돛
1. 개요
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'''Sail'''[1] / 帆[2]
배 바닥에 세운 기둥에 매어 펴 올리고 내리고 할 수 있도록 만든 넓은 천. 바람의 힘을 이용하여 선박을 움직이게 하는, 갑판과 수직으로 된 장치이다. 흔히 천으로 만들며, 마스트 또는 돛대라고 부르는 기둥에 현수한다. 고대 이집트부터[3] 증기선이 발명되기 전까지, 노 그리고 노예와 함께 선박의 주요 동력원이었다. 증기선 개발 이후에도 상당 기간 동안 많은 배들의 부동력원으로 사용되었다. 현대에 들어와서도 소형 선박, 특히 스포츠용 요트에는 여전히 사용된다.[4]
바람을 최대한 이용하게끔 돛의 상태를 유지시키는 것이 중요하다. 그래야 배를 계속 최고 속도로 운항할 수 있기 때문이다. 이와 관련된 기술이 자이빙이다. 게임 대항해시대 시리즈에서는 이것이 반영되어 있는데, 방향조절 이외에도 돛의 방향을 조절해야 신속히 이동할 수 있다.
이 돛이 발명되면서 노 젓는 선원들 대신 교역품을 더 많이 실을 수 있게 되어 무역이 활발해졌고 대항해시대도 열릴 수 있었다.
옛날에는 마포, 면포 등 천으로 만들어졌으나 오늘날에는 테트론 등 합성섬유로 만들어지고 있는 추세이다.
2. 돛의 종류
2.1. 세로돛
세로돛. 종범(縱帆)이라고도 한다. 영어로는 포어 안 아프트 리그(fore-and-aft rig, 영국 발음)라고 한다. 배의 중심선(정확히는 용골 방향)에 따른 방향으로 돛을 달게 된다.
종범은 횡범(사각돛)에 비해 바람을 추진력으로 변환하는 효율 면에서는 떨어지지만, 역풍에 대해서도 편하게 추진력을 얻을 수 있으며 돛의 방향을 바꾸는 것으로 함선의 선회력을 얻을 수도 있다. 일반적으로 소형선은 종범으로만 편성되는 경우가 많다. 대형범선은 쉽의 경우를 제외하고 지브나 스팽커 등을 미즌 마스트에 추가함으로써 운동성을 강화한다. 두 마스트 이상을 종범으로 세팅한 대형범선(스쿠너)도 존재한다. 현대에 와서는 요트 등의 돛으로 이용된다.
'Spanker'라는 것도 있는데 우리말로 '''후장종범'''이라고도 한다.
2.1.1. 종범의 종류와 특징
그 형태에서 대삼각돛이라고 불리며 가장 오래된 종범의 일종이다.
라틴 세일은 위에 서술된 종범의 장점과 단점 모두를 가지며 지중해 근방에서의 주된 돛 형태로서 이후 이탈리아의 제노바나 베네치아의 배에서도 넓게 채용되었었다. 대항해시대의 대형범선에서는 미즌 마스트에 라틴 세일을 사용함으로서 함선의 방향을 바꿨다.
라틴 세일은 돛의 바람받이 방향을 바꿀 때(태킹 또는 자이빙) 돛의 방향을 바꾸기 위한 작업 과정에서 상당한 난이도가 존재[5]한다. 배가 커지고 돛이 커질 수록 문제가 되기 때문에, 대형선에서는 개량된 형태의 종범을 사용한다.
삼각돛의 역사는 매우 오래되어서, 기원전 지중해 및 오세아니아 제도의 원주민들도 사용한 돛으로 알려져 있다. 대표적인 삼각돛 채용 범선으로는 7세기부터 8세기까지 아랍인이 동아프리카에서 인도에까지 항해를 하는데 사용한 다우선(Dhow)이 있다.
