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범선
범선(帆船, sailing ship)은 기본적인 정의는 선체 위에 세운 돛에 바람을 받게 하여 그 풍력을 이용하여 진행하는 배를 의미한다.
단순한 돛을 가진 작은 범선은 돛단배 또는 돛배라고도 한다. 그러나 범선이라고 해서 반드시 돛만을 가지는 것은 아니고 돛과 기관을 함께 갖추고 있는 것도 있는데, 이와 같은 선박을 기범선(機帆船)이라 하며, 이러한 기범선도 돛으로 바람에 의해 항진할 경우에는 항법상 범선과 동일한 취급을 받는다. 오늘날 소형어선·요트 등을 제외한 대부분의 범선은 돛과 보조용 동력기관을 갖춘 기범선이며, 순풍에만 돛을 이용하고, 그 외는 동력으로 항주(航走)한다.
개요[편집]
범선은 돛에 바람을 받게 하여 달리는 배이다. 돛단배·범주선이라고도 한다. 6000년이 넘는 배의 역사를 통해 범선은 그 중심적 존재였으며, 19세기 후반 급성장하는 공업과 세계무역을 지탱한 동맥도 근대적인 대형 상업범선이었다. 이 시기는 여객과 우편물, 생선식품 등의 수송을 중심으로 기선의 우위가 확립되어 온 시대에 해당하지만, 1886년 전세계의 기선선복(汽船船腹) 약 1000만 총t에 비해 범선은 1200만 총t(모두 100t급 이상임)에 달하며, 화물수송의 주력은 범선이었음을 알 수 있다. 그러나 이 시기를 마지막으로, 함양범선은 세계의 바다에서 자취를 감추고, 20세기는 기선 시대가 되었다.
그러나 연안해운이나 어업 등에는 그 후에도 범선이 건재하였으며 개발도상국 등에서는 현재도 널리 사용되고 있다. 더욱이 최근에는 에너지위기를 배경으로 상업범선을 재평가하려는 움직임도 있다. 한편, 실용 범선의 퇴조와는 반대로 스포츠용 범선(sailingyacht)이 발전하여 현재는 질과 양에서 모두 범선의 주력을 이루고 있다. 또 디젤엔진 등 내연기관의 보급에 따라 현재의 범선은 실용·스포츠용 모두 추진기관을 갖춘것이 많다. 작은 마력(HP)으로도 출입항이나 협수로항행, 바람이 없을 때의 항해에 매우 유효하다. 또 기범선 등과 같이 돛은 보조이고 항행중에는 항상 기관을 운전시키는 배가 있다.
역사[편집]
모형범선의 역사는 콜럼버스 신대륙 발견 이후 시작되었다. 콜럼버스의 발견에 대항해로 눈을 돌린 통치자들은 많은 범선을 필요로 하게 되었으며 그들의 다양한 욕구를 만족시키고 그들에게 제작할 배를 알기 쉽게 설명하기 위해서 배의 3차원 설계도-모형범선-가 필요하게 되었던 것이다.
서기 900~1450년간을 흔히 1본마스트선(single mast)시대라 하며, 바이킹이 유럽을 석권할 때부터 15세기 중엽에 3본마스트(three mast) 캐랙선이 등장할 때까지 유럽에서는 돛대가 하나뿐인 배가 쓰여졌으며, 주로 바이킹선, 코그선(Cog Ship). 지중해의 갤리선 등이 있다.
중세 유럽의 배는 북방선과 남방선으로 나뉘는데, 북부 유럽의 북해를 무대로 한 바이킹선, 코그선 등은 북방선, 지중해의 여러 도시국가가 사용한 갤리선과 라운드상선은 남방선으로 분류된다.
범장과 외판구조로 보면 북방선은 돛대 한 개에 사각범 하나를 달고 외판재의 상하연을 서로 겹쳐 붙이는 clinker built(클링커 이음)를 채택, 남방선은 돛대 한 두 개에 삼각범 (lateen sail)을 장비하고 외판재의 상하연을 서로 맞대어 붙이는 carvel built (카벨 이음)를 썼다.
