바로 바람을 안고 달리는 풍력자동차를 만드는 것이었다. 1년 후 이들은 벤토모빌이라는 이름의 완성품을 공개했다.
벤토모빌은 네덜란드에서 열린 레이싱 아이올로스에서 경쟁자들을 가볍게 물리쳤다. 아이올로스는 그리스 신화에 나오는 바람의 신을 말하며, 레이싱 아이올로스는 세계 최초의 순수 풍력자동차 경주다.
밀러와 레만은 풍력자동차의 프레임에 쓸 가벼운 소재를 찾다가 학교의 항공기설계연구소에 얼마든지 있는 탄소섬유를 생각해냈다.
이들의 풍력자동차는 상부에 있는 대형 로터가 바람을 받아 돌아가면 자전거 트랜스미션에 연결된 기어가 움직여 앞으로 나가는 방식이다.
운전자는 도르래를 사용해 로터의 방향을 조정할 수 있다. 바람을 가장 잘 받는 쪽으로 로터를 돌려 최대 속도를 낼 수 있는 것.
레이싱 아이올로스에서 이 풍력자동차는 8.85km의 코스를 달리면서 시속 24km의 속도를 냈다. 바람 속도의 65%를 풍력자동차의 속도로 전환한 것이다.
이 풍력자동차는 가장 혁신적인 설계로 상을 받았다. 현재 학생들은 풍속을 100% 풍력자동차의 속도로 전환할 수 있는 방법을 찾고 있다.
그것이 가능하다면 이 팀은 네덜란드 에너지연구센터에서 주는 1,400달러의 상금을 받을 것이다.
풍력자동차 벤토모빌의 작동 매커니즘
● 로터의 추력은 늘이고 항력은 최소화
무게를 줄이면서도 최대의 강도를 얻기 위해 밀러와 레만은 탄소섬유 강화 플라스틱으로 로터를 만든 후 대학의 풍동실험실에서 테스트했다.
이 로터는 벤토모빌이 달리는데 필요한 추력을 발생시키지만 한편으로 항력을 생성, 벤토모빌의 속도를 줄이기도 한다.
이에 따라 밀러와 레만은 최대의 힘을 뽑아내 추력을 늘이면서도 항력을 최소화하도록 로터를 설계했다.
이 때문에 벤토모빌은 가능한 가장 빠른 속력으로 달릴 수 있다.
● 손으로 로터 블레이드 각도 조절
이 풍력자동차의 운전자는 발로 페달을 밟아 조향한다. 그리고 손으로는 로터의 방향과 로터 블레이드의 각도를 조절한다.
요트에 달려 있는 도르래 같은 장치가 붙어 있어 한 손으로 로터를 바람 방향으로 돌린다. 그리고 다른 손으로는 크랭크를 돌려 로터 블레이드의 각도를 조절한다.
운전자는 마치 선풍기 돌아가는 소리 같은 로터의 회전소리를 듣고 어떻게 크랭크를 돌려야 로터의 에너지 효율을 원하는 대로 조절할지 알게 된다.
● 산악자전거 부속 사용한 트랜스미션
운전석의 디스플레이에는 로터의 속도가 나온다. 운전자는 이것을 보고 기어를 조작해 풍력자동차의 속도를 조절할 수 있다.
트랜스미션은 산악자전거용 부속을 사용했다. 전방에는 톱니바퀴형 체인 링이 있고 후방에는 8개의 스프로킷으로 구성된 8단 기어박스가 있다.
운전자가 변속장치를 활용, 후방의 기어를 변속하면 체인은 이에 맞는 스프로킷을 찾아 이동한다.
밀러와 레만은 확장 가능한 기어 휠로 이 장치를 대체하려고 한다. 기어 휠은 스프로킷 자체가 확장 또는 축소되면서 기어 비를 바꿀 수 있는 장치다.
이 때문에 다수의 스프로킷을 사용하지 않고도 기어 휠 하나만으로 변속이 가능하다.
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