- 가프 세일
배의 대형화에 따라 미즌 마스트의 라틴 세일이 대형화되면서 태킹 시의 문제점이 두드러지게 된다. 이때 활대의 돛대 앞쪽 부분이 없어도 돛의 성능에는 큰 문제가 없음을 알게 되면서(정확히는 버뮤다 세일 형태로 돛을 설치하는 방식을 알게 된다.) 라틴 세일과 버뮤다 세일을 결합해 만든 종범이 가프 세일(gaff sail)이다.
18세기경에 등장하여, 당시는 슬루프선, 캐치선, 욜등에서 일반적으로 사용되었다. 가프세일은 스팽커(Spanker 또는 Tallboy)라고도 불린다.
기본적으로 태킹 시 매우 우수한 성능을 발휘하는 돛이기 때문에, 키보다 범선의 방향을 조절하는 데 유용하다는 이유에서 드라이버(Driver)라고도 불린다.
대체적으로 가프 세일과 비슷하지만, 돛의 위가 아닌 돛의 중간(=leech)을 활대가 지지하게 되며 이때의 활대를 스프릿으로 부른다. 18세기경에 등장하여, 당시는 슬루프선, 캐치선, 욜등에서 일반적으로 사용되었다. 가프세일은 스팽커(Spanker 또는 Tallboy)라고도 불린다.
기본적으로 태킹 시 매우 우수한 성능을 발휘하는 돛이기 때문에, 키보다 범선의 방향을 조절하는 데 유용하다는 이유에서 드라이버(Driver)라고도 불린다.
13세기경, 기술이 발전하면서 돛의 성능을 확보하기 위해 돛대를 약간 뒤로 기울이게 된다. 이때 기울어진 마스트가 뒤쪽으로 넘어가지 않도록 선수 쪽에서 마스트 꼭대기로 쳐지는 로프(포어스테이, forestay)를 치게 되었고, 돛대가 점점 높아지면서 충분한 각도를 얻기 위해 선수에 긴 지주(바우스프릿, bowsprit)을 설치하게 된다.
그리고 대형화된 범선의 추진력을 얻기 위해 바우스프릿과 포어마스트 사이에 추가한 삼각돛을 지브(Jib)라고 부른다. 다른 돛과 달리, 로프로만 지지된다.
또는 후방의 마스트에서 전방의 마스트에 로프를 치고 거기에 지브와 같은 형태의 삼각돛을 설치하기도 하는데, 이를 스테이 세일(stay sail)이라고 부른다.
주로 중국 등에서 사용된 정크선에 설치된 돛으로, 기본적인 형태는 가로돛(러그 세일)에 가깝지만 사용 방식은 전형적인 삼각돛(가프 세일)에 가깝다. 중국의 독자적인 발명이라고 생각되며, 라틴 세일과 비교할 수 있을 정도로 오래된 돛이라고 알려져 있다.
돛의 중간중간(leech)에 대나무 등으로 만들어져있는 골조(battens)로 지지하고 있으며, 바람과 관계없이 돛의 형태를 유지할 수 있다. 따라서 돛이 바람에 부풀지 않아 부푼 만큼의 에너지 손실이 없고, 보기와 달리 함선의 조작에 매우 편리하며, 거의 스쿠너에 가까운 항해성능을 보인다. 단점은 돛 자체의 무게가 다른 돛에 비해 무겁다는 것. 또한 변형이 적은 만큼 폭풍에도 약하다. 돛살이 부러지면 거의 다룰 수 없게 되어버린다.
고대에서 호주 등에서 넓게 사용된 돛의 형태이다. 게의 집게와 닯은 형태로, 라틴 세일의 아래쪽에도 활대가 장착되어 있으며 돛의 형상이 이등변삼각형을 이룬다고 보면 된다. 역풍 시 태킹 능력은 라틴 세일보다도 우수하다고 밝혀졌다.
2.2. 가로돛
가로돛. 횡범(橫帆)이라고도 한다. 우리말로는 사각돛, 이봉돛이라고 한다.
