러나 활공 할 때만 공기가 채워졌다가 지상에 착륙하면 캐노피에 채워져 있는 공기의 중량 때문에 뼈대가 없이 부드러운 천으로 구성된 캐노피는 즉시 공기가 빠지는 구조의 특성상 일반 초보자가 다루기에 대단히 어렵고, 또한 바람의 영향도 크게 받는 야외에서는 청소년 등이 활공기로 일일 체험하기에는 많은 시간을 혹독한 연습시간으로 필요하며, 또한 성인의 경우에도 초보상태의 교육자는 고급 기술자의 도움 없이 혼자 연습하는 행위에도 다소 많은 무리가 있는데, 그 원인은 정상적인 활공을 위한 가장 기초단계인 이륙과 착륙의 완벽한 준비의 기술적인 부분인 날개 세우기와 접는 기술의 어려움 때문이다. 노면이 평평한 넓은 잔디밭 같은 장소에서 가스트 없는 바람이 일정하게 시속15km 이하의 풍속으로 바람이 불 때, 통상적으로 파일럿이 상반신을 숙인 상태에서 바람을 마주하고 시속 15km로 달리면 캐노피는 파일러트를 지면에서 띄우려는 양력이 발생하지만, 눈에 보이지 않고 감각으로 느끼는 바람의 방향과 날개 세워짐 상태의 판단 등은 짧은 이,착륙 순간에 몸이 알아차리고 순간 대처하는 능력이 체득되지 않은 초보자에게 대부분 불가능 한 상태이므로 고급자가 초보자의 이,착륙 준비상황을 완벽하게 보조해 주듯이 인위적으로 패러글라이더의 캐노피인 날개의 기능을 공중에 안정적으로 띄어 놓은 열기구처럼 날개기능을 유지할 수 있도록 부력능력과 활공능력이 탁월하게 공기주입과 배출이 가능한 튜브처럼 되도록 패러글라이더의 캐노피로 구조되는 기능에 본 발명의 특징이 있다.

본 발명은 청소년들이 패러글라이더를 가지고 활공연습을 좀 더 쉽게 체험하는 것이 가능하도록 패러글라이더의 캐노피 구조를 변경하여, 청소년들이 패러글라이딩으로 활공준비를 할 때 난이도 높고 특별한 기술을 필요로 하는 일명 헬리콥터의 호버링 기술처럼, 이륙을 위한 첫 단계인 캐노피의 날개 세우기 기술을 깔끔하게 생략 할 수 있도록 캐노피의 안정적인 이륙준비 기능을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명은 골조가 없이 부드러운 천으로 구성 되어진 패러글라이더의 캐노피에 자연적인 바람의 출입이 불가능하고 공기펌프를 이용한 인위적인 공기의 주입과 배출만이 가능토록 날개모양의 캐노피를 구성함에 있어서, 통상적인 캐노피의 공기 출입부인 전방부가 모두 밀봉된 상태로 닫혀 있고, 캐노피의 후방부 중앙에 주된 공기 주입 및 배출을 위한 주밸브가 구성되고, 후방부 좌,우로 공기 주입 및 배출을 보조하기 위한 보조밸브가 구성되었으며, 보조 밸브에는 각각 가느다란 공기주입용 보조튜브 형태로 연결된 공기주입 보조밸브가 좌,우에 위치한 조종줄과 하나의 형태로 묶여져서 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명으로 제작된 패러글라이더를 가지고 청소년들이 바람의 영향이 거의 없는 학교 운동장 같은 지상 또는 강당 같은 실내에서 활공체험 연습을 하게 되면, 자연스런 발걸음의 전진에 따른 양력발생의 상승력 때문에 지상에서 발이 1m 가까이 떨어졌다 붙었다 하기를 반복하면서, 마치 나비가 안전하게 지면 가까이서 공중부양을 반복하며 유영하는 듯한 놀라운 체험과 함께 흥미로운 어트렉션을 만끽할 수 있다. 즉 무풍상태에서 조종자가 가벼운 초경량 하네스를 신체에 착용하고 지면에서 전방으로 약 시속 10~15km로 달려가고, 뒤에서 가족이나 친구 등 보조자가 시속 15km로 달려갈 수 있도록 캐노피에 연결된 하네스를 멘 초보자의 등을 일정하게 밀어주면 캐노피의 상승력 때문에 초보자는 힘들이지 않고 지면에서 약 1m 가까이 상승한 상태로 체공하며 비행하는 활공의 참맛을 지상에서도 즐길 수 있게 된다.