15.16세기는 대양 항해선이 등장하여 동서양간의 항로가 처음으로 트여지고, 수많은 지리상의 발견이 이룩되는 한편 열강의 해상에서의 각축도 치열하게 전개되기 시작하던 시대이다. 15세기 말부터 16세기 초에 걸친 불과 20여년 동안에 크리스토퍼 콜롬부스(Christopher Columbus)는 아메리카를 발견하고 (1492~1493), 바스코 다 가마(Vasco da Gama)는 인도항로를 개척하며(1498~1499), 마젤란(Ferdinand Magellan)은 세계주항을 완성했다(1519~1522).
이들 모두 15 세기에 들어서 새로 개발된 캐랙 선(Carrack), 캐라벨선(Caravel) 등 마스트를 세 개 가진 삼본장선을 이용했다. 이 시기 처음은 스페인과 포르투갈이 각축을 벌였으나, 점차 영국, 프랑스, 네덜란드도 끼어들었다. 16세기말에는 영국과 스페인으로 압축되었으며, 이때에 각국에서는 강한 해군력의 필요에 의해 갈레온(Galleon)이라는 새로운 군선이 바다의 주인공으로 등장했다.
15,16세기를 삼본 마스트선 시대, 또는 캐랙선 시대라고도 한다. 13.14세기에 북해 연안에서 사각범 장치로 쓰여지던 북해선인 코그선과 지중해의 삼각범 장치인 라운드 상선이 결합하여 여러 가지 종류의 다장선이 개발되었으나 그중에서도 퍼어 마스트와 메인 마스트에 횡범장치를 하고, 뒤에 있는 미즌 마스트에 종범 장치를 한 삼본 마스트선인 캐랙선이 가장 널리 보급되고, 지리탐험에도 쓰여졌다.
16세기까지만 해도 군선과 상선은 엄연한 구별 없이 캐랙형 삼본장선이 상용과 군선으로 겸용되었으나 17세기부터 3층갑판에 3층으로 포열을 배치한 거함이 나타나서 오대양을 누비기 시작하였으며, 19세기 기선이 들어설 때까지 250년간 목선의 건조기술이 크게 발달하고 군용범선 상용범선 등 각종 범선이 활개를 친 목조 범선의 전성기였다. 18세기 전후한 시기의 주요한 범선의 종류로는 ship, brig, bark, brigantine, barquentine, schooner 등이 있다.
- Brig
main mast 와 stern mast 에 gaff sail(영어에서는 spanker라고도 함)이있고, 원래 상선 용도의 횡범장치의 2본 마스트선으로 Brig의 범장은 어디에 비길데없는 우수한 항해를 차분하게 할 수 있고, 숙련된 선장은 매우 쉽고 우아하게, 그리고 즉석에서 둥글게 회전시킬 수도 있을 만큼 항해술이 뛰어나다.
- Brigantine
fore mast 에 횡범, main mast에 종범을 장치한 2본 마스트선
- 바이킹선
바이킹선은 거의 완전한 형태로 발굴, 그 선형과 구조가 가장 상세하고 올바르게 알려진 고선(배 밑에 상판을 깔고 갑판도 없는 아주 간단한 형태이며, 날씨가 나쁠 때는 A자형 두 지주에 가름대를 걸치고 천막을 쳐서 임시로 선실로 사용)이다. 원래 바이킹선은 돛이 없고 연안에서 노 만을 사용했으나 원양에 진출하면서 마스트 한 개를 세워 간단한 사각 범을 달고 항해하기 시작하여 8~9세기의 바이킹선은 범 노선으로 되었다. 선수부와 선미부는 같은 모양으로 치솟고 그 끝에는 용머리 등 동물의 머리같은 것을 장식하여 위용을 갖추었으며 선현에는 목재 또는 피혁재의 원형 방패를 나란히 세워 파도와 적의 활 등을 막았다. 또한 방패에 현란한 색칠을 하여 모양을 내는 것도 잊지 않았다.
바이킹선 중에는 전장 50m, 용골 길이 45m, 노수 34쌍(68)개에 이르는 것이 있고, 일반적인 크기는 항양 선인 경우에 전장 25~30m, 노수 20~25쌍, 승원 80~120명 정도이다. 노 배치에 있어 지중해의 갤리선은 2단, 3단으로 하고 있는데 비하여 바이킹선은 끝까지 1단에 머물렀고, 외판 고착에 있어서 위 판 밑에 아래 판을 겹쳐서 붙이는 전형적인 클링커식 이음으로 구조되었다.
