오토자이로

오토자이로(Autogyro)

오토자이로(Autogyro)는 헬리콥터와 달리 주회전날개가 자유회전하면서 비행에 필요한 양력을 얻어 비행하는 항공기의 일종이다. 다른 용어로 자이로콥터라고도 한다.

오토자이로는 회전날개의 이론을 해명하는 데 큰 구실을 하여 헬리콥터가 발전되는 기초를 쌓았으나, 이착륙시의 활주거리가 짧다는 특성이 인정되어 특수한 용도(군용 ·보도용)에 이용되는 외에는 별로 일반화되지 못하였다. 그 후 헬리콥터나 단거리이착륙기(STOL)가 발달됨에 따라 자취를 감추고 있다.

수직이착륙기(VTOL)의 연구와 함께 다시 오토자이로가 인식되어 헬리콥터와 중간적인 기종(機種)이 제작되고 있다.

개요

오토자이로는 가장 원시적인 형태의 회전익기로서, 헬리콥터의 선조뻘이다.

최초 개발은 1920년대로서, 한동안은 군용으로도 사용되었고 2차세계대전 동안 의외로 독일군이 사용하기도 했다.

독일군에서는 잠수함에 탑재하여 유사시 목표 관측 및 감시용으로 사용했고, 다른 나라에서도 주로 정찰용으로 사용했으나 2차 대전 도중 헬리콥터가 발명되면서 종전 직후 헬리콥터로 모두 대체되었다.

1960년대에는 베트남 전쟁때 조종사 탈출 등을 실험해보고자 X-25 자이로콥터가 만들어지기도 했다.

이후 여러가지 문제점들이 발견되어 결국 폐기되었는데, 도면이 공개되어 있기 때문에 몇몇 항공덕후들이 자체 제작해서 운영하기도 한다.

헬리콥터와의 차이점 =

오토자이로는 회전익을 사용하는 점은 헬기와 비슷하지만 헬기와 결정적으로 다른 것으로 회전익은 거들 뿐, 실제 동력은 별도의 추진 프로펠러에 의존한다는 것이다. 사실상 머리에 풍차 단 비행기. 즉, 수직이착륙, 수직하강과 상승, 호버링 등등은 못한다.

좀 더 쉽게 풀어 말하면, 추진용 로터가 회전함으로서 항공기가 전진한다. 이때 받는 공기의 힘으로 메인 로터가 돌아가며 양력을 얻는다. 초소형 오토자이로는 이륙 시에 사람이 직접 손으로 메인로터의 회전을 돕기도 한다. 그렇게 얻어진 양력으로 하늘에 뜬다. 그러니까 이 회전날개는 동력에 전혀 연결되지 않은, 그냥 풍차다. 물론 이 회전날개로 양력을 받는 거니까 굉장히 중요하지만 덕분에 고정익기 만큼은 아니더라도 활주로도 필요하다. 자세히 알아보기 시작하면 꽤나 골때리는 물건인데, 고정익기와 회전익기의 특징을 동시에 갖고 있으나 헬기로서 보기에는 너무 저성능이고, 고정익기에 비교할 경우 사소한 장점에 비해 불리한 점이 너무 많다. 때문에 현실적으로 현대에 대부분의 오토자이로는 민간 스포츠용으로 사용 중이다. 간혹 경찰이 쓰는 경우도 있는데, 운영비가 헬리콥터에 비해 매우 저렴하고, 조종이 쉽다. 대부분 헬기 한대도 굴리기 힘든 저예산의 경찰서에서 굴리는 경우다.

우월한 점이 있다면 극단적으로 단순한 구조라서 만들기도 쉽고 가격도 싸면서 유지보수가 비행기나 헬기와는 비교도 할 수 없이 쉽고 저렴하다는 점이 있다. 이 덕택에 민간에서 취미나 개인사업같은 용도로 자체 제작해 쓰는 사람들도 꽤 많다.

장점

• 고정익기 보다 짧은 거리로 이착륙이 가능하다는 장점이 있다.
• 고정익기 보다 초저속 비행이 가능하다.
• 초보자들이 쉽게 조종을 배울 수 있다.
• 구조가 단순하고 유지비용이 싸다.

단점

• 구조상 상승력에 한계가 있고, 그 때문에 탑재량, 기체 중량, 무게 등에 제약이 심하다.
• 헬리콥터와는 달리 호버링, 수직상승, 수직하강, 수직이착륙이 불가능하다.

동력을 회전날개에 전달해 수직이착륙 정도는 가능하게 한 모델도 있으나, 그래도 그것으로 오토자이로의 한계가 원천적으로 극복되는 정도는 아니었다.

반세기 가까이 구시대의 유물로 취급 받았으나, 고유가와 불경기의 시대가 오면서 다시 주목 받았다. 주날개와 꼬리날개 모두를 돌려야 하는 헬리콥터에 비해 구조가 훨씬 간단하므로 값이 싼 것이 장점. 그리고 다들 알다시피 헬리콥터는 연비(오토자이로의 경우 시간당 15~17리터) 가 장난 아니다. 때문에 한국에서도 레져스포츠용으로 꽤 인기있는 편이고, 초경량 항공기로 분류되고 있다. 독일이나 미국의 예산이 적은 카운티(郡) 경찰이 항공지원용으로 쓰기도 한다.

단순하고 약해 보이는 외형 때문에 불신을 사는 것에 비해 꽤 안전하다. 엔진이 정지하더라도 천천히 수직 활공해 착륙이 가능하다.

위에서 설명한 Auto-rotation 때문인데, 이는 원래 회전익기의 특징으로 헬리콥터도 가능한 것이다. 오토자이로에서 수직 활공은 일반적인 기술 중 하나로 안전하게 지상에 착륙이 가능하다. 특히 착륙 거리가 짧다는 것이 안전상에 매우 큰 장점이 된다.

대한민국 특성상 비행기가 뜨고 내릴 공간이 매우 부족해서 오토자이로는 초경량 항공기를 다루는 사람에게 있어서 중요한 기체이다.

오토자이로의 단점을 일부 보완하여, 메인 로터에도 동력을 연결해서 필요시 헬리콥터처럼 수직 이착륙 및 호버링이 가능하도록 한 물건을 자이로콥터라고 부른다.

또한 양력이 발생할 만큼의 동력만 있으면 날아오르기 때문에 엔진 없이 인력으로 비행하게 만들기도 하고 수상기나 비행정처럼 물에 뜨게 만들어서 수상스키마냥 배로 끌어서 이륙시킬 수도 있다.

참고자료

• 〈오토자이로〉, 《위키백과》
• 〈오토자이로〉, 《나무위키》
• 〈오토자이로〉, 《두산백과》

같이 보기

• 헬리콥터
• 항공기
• 회전익기

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