도 1은 통상적인 패러글라이더의 구조도
도 2는 본 발명으로 구성된 패러글라이더의 구조도
도 3은 본 발명으로 구성된 캐노피에 공기주입형 밸브의 부착 예시도
도 4는 본 발명으로 구성된 캐노피의 공기주입 보조밸브와 보조튜브의 연결구성도

보통 헬륨 풍선이나 열기구 등이 공중으로 떠오르는 원리는 상대적인 밀도 차이에서 발생하는 공기의 부력 때문이며, 밀도가 낮은 뜨거운 공기가 상대적으로 밀도가 높은 차가운 공기보다 빨리 상승하며 중력과 반대되는 양력이 발생하는 것은 자연스런 대류현상이다. 패러글라이더의 캐노피는 날개모양을 형성하기 위하여 전방부에 다수의 공기흡입구인 셀(2d)이 구성되어 공기의 출입이 이 셀(2d)을 통하여 이루어지고, 셀(2d) 안쪽으로 채워진 캐노피 내의 공기는 공중에서 상,하,좌,우,후로 배출되지 않도록 캐노피의 상부(2a)와 하부(2b)면이 공기가 내부에서 서로 상통하는 다수의 격판(2c)과 상호부착 및 좌,우,후면이 공기가 새어나가지 않도록 천으로 재봉 처리된 구조로 이루어져 있다. 따라서 시중에 유통되는 캐노피 상부 단위면적 약 25제곱미터의 캐노피를 예를 들어 표현하면, 공중에서 정상 활공시 캐노피 안에 담겨지는 건조공기의 양은 약 7.5세제곱미터 정도임을 감안할 때 통상적인 밀도차이로 계산하면, 캐노피에 담기는 건조공기 무게 대략 10kg에 캐노피의 순수중량 약5kg을 더해서 날개기능을 유지한 상태에서는 대략 15kg의 캐노피 중량이 날개모양으로 형성되므로, 뼈대가 없는 무골조 형태의 15kg짜리 즉 공중에 세워진 캐노피가 무풍상태에서 날개기능을 공중에 계속 유지하는 것은 현실적으로 중력 때문에 불가능하다. 그러나 본 발명처럼 셀이 없는 풍선모양으로 제작되는 캐노피의 경우에는 캐노피의 내부 공간(약 7.5세제곱미터)에 공기밀도가 현저히 낮은 뜨거운 공기를 열풍기를 이용하여 가득 채우거나, 또는 건조공기(질소와 산소)보다 가벼운 헬륨가스를 가득 채워 주면 캐노피에 약1.3kg의 헬륨공기가 채워지고 캐노피 내의 건조공기와 대비하여 똑 같은 단위면적에서 공기밀도가 현저히 낮은 헬륨공기를 담은 캐노피의 부력(캐노피 내부의 건조공기 10kg에서 캐노피 내부의 헬륨공기 1.3kg과 캐노피 천의 순수무게 5kg을 제외한 중량)이 캐노피 외부의 건조공기와 대비하여 약 3.7kg 발생하는바, 약 3.7kg의 부력이 발생한 캐노피는 거의 무풍상태에서도 항상 날개 기능을 공중에 유지하고 있기 때문에, 초보자가 이륙연습을 위한 캐노피를 다루는데 있어서 아주 수월한 상태가 된다. 이하 본 설명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1은 통상적인 패러글라이더의 구조로, 양력이 발생하도록 새의 날개 모양처럼 구조적으로 디자인된 캐노피의 상부 면적은 하부 면적보다 넓게 설계되어 날개기능 유지 상태에서는 지면에서 전방으로 동력이 전달되는 상태의 수평이동시에, 날개 상부로 지나가는 공기의 흐름이 날개의 하부에 비하여 빠르기 때문에 캐노피의 양력이 발생하고, 공기저항이 상대적으로 크게 받는 캐노피의 상부와 하부의 넓은 면적에는 날개가 바르게 세워진 상태에서 캐노피 외부의 건조 공기와 마찰면적이 전,후의 방향보다 상,하의 방향으로는 크기 때문에 날개기능을 공중에 유지한 상태에서는 일정하게 텐션이 걸리게 되고, 특히 완벽한 이륙의 조건에서는 전방으로 달려가기만 하면 양력이 쉽게 발생되도록 특별히 디자인 되어 있다. 이렇게 잘 디자인 되어 있는 패러글라이더의 캐노피를 좀 더 쉽고 자연스럽게 캐노피가 날개형상을 유지하면서 공중에 세워질 수 있도록 밀도 차이에 의한 부양 기능을 제공하기 위하여, 도 2처럼 공기주입 형태의 밸브를 캐노피에 구성함에 있어서, 먼저 통상적인 캐노피의 전방에 공기출입구로 구성되어 있는 셀(2d)을 모두 닫혀 있는 상태로 구조화 하기 위하여 셀(2d) 크기와 동일한 캐노피의 재질로 개방되어 있는 셀을 모두 공기가 통하지 않도록 재봉처리하고, 캐노피의 후방부 익단에 펌프를 이용하여 공기주입이 가능토록 공기주입용 펌프와 연결이 가능한 밸브를 통상적인 공기튜브의 밸브처럼 구성함에 있어서, 많은 양의 공기를 캐노피의 중심부로부터 주입이 가능토록 메인 밸브인 주밸브(8)를 캐노피의 후단부 중앙의 익단에 구성하며, 보조용 서브밸브(9) 2개를 추가로 캐노피의 후단부에 각각 구성함에 있어서, 캐노피의 좌,우 날개 익단부와 주밸브(8)의 중간부분 즉 캐노피의 좌,우 브레이크 라인에 주로 영향을 받는 지점에 서브밸브(9)를 각각 1개씩 부착 구성한다. 