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헬리캐리어! 마블유니버스 세계관에서 쉴드의 주력 공격함이자 요새죠. 미국에서 이걸 실제로 만들겠다는 기사를 웃게에서 접한 후에 든 생각은
"이거 진짜 가능한거야...??"
가능한지 안 가능한지는 몇 번 계산 해 보면 나오겠죠!
얼마나 들어야 할까?
헬리캐리어의 무게가 얼마나 될 지는 알 수가 없기 때문에 그 사이즈를 고려할 때 조지워싱턴호급이라고 상정합시다.
조지워싱턴호입니다. 위 핼리캐리어랑 비교해봤을때 전투기 사이즈를 보면 대략적으로 비슷한 크기임을 유추할 수 있죠.
일단 전투기 사이즈를 자세히 봐서... VTOL을 이용해서 정확한 사이즈를 알 수 있습니다.
요렇게요!
로터 중심부 기계의 지름이 20m, 로터 반경이 대략 52m라고 항공모함과 비교해서 얻을 수 있죠. 전체 헬리캐리어의 길이는 431m구요.
헬리캐리어는 거대한 네 개의 로터에 의해서 동력을 얻습니다.
헬기의 로터에 의한 추력은
T는 thrust, 즉 추력의 T이구요, C는 효율, F는 블레이드가 지나가는 면적, rho는 공기의 밀도, v는 공기에 대한 블레이드 첨점의 속도입니다.
다 그냥 집어넣으면 되지만 C같은 경우는 로터의 모양에 따라 크게 달라지는 상수값이기 때문에... 하지만 일반적으로 헬리콥터의 경우는 0.008~0.01정도의 값을 집어넣어서 계산하곤 합니다. 대충 중간값인 0.009를 C의 값으로 잡도록 하죠. 즉,
F는 쉽게 구할 수 있습니다. 방금 로터 반경이 52미터고 로터 중심부 모터의 반경이 20미터니깐 그냥 원의 방정식으로 넓이를 구할 수 있죠. 그러면 쉽게
라고 잡을 수 있습니다.
일단 각 로터에 몇 개의 블레이드가 있는지 알아야합니다.
대충 세보니까 16개~19개 사이인 것같네요. 정확히는 안 보이지만 일단 18개로 잡읍시다. 많이 잡아주자구요.
어벤져스 1에 보면 아이언맨이 로터 속으로 들어가는 장면이 나오는데 그 장면에선 또 18개거든요.
아무튼 그런 블레이드 18개짜리 팬이 각 로터마다 2개씩, 즉 하나의 로터 유닛마다 위아래로 두 개씩 장착되어 있고 그런 로터가 4개 장착되어 있습니다. 그러니까 방금 구한 저 F에 18을 곱하고 2를 곱하고 다시 4를 곱해야하죠. 블레이드가 쓸어담는 총 면적이니까요.
그러면
가 됩니다. 엄청나게 크죠!
그럼 마지막 v는요? 일단 확실한건 소닉 붐 - 음속을 초과하면 나타나는 굉음 - 이 영화속에서 들리지 않습니다. 어쨌든 마하1 이하의 속도라는 거네요. 그니까 일단 블랙호크 헬리콥터의 속도와 비슷하다고 가정하면
라고 볼 수 있습니다. 블랙호크의 블레이드 길이 등을 고려하면 결국
라고 잡을 수 있죠.
결국 저 값을 첫 번째 수식에 때려박으면
정도로 볼 수 있습니다. 어느정도냐면 대략 6540톤 정도의 무게를 올릴 수 있는 정도의 추력을 만들 수 있다는 거죠!
아까 조지워싱턴호가 10만 8천톤이라고 했습니다. 그러니까 들려면 저기에 가속도 9.8을 곱한 값의 힘이 필요하단겁니다. 흠... 좀 부족해 보이네요.
만약 헬리캐리어가 알루미늄이라면 어떨까요? 철의 비중을 알루미늄의 비중으로 나누면 0.3455정도 됩니다. 저게 전체 다 철이고 그걸 알루미늄으로 바꾼다고 하더라도... 최소 3만 3천톤은 들 수 있어야 버틴단 거죠.
탄소나노튜브는요? 철과 탄소나노튜브의 비중을 비교해봐도 대략 철이 5배정도 무겁습니다. 여전히 2만톤 정도의 추력은 나야 헬리캐리어가 들립니다.
결론입니다.
1. 헬리캐리어의 로터 4개가 들 수 있는 최대의 중량은 약 6천 5백톤 정도다. 로터 하나당 약 1630톤 가량을 들 수 있다.
2. 헬리캐리어는 약 10만 톤 정도로 추측된다. 즉 계산상 로터가 70개 정도 달려야 들 수 있다. 물론 로터의 무게까지 생각한다면 로터가 최소 120개는 있어야 할 것이다.
3. 헬리캐리어가 알루미늄이나 탄소나노튜브같이 초경량 금속으로 만들어져 있어도 마찬가지로 로터가 최소 8개~12개는 달려야 뜰 수 있다.
미국이 어떻게 저런 헬리캐리어를 생산한다고 하는지는 잘 모르겠지만... 건승을 빕니다! 또 외계인 고문하겠죵
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