함선의 중심선(용골 방향)을 교차하는 방향으로 돛을 편 것을 의미한다. 그 형태상 사각돛(각범, square rig)이라고도 불린다. 언제부터 인류가 최초로 돛을 발명하였는지에 대해서는 알 수 없지만, 바람의 힘을 이용하여 배를 움직이는 것을 목적으로 한 범선에 최초로 달린 돛은 횡범스타일의 돛일 가능성이 매우 높다.
횡범은 돛의 방향을 바람의 방향에 교차시키는 방향으로 바꾸는 것을 통해 함미에서 불어오는 바람에 대해서는 편하게 대응이 가능하다. 순풍을 받을 경우 바람을 받는 면적이 종범보다 넓어 속도가 빠르다. 때문에 무역풍이나 편서풍 등으로 바람의 방향이 일정하게 유지되는 원양에서의 항해에 크게 유리하며, 돛의 면적이 넓기 때문에 효율면에서도 우수하다. 초기에는 돛대(마스트) 하나에 하나의 횡범으로 이루어져 있었지만, 함선이 대형화되고 속도를 내기 위해 돛의 크기가 커지면서 하나의 돛으로 다루기 어려워지게 되자 여러 개의 돛으로 나뉘게 된다. 횡범돛은 기본적으로는 종범에 비해 분류가 적은 편이며, 러그 세일이나 정크 세일과 같이 삼각돛의 영향을 받은 형태가 있을 뿐이다. (러그 세일은 기본적으로 사각돛이지만 사용방식은 라틴 세일과 거의 유사하다.)
범선에 대해 기초지식이 없는 사람이 하는 흔한 오해가 횡범은 정면에서 불어오는 바람(역풍)을 받으면 전진 및 조항이 불가능해진다는 건데, 천만의 말씀이다. 물론 횡범이 종범보다 역풍에 불리한 것이 사실이긴 하지만 횡범으로도 얼마든지 역풍을 받으면서 전진할 수 있다.[6] 횡범 위주 범선도 역풍을 맞을 경우 No-go zone이라고 불리는 전진할 수 없는 방향(보통 전방 90도 정도지만 배에 따라 60도에서 120도 정도까지 차이난다)을 제외하고 얼마든지 항해가능하다. 그래서 역풍이 불면 지그재그로 항해해 전진하는데 이를 비팅(Beating)이라 한다. 비팅을 할때 지그재그로 방향전환을 하기 위해 종범의 경우는 태킹(Tacking)으로 항해가 가능하지만, 횡범 위주 범선의 경우 태킹과 웨어링(Wearing)을 반복하는데 비교적 간단한 종범 범선에 비해 횡범의 웨어링은 추가 회전 동작이 필요해 속도가 느려지지만 항해 자체는 얼마든지 가능하다.
<횡범 위주 범선이 태킹과 웨어링을 반복해 역풍에 맞서 항해하는 법[7]>
역풍에 항해하려면 돛의 방향을 계속해서 바꿔주어야 하니 피곤한 일인데 횡범의 경우 종범보다 방향을 바꿔 주는 일이 더 빈번하고 복잡하다. 범선에 선원을 많이 태우는 가장 큰 이유는 이렇게 돛의 방향을 계속 바꾸어 줄 인원이 필요하기 때문인데, 횡범 위주 범선은 종범 위주 범선보다 일반적으로 필요 운항 요원이 더 많이 필요하다. 이렇게 역풍에는 불편하고 인원도 많이 필요하므로 바람 방향이 계속 변화하는 근해 위주로 활동하는 범선은 종범을 주로 달고 있는 경우가 대부분이다.
