실험으로 함께하는  로 켓 놀 이

                                                         강성기 지음 / 도서출판 바른사

제1장   물 로켓

( 6 ) 공기 주입기

     
 

 

물로켓이 발사되기 위해서는 일정압 이상의 공기 주입이 필요한 것은 너무나 당연한 사실입니다. 실제로 병을 입에 물고 불어도 페트병은 아주 작은 거리지만 날아갈 수가 있는 것입니다.

일반적으로 생각할 때 손이나 발의 힘으로 공기를 압축하는 발펌프 보다는 공업용 콤푸레셔를 사용하는 것이 더욱 많은 공기를 압축할 것이라고 생각할 수 있지만, 전혀 그렇지 않습니다.

`

손이나 발의 힘으로 공기를 사용하는 방법은 사람이 힘을 들여 여러 번 반복하여 공기를 압축시키지만 공업용 콤푸레셔는 단지 기계적인 힘으로 사람의 노력을 적게 들여 빠른 시간에 공기를 압축한다는 사실만 다를 뿐입니다. 게이지의 눈금을 살펴보더라도 이와 같은 사실을 쉽게 알 수 있을 것입니다.

그러므로 발펌프를 사용한다고 해서, 또는 공업용 콤푸레셔를 사용한다고 해서 공기압이 달라지지 않는다는 사실을 다시 한번 생각해 보면서 효과적인 공기 주입 방법을 연구해 보기 바랍니다.

(1). 손으로 눌러서 사용하는 자전거 펌프

① 가장 기초적인 공기 주입 장치로, 가격이 비싸지 않고 쉽게 구할 수 있는 장점을 지니고 있다.

 

② 어린 학생들이 사용하기에는 힘이 너무 많이 든다.

③ 3연식 로켓의 경우 공기압을 100Psi까지 올리려면 5분 이상의 시간이 소요되어 그저 한 개의 병에 공기를 압축시켜 하는 놀이로 즐기기에 적당할 뿐이다.

④ 공기 주입 부분의 부속 장치가 다르기 때문에 발펌프 및 콤푸레셔의 겸용이 불가능하다.

 

 

 

 

(2). 발로 밟아서 사용하는 발펌프(풋펌프)

① 자동차 타이어 공기 주입용이며, 손보다는 발로 밟는 것이기 때문에 손펌프보다 힘이 덜 든다는 이점이 있다(시중 가격 1만5천원∼2만원 정도).

 

② 발펌프 역시 공기 주입하는데 시간이 오래 걸리고 힘이 들지만 경제적이기 때문에 일반적으로 많이 이용하고 있다.

 

 

 

(3). 자동차용 소형 콤프레셔

 

① 손으로 누르거나 발로 밟는 과정이 없이 자동차 시거잭 전원에 연결하여 사용하는 자동차타이어 공기 주입용 소형 콤푸레셔이다(시중 가격 1만5천원∼2만원 정도).

② 자동차용 배터리에 전원을 연결하여도 사용이 가능하므로 굳이 자동차가 없어도 휴대할 수 있어 간단하다. 그러나 별도로 배터리를 충전하여야만 하는데, 다음과 같은 방법을 사용한다.

㉠ 충전용 트랜스를 주문 제작하여 가정용 220V에 연결하여 충전하는 방법

㉡ 카 센터에 의뢰하여 충전하여 방법

㉢ 특수 제작한 12V 어댑터를 가정용 220V전원에 연결하여 소형 콤푸레셔를 작동시키는 방법


(4). 공업용 콤푸레셔

열거한 공기 주입 장치로서 손으로 눌러서 압축시키는 손펌프, 발로 밟아서 압축시키는 풋펌프, 자동차용 소형콤푸레셔 등의 가격은 1만 오천원∼2만원 정도로, 비교적 저렴하다고 할 수 있으며, 이중 가장 효과적인 공기 주입기를 권한다면 풋펌프를 권장하고 싶다. 그러나 풋펌프 역시 소모품이기 때문에 오랫동안 사용하기에는 다소 무리가 있다.

따라서, 가격에 다소 무리는 가지만 학교나 단체에서 많은 어린이들이 사용하는 공기 주입 장치로 공업용 콤푸레셔를 권하고 싶다. 가격은 풋펌프 10개 정도의 가격과 맞먹지만 잔고장 없이 반영구적으로 사용이 가능하기 때문에 조금만 더 장기적인 안목을 가진다면 훨씬 더 효과적인 장치이다.

일반적으로 공업용 콤푸레셔는 공기압이 세기 때문에 무한정 주입되어 위험한 것으로 알고 있는데 이는 잘못된 생각이다. 설정한 압력까지만 공기가 주입되게 하는 장치가 있어 일정압에 도달하게 되면 공기압은 더이상 주입되지 않는다. 오히려 정확한 압력 측정으로 정확한 조건 통제가 가능하기 때문에 펌프 작동에 어려움을 갖는 어린 학생들을 위한 공정한 대회를 진행할 수 있다.

 

그러나 콤푸레셔를 이용하지 않고 풋펌프로 공기를 주입하게 한다면 몸무게가 많이 나가는 어린이들만 많은 공기압을 넣을 수 있기 때문에 몸무게가 적게 나가는 어린이들은 상대적으로 공정하지 못한 현상들이 생기게 된다.

많은 어린이들에게 장기적인 연구 방법을 생각한다면 공업용 소형 콤푸레셔를 사용하는 것이 훨씬 더 효과적인 방법이라고 할 수 있다. 공기 주입 게이지를 포함하여 25만원 정도의 가격이 예상되며 이의 장점을 알아보면 다음과 같다.

① 공업용 소형 콤푸레셔는 전기 장치를 이용해서 순간적으로 아주 쉽게 공기를 주입할 수 있다(1개 주입시 10초 정도).

② 공기의 압력 통제가 정확하므로 공정한 대회 진행을 이룰 수 있다.

③ 고장이 없으며 유지비가 들지 않는다(매일 사용하다시피 하여도 5년 전에 구입한 콤푸레셔를 아직까지 사용하고 있다. 콤푸레셔를 구입하기 전 손펌프 13개, 풋펌프 15개, 자동차용 소형 콤푸레셔 10개를 고장나게 하고서야 공업용 콤푸레셔를 구입한 시행착오를 겪었다).

④ 에너지 공급원인 전기 장치가 있어야 하기 때문에 장소의 제약을 받는 단점을 지니고 있다.

(5). 자체 엔진을 장착한 콤푸레셔

① 자체 동력원을 지니고 있기 때문에 전기, 또는 배터리의 공급 없이 장소의 제한을 받지 않고 공기 주입이 가능한 장치이다.

② 마력수가 크기 때문에 많은 로켓에 공기를 더 빠른 시간에 주입할 수 있는 장점을 지니고 있다.

③ 가격이 비싸기 때문에 필자와 같이 특수하게 사용할 사람만 필요하지만 일반인에게는 권하고 싶지 않다. 다만 공기 주입 장치의 한 모델을 소개할 뿐이다.