참고로 밸브의 부착구성 방법은 통상적인 공기튜브의 밸브가 부착된 일반적인 구조처럼 공기펌프를 이용하여 공기주입이 가능하며, 공기배출 때는 밸브마개를 풀어주면 공기가 바로 빠지는 구조(세부구조도면 생략)의 시중에 유통되는 다양한 종류의 밸브를 부착하되, 보조밸브 2개는 캐노피를 지상에서 공중에 세워 놓고 캐노피의 공기가 약간 부족할 때 추가로 세워진 캐노피에 공기를 주입하는 것이 가능하도록 공기주입용 가느다란 노즐형식의 보조튜브(10)를 보조밸브와 나사결합 방식으로 부착해서 캐노피의 좌,우 비행방향을 조종하는 줄과 일체가 되게 줄의 마지막 하단부인 손잡이 길이 정도로 제작해서 캐노피의 다른 줄들과 서로 뒤엉키지 않도록 찍찍이 같은 밸크로나 접착용 링 또는 밴드 등을 다수 이용하여 조종용 줄과 일체가 되게 구성한다. 노즐형식의 보조튜브는 한쪽 끝이 나사방식으로 결합이 가능토록 구성되어 캐노피의 보조밸브와 탈,부착으로 결합하는 연결구성이 자유롭고, 반대쪽 끝부분은 공기주입 펌프의 공기분사구와 접촉해서 쉽게 공기 주입이 가능토록 일반 자전거의 슈레더 밸브(세부구조 생략)처럼 구성해서 캐노피 활공방향 조종용 줄의 손잡이와 일체(일체형식으로 묶어주는 세부 도면은 생략)가 되도록 간단히 묶어주면 된다. 다만 주의 할 점은 캐노피에 부착되는 주 밸브(8)와 보조밸브(9)를 캐노피의 후단부의 약간 아래쪽인 하부익(2b) 3곳에 부착 구성함에 있어서 밸브와 캐노피의 부착된 연결부분에 공기가 샐 수 있는 틈새가 절대 생기지 않도록 기술적인 접착과 캐노피 재질의 이중 및 3중 보호형식의 강력 접착이 요구될 수 있다. 따라서 이렇게 본 발명으로 공기주입용 밸브가 부착 구성된 패러글라이더의 캐노피는 활공경험이 전혀 없는 초보 체험자가 강당 같은 넓은 실내 공간 또는 바람의 영향이 거의 없는 드넓은 초지에서 패러글라이더를 지상에 펼쳐 놓고 먼저 하네스와 연결한 후, 뜨거운 열을 담은 공기를 발생시키는 열풍기를 이용하거나, 헬륨공기 주입용 펌프 등을 이용하여 캐노피의 주밸브에 공기를 가득 채우면 주변공기보다 밀도 차이로 훨씬 가벼워진 캐노피가 공중에 날개형태로 세워지게 되고, 캐노피의 부양력 세기에 따라 하네스까지도 들어 올릴 수 있으므로 캐노피에 연결한 하네스가 지상에서 떨어지지 않도록 안전조치한 후, 상황에 따라 조금 부족할 수도 있는 캐노피의 공기압력은 날개 모습으로 지상에 세워진 캐노피와 연결되었고 또한 조종용 줄과 함께 지상 아래로 늘여져 있는 좌,우 보조밸브용 노즐형태의 튜브(10)를 통해 캐노피 내부의 공기압력을 추가로 빵빵하게 주입하여, 캐노피가 활공을 위한 튼튼한 날개 모양이 될 수 있도록 준비할 수 있다. 그런 다음 하네스(5)를 어깨에 걸쳐 입고 좌, 우에 위치한 조종줄을 잡은 상태에서 전방으로 달려가면 캐노피의 전방부 상면에서 발생하는 빠른 공기의 흐름으로 기인한 양력 발생으로 캐노피는 순간 상승하게 되고, 초보 파일럿은 지상에서 자기 몸이 공중으로 떠오르는 부양체험을 하게 되지만, 전방으로 달려가는 운동력이 상실되면 캐노피는 파일럿의 중량으로 인한 중력 값이 작용하여 캐노피는 지상으로 천천히 침하하게 되지만, 놀이 형태로 조종용 줄을 이용하여 좌,우로 방향전환하면서 앞으로 달려보고 또 보조자가 뒤에서 일정한 속도로 조금만 밀어주면 계속되는 캐노피의 상승력 때문에 초보 파일럿이 지상에서 약 1m 높이 내외로 공중에 뜬 상태에서 체공하며 공중유영을 마음껏 즐기는 유희를 느낄 수 있게 된다. 이렇게 공중유영을 마친 후 패러글라이더를 접을 때는 캐노피의 조종용 줄과 함께 부착되어 있는 보조밸브의 튜브를 이용하여 캐노피의 일정 공기를 배출해서 캐노피의 부양력을 많이 줄인 후 캐노피를 지면으로 내려오게 위치시킨 다음 주밸브의 캡을 열고 공기펌프를 역으로 작동시켜서 공기를 배출시키고 원래의 포장 형태로 접어서 휴대하여 이동하면 편리하게 이용할 수 있는 특장점이 생기게 된다.