요트 등으로 명맥을 잇고 있는 종범과는 달리, 범선이 쇠퇴한 지금은 유물로 남아있는 옛 범선들이나 관광용으로 마련된 기범선 등에서나 겨우 찾아볼 수 있는 수준. 횡범을 단 이유는 대양에서 빠른 속도를 내기 위해서인데 지금은 빠른 속도가 필요하면 엔진을 쓰는 게 훨신 편하고, 돛을 쓰는건 기분낼때나 쓰니까 당연한 일이다.
2.3. 로터 세일(Rotor Sail)(원통돛)
마그누스 효과(회전하는 물체에 풍력이 닿으면, 좌우 기압의 차이로, 바람의 흐름에 대해 직각의 힘(회전방향쪽으로)이 작용한다.)를 이용해서 추진하는 원통형 돛.
1920년대에 처음 나왔던 기술이지만 그 원통을 돌릴 엔진으로 그냥 프로펠러를 돌리는게 바람방향이 바뀌거나 바람이 없을때같은 상황에서 안정적이니 묻혔지만 일반 추진의 보조역활을 해서 에너지 절약하는 용으로 개발 해보는 곳들이 약간 있기는 한 기술이다.
2.4. 날개돛
http://www.safety4sea.com/windship-sail-power-concept-to-help-shipowners-cut-fuel-bills/
'Windship'이라고 하며, 차세대 기술로 소개되고 있으나, 아직까지는 딱 거기까지다.
2.5. 연돛
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Kite Ship이라고 해서, 딱히 미국 매체들도 돛이라고 불러 주지는 않지만, 바람의 힘을 이용해서 추진력을 얻는다는 정의대로라면 돛에 해당한다.
역시 차세대 기술로 소개되고 있으나...
2.6. 솔라 세일
바람이 아닌, 빛의 입자성을 이용한 돛이다. 배에서는 사용되지 않고, 우주에서 사용된다. 솔라 세일 참고.
3. 기타
- 돛이 있는 배를 돛배, 돛단배 또는 범선이라고 한다.
- 돛새치라는 물고기의 이름은 돛이 달린 듯한 외모에서 유래되었다.
- 관련 별자리로 돛자리가 있다.
- 작은 배에는 돛을 달지 않는 경우가 많으나 작은 배에도 사실 얼마든지 돛을 달 수 있다. 한강에서는 딩기 같은 돛이 달린 1인승 요트를 볼 수 있다. 작은 배에 돛을 잘 달지 않는 이유는 상업적 용도의 작은 배는 어차피 연근해만 다니기 때문에 엔진을 이용하는 것이 낫고 인력으로 무게중심을 끊임없이 보정해 주지 않으면 돛에 걸리는 힘이 이 복원력을 넘어버려서 전복되기 때문이다.
- 황해도 강령군 신암리의 동남쪽에는 돛섬이 있다. 섬의 모습이 배의 돛 모양을 닮았기 때문.
- 출범(出帆)이라는 단어는 단체가 새로 조직되어 일을 시작함을 돛을 펴는 것에 비유한 것이다.
4. 관련 문서
[1] 선원([세일러|Sailor\])의 어원. 돛을 사용하지 않는 현대까지도 선원은 세일러라고 부른다.[2] '돛 범'[3] 출처[4] 모터의 힘이 주가 되거나, 돛이 없는 보트도 있다.[5] 활대와 돛대가 겹치기 때문에 각도 제한이 있다.[6] 애초에 쉽(Full-rigged ship)형 범장을 한 범선과 브릭형 범선은 횡범은 잔뜩 달고 있지만 쉽에서 종범 역할을 하는 돛은 미즌 마스트에 달린 스팽커(Spanker), 브릭은 메인 마스트에 달린 트라이세일(Trysail)뿐이다.(배 최후방에 달린 돛을 말함) 그럼에도 쉽이나 브릭형 범선은 범선의 시대에 가장 널리 쓰인 배인데 역풍에 전진을 못하면 이렇게 많이 쓰일 수가 없다.[7] 이 동영상의 범선은 바크이지만 쉽형 범선도 같은 방법으로 역풍에서 항해한다.