바이킹족은 그 추장이나 귀인의 장례를 치루는 예 중 배를 육지에 끌어 올려 유해와 함께 매장, 이른 바 바이킹의 배 무덤(viking-grave)이 오늘날 스칸디나비아 전역에 널려 있고, 특히 노르웨이 해안지방에 집중 출토된 바이킹선은 화려한 부장품과 함께 오슬로 박물관, 바이킹 박물관 등에 전시되고 있으며, 대표적인 배로는 고크스타드선과 오세베르그선 등이 있다.
- 코그선 (Cog Ship)
코그선은 13.14 세기 북유럽 여러 나라에서 널리 쓰여진 1본 장선으로서 한자동맹 당시 여러 도시국가가 상업용 (화물선)으로 사용되어 일명 Hanseatic-Cog 라고도 하며, 그 후에 지중해 전역으로 퍼져 15세기에 캐랙선이 등장할 때까지 사용되었다. 외판은 클링커 이음식, 사각 단범을 단 것은 바이킹선의 영향을 받은 것 같으나 코 그 선 은 어엿한 갑판과 창구와 넓은 선창을 가지고 있으며, 용골, 선수, 선미재는 직선이고, 선미재에는 선미 고정 타가 달려 있는 점은 선수, 선미가 둥근 기존 배 보다 범주에 유리하며 진보된 형태이다. 또한 선체에 연결된 선수루와 선미루를 만들었으나 선체와 일체를 시킨 것은 아니며 단지 기둥 위에 다락을 지어 올린 것과 같은 모양. 바이킹선에 비해 길이는 그다지 길지 않으나 폭은 아주 넓어지고 깊이도 몇 배 깊어져 화물을 많이 싣기에 적합토록 만들었다.
- 갤리선
- 지중해의 배 : 중세기 유럽은 도시국가의 발달로 지중해에서는 베네치아, 제노바 등 이탈리아 주요도시들이 번영했다. 베네치아는 시초에 동로마 제국의 지배를 받았으나 후에 공화국으로 독립하여 11 세기에는 강력한 함대와 상선단을 조직하여 아드리아해를 제압하고 동방과 유럽간의 국제 무역을 중개했다. 제노바도 10세기말 이슬람의 위협에 대항하기 위해 피자와 연합하여 무장하고 도시국가의 면 모를 갖추어 동방무역에 종사했다. 이탈리아의 여러 도시가 활용한 배들은 고대 로마제국이 쓰던 배와 그 계통이 꼭 같은 것이었으며 이들 지중해의 배는 군용 갤리선과 라운드상선으로 구분할 수 있고 13,14세기 부터는 대형 갤리 상선도 나타나게 된다. 이 무렵 지중해의 상선은 선저가 둥글게 되어 있으므로 round ship 이라 한다.
- 군용 갤리선
로마의 멸망과 더불어 자취를 감춘 군용 갤리선은 9세기 말부터 다시 등장 여러 도시 국가에서 해군력의 주축으로 사용되기 시작했다. 갤리선은 그후 16세기까지 지중해의 군선으로 군림하였는데 이는 당시 해전이 배와 배가 맞부딪치는 접전에 적합하고 지중해에는 계절풍이 없고 바람방향이 불확실하여 범주에만 의존할 수 없으며 노에 의한 인력으로 빠른 기동력과 조종성을 발휘할 수 있었기 때문이다.
- 갈리아스선(Galliass)
갈리아스 선은 16세기에 출현한 초대형 군용 갤리선 이다. 갤리상선을 더 대형화하여 전투용으로 꾸민 배라고 할 수 있다. 갈리아스선은 여러 사람이 한 노를 같이 젖는 스칼로치오 방식의 노역을 하고 lateen sail 3개를 장비하고 있으며, 함포도 장비하고 있었다. 갈리아스 선은 1571년 회교국인 오토만 터키의 함대와 스페인, 베네치아, 제노바, 교황국 등의 서구연합 함대와의 그리스 근해 레판토 해전에서 그 실력을 유감없이 발휘한 바 있다.레판토 해전은 사상 가장 규모가 큰 갤리선 간의 전투였으며 선수 중앙에 50파운드의 탄환을 발사할 수 있는 무게 8,000파운드, 구경 7.5인치 정도의 주포를 고정하고 양옆에 6파운드 탄을 쏘는 2,000 파운드 무게의 부포를 두고 현측과 기타 요소에 보다 작은 포를 두고 있었다.
