사람이 날기 위해선, 어떤 날개가 필요할까? 【물리엔진】

날 수 있을지 의심하는 순간에, 영원히 날 수 없게 된다.
(피터팬 작가가 한 말.)

우선, 사람을 활강시켜보자.

높은 곳에, 윙슈트를 입은 사람.

날다람쥐의 비막 (날개)처럼 면적을 늘려

전력으로 달려서, 뛰어듭니다.

이 때 윙슈트가 부풀어오르며,
공기의 흐름이 윗면을 타고 빠르게 흐르게 되어,

위쪽 방향으로 힘이 발생한다.

우사인 볼트 정도로 도움닫기를 한다면,
2.8kg 정도 지탱할 수 있다.

그래서, 이렇게 된다.

보통 사람이 윙슈트로 활공하기 위해서는,
중력은 작게, 대기의 밀도는 크게하지 않으면 안 된다.

계산에 따르면, 토성의 위성 '타이탄'이 활공에 적합하다.

타이탄은 기온이 -179 ℃이고,
메탄 (메테인)의 비가 쏟아지는 가혹한 환경.

하지만 지구와 비교하여
중력은 1/7, 대기의 밀도는 4배이므로,

(체중 60kg라면, 초기 속도 10m/s는 필요.)
인류는 어찌저찌, 수평으로 날 수 있다. (감속으로 양력이 없어질 때까지.)

지구에서 한다면 시속 200km로 달릴 필요가 있다.

이 사람도 수평 활공을 즐길 수 있다.

실제로는 좀 더 높은 장소에서 사용하며, 높이 9.8km에서
뛰면 23km 나아갈 수 있다. (최고 시속 363km.)

(10m/s로 달린다면, 면적은 42m^2 필요)
시속 200km로 달릴 수 없는 사람의 슈트 면적은 이 정도는 필요하다.

결국 '새 인간 컨테스트'의 사이즈 정도가 돼버렸다.
(활공기로 500m 날아간 사람도 있다.)

다음은 '날갯짓'을 하는 경우를 생각한다.

작은 벌새는 초당 80회, 날개를 "8자"로 움직이며
호버링 (공중 정지 비행)을 한다.

60kg의 사람에게 가벼운 날개를 달아,
그와 같은 방식으로 움직이도록 하자.

(날개의 길이는 1.5m이며,)
(벌새의 날개와 같은 방식으로 기능한다.)

그리고 파닥이는 걸 점점 빠르게 한다.

벌새와 같이, 초당 80회 파닥여서 날아보자.

사람의 사이즈가 되면 3.1kg 밖에 지탱할 수 없다.

벌새의 10배, 초당 800 회에서도 이 정도

(날개의 속도가 음속에 가까운 부분이 있다면, 같은 방식으로는 계산할 수
없습니다만, 여기서는 벌새의 기능 방식을 단순하게 적용했습니다.)

초당 1540 회에서...

호버링이 가능할 정도가 되었습니다.

다른 조류에서 추정하면, 사람의 사이즈로는
7m의 날개가 될 것 같다.

이거라면 활공에도 괜찮고,

벌새보다 느린 초당 70회 파닥파닥으로
호버링도 할 수있어 편리. (벌새와 같은 방식으로 움직일 때.)

그런고로, 날 수 있게 된다면, 주저하지 않아야
날 수 있다는 얘기였습니다.