1 : 패러글라이더. 2 : 캐노피.
2a : 상부익. 2b : 하부익. 2c : 격판. 2d : 개방된 공기출입구. 2e : 막혀있는 공기출입구.
3 : 산줄(로프). 4 : 조종손잡이. 5 : 하네스.
6 : 공기펌프. 7 : 열풍기. 8 : 주밸브. 9 : 보조밸브 10 : 공기주입용 튜브

Claims (2)

1. 공중을 활공하는 통상적인 패러글라이더의 날개부분인 캐노피 전방의 공기흡입구인 캐노피의 전단부 주위에는 그 개구부를 본래의 개구 형상 및 규격으로 유지한 상태에서 공기의 출입만 절대 불가능하도록 유지시켜주기 위하여, 상부익 또는 하부익과 같은 재질로 모두 개구부가 재봉으로 밀봉되어 있고, 후단부에는 공기펌프를 이용한 공기주입과 배출이 가능하도록 공기주입용 주밸브와 보조밸브가 설치 구성되어 있는 패러글라이더에 있어서,
   상기 보조밸브는 노즐형태의 공기주입용 튜브가 로프 형태의 좌,우 방향을 조종하는 조종줄과 같은 길이로 연장 구성되고 조종줄과 일체형으로 부착되어 있는 상태에서 보조밸브와 나사결합방식으로 연결부착 구성되어진 것을 특징으로 하는 패러글라이더.
   
2. 삭제

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