- 라운드 상선(Round Ship)
13세기 무렵의 지중해의 상선은 선수루와 선미루가 있고, side rudder가 있다. 선수 선미모양이 둥굴게 되어 있는 것은 영국 배와 비슷하나, 갑판이 있고 삼각범장(lateen sail)을 한 것은 영국 배와 전혀 다른 점이다. 당시 북유럽 배의 범장이 사각범인 것과 큰 대조를 이루며 중세 지중해선의 공통 범장이었다. 이들 상선의 크기는 연대와 지역에 따라 다르나 1268년 프랑스 왕 루이 9세가 베네치아와 제노바에 발주한 수송선 요목을 보면 전장 26m, 용골길이 17m, 폭 6m, 깊이 6m 이고 2층 갑판에 돛과 돛대는 2개씩이었다. 13세기 말부터 갤리선도 상선으로 쓰여졌으나 본격적으로는 14세기 초에 대형 갤리선이 등장하고 나서부터인데 갤리상선은 군용 갤리보다 폭이 넓은것이 특징이고 배의 길이와 폭의 비를 볼 때 군용 갤리선은 8 : 1인데 갤리상선은 6 : 1 이었다.
원리[편집]
순풍의 경우 돛이 바람을 받고 그 바람이 밀어내는 힘을 이용하여 범선이 전진한다. 순풍과 선박의 진행방향이 약간 틀어졌더라도 배의 수평방향으로 닿는 힘은 물과의 마찰에 의해 상쇄되어 원하는 진행방향으로 전진할 수 있다. 사각돛(스퀘어 세일)이 순풍항해에 적합한 돛의 형태이다. 이를 바람이 밀어내는 힘에 의한 반작용으로 보는 경우가 있는데, 엄밀히는 틀린 표현이며 정확히는 바람과 돛 사이의 비탄성 충돌이라고 말할 수 있다.
역풍의 경우 한쪽 방향으로 부푼 돛이 베르누이 정리에 의해 돛 좌우간 기압차를 발생시키고 이 기압차가 추진력을 만들면서 범선이 전진할 수 있게 한다. 이 원리는 비행기가 공중으로 떠오르는 원리와 동일하다. 바람을 받아 한쪽 방향으로 부푼 돛이, 비행기의 날개처럼 기압의 차이를 발생시키며 압력이 낮은 방향으로 움직이려는 힘을 발생시키는 것이 범선의 추진 원리이다. 즉 돛은 비행기의 날개를 수직으로 꽂아놓은 것과 같다. 실제로 날개돛(윙세일)이라는, 비행기 날개 형태의 돛이 달린 범선도 있다. 삼각돛(라틴 세일)이 역풍항해에 적합한 돛의 형태이다.
다만 역풍을 이용하더라도 배에서 정면 좌우 45도 각도 내에서 바람이 불 경우에는 전진이 불가능하다. 왜냐면 역풍과 배의 각도가 45도 이내일 경우 돛을 수직으로 세워도 돛을 이용한 기압차를 전진하는 방향으로 만들 수 없어 범선이 바람에 떠밀리기 때문이다. 따라서 역풍이더라도 정면으로 부는 역풍에는 맞설 수 없고 지그재그로 배를 움직여서 항해하는 것이 최선의 방법이다. 다만 이것도 배가 대형이면 선회력이 좋지 않기 때문에 과거 범선들이 원양항해를 할 경우에는 가능하면 역풍지대 자체를 피해가는 것이 더 현실적인 방법이었다.
요트같은 현대 범선에는 돛을 하나만 달기 때문에 자유자재로 움직이기 위해 삼각돛을 설치하지만, 대항해시대 시절 원양항해를 하던 범선들은 사각돛을 위주로 삼각돛을 보조돛으로 달아놓거나 사각돛과 삼각돛을 모두 쓴 복합돛을 썼다. 바람의 힘을 모두 받는다고 가정했을 때 순풍이 역풍보다 가속도와 최대 속도가 더 빠르며, 선박들의 항해 경로 또한 주로 무역풍과 편서풍을 이용한 순풍항해였고 역풍항해는 불가피한 상황에서 이용하는 정도였다.
바람이 어떻든 결과적으로 에너지 보존 법칙을 벗어나지 않는다. 베르누이 정리 또한 없는 에너지를 만들어낸 것이 아니라 결과적으로 풍력 에너지가 선박의 추진력으로 치환되는 것이다. 돛이 하나인 사각돛의 경우라면 순풍에서 바람을 완전히 막아서 추진력을 얻는 것이 역풍에서 바람을 비스듬히 흘려보내서 얻는 추진력보다 더 강하다. 하지만 삼각돛의 경우 돛 특성상 순풍에서는 바람을 완전히 막을 수 없으면서도 베르누이 정리를 이용한 추진력은 전혀 얻을 수 없기에 순풍보다는 측풍에 더 강한 면모를 보인다.
뒤에서 정면으로 부는 순풍의 경우 돛이 여러 개 달린 범선이더라도 맨 뒤에 있는 돛만 바람을 집중적으로 받기 때문에 돌풍이라도 불면 돛이 찢어지거나 심지어 돛대가 부러질 위험까지 있었다. 이 때문에 최후미 돛은 큰 삼각돛 하나만 달거나 사각돛을 달더라도 규모를 조금 작게 설계하여 돌풍 피해를 방지하고자 했다. 이러한 요소 때문에 정방향 순풍이 아닌 뒤에서 비스듬하게 밀어주는 순방향 측풍을 이상적인 풍향으로 보았다. 모든 돛에 바람이 닿으면서도 바람을 완전히 막지 않고 어느 정도 흘려보내기에 돌풍에 저항성을 가지며 순풍과 역풍의 추진력을 모두 얻을 수 있었기 때문이다.
이렇게 돛이 발생시키는 추진력을 방향타(러더)를 이용해 전진 방향을 잡아준다. 매우 정밀한 조종이 가능하며, 풍향과 풍속이 최적일 경우 추진력 또한 현대식 선박에 뒤지지 않는다.
종류[편집]
- 갤리 : 고대 ~ 신항로 개척 시대 초기에 쓰인 지중해에서 운행되던 전투선
- 코그: 북해에서 많이 쓰인 범선으로서 군함으로 변환이 쉽다
- 라운드 쉽: 라운드 상선이란 '둥근 배' 란 의미로, 남방계 배를 대표할 만하다. 주로 13세기에서 14세기경에 지중해 항해용으로 이용되었다.
- 캐러벨: 3본 마스트, 라틴 세일 세 장을 갖춘 범선으로, 지중해에서 14세기에서 15세기경에 주로 쓰였다
- 캐랙 : 코그·라운드 상선·캐라벨 등의 장점을 결집한 배로, 3개의 메인마스트 세 개·돛 여섯 개를 탑재한 대형 범선으로서 스페인을 위시해 유럽에서 15세기에서 16세기간에 쓰였다. 여러 범선이 이 범선에 기초하여 제작됐다.
- 나오: 캐랙과 유사
- 갈레아스
- 갤리온: 메인마스트 세 개, 돛 일곱 개를 탑재한 대형 범선으로 스페인을 위시한 유럽에서 16세기에서 17세기간에 쓰였다.
- 전열함
- 바크
- 프리깃
- 슬루프 : 기둥 한 개나 두 개에 삼각돛을 달아 항해하는 범선 일종이다.
- 콜벳함: 17세기 프랑스에서 처음 건조한 함종의 명칭이다.
- 브리간틴: 쌍돛대의 서양식 중형 범선으로 앞에는 가로돛, 뒤에는 세로돛을 단다.
- 커터: 슬루프와 비슷한 형태이나 사다리꼴 모양으로 된 주요한 돛
- 예일: 메인마스트에 삼각돛 두 장을 달고 후미에 소형 미즌마스트를 둔 범선이다.
- 클리퍼: 메인마스트 여러 개를 탑재한 대형 범선으로 19세기에 쓰였다.
참고자료[편집]
- 〈범선〉, 《위키백과》
- 〈범선〉, 《나무위키》
- 모래성, 〈범선의 종류와 운용방법〉, 《네이버 블로그》, 2013-10-03
같이 보기[편집]
