≪나는 하늘을 날고 싶다≫는 어린이와 청소년을 위한 공학서 시리즈인 ‘원더랜드’의 두 번째 책으로 항공공학을 소개한다. 레오나르도 다빈치의 비행기계에서 우주 범선까지 항공공학의 과거, 현재, 미래를 풍부한 사진과 함께 전달하고, 비행의 원리를 깔끔하게 정리한 일러스트로 항공공학을 입체적으로 조망한다. “비행기는 어떻게 하늘을 날아요?”라는 아이의 질문에 머뭇거리는 아버지들에게도 꼭 필요한 책!
≪반지의 제왕≫보다 재미있는 비행기 이야기
“♬ 떴다 떴다 비행기 날아라 날아라
높이 높이 날아라 우리 비행기?”
어린 시절 누구나 한번쯤은 자신이 접은 종이비행기가 공중을 가로지르는 것을 보고 마치 내가 하늘을 나는 것과 같은 희열을 경험해 보았을 것이다. 아주 사소하고 한순간 스쳐지나가는 느낌이지만 그 순간은 바로 하늘을 날고 싶어하는 인류의 욕망을 자신 안에서 확인하는 때다. 인간은 아주 오래전부터 하늘을 동경해 왔다. 성서의 천사, 고대 그리스 신화 속의 천마 페가수스와 이카로스, 아라비아의 하늘을 나는 양탄자는 인류가 상상력으로 접은 종이비행기다.
아이들의 마음속에 떠오름 직한 의문 한 가지. “비행기는 어떻게 하늘을 날 수 있을까?” 이 문제에 답을 찾기 위해 오랜 세월동안 수많은 사람이 목숨을 바쳤다. 불과 100년 전만 하더라도 인간은 하늘로 떠오를 수 있다는 사실만으로도(기구 또는 글라이더) 감탄해 마지않았다. 오늘날은 대기권을 넘나들며 소리보다 몇 십 배나 빠르게 날 수 있게 되었다. 세계 어느 곳을 가든 하루가 채 걸리지 않는 이 시대에 하늘을 날아다니는 일이 익숙한 일상이 되면서 비행의 경이로움을 인식하지 못한다. 하지만 오늘날의 눈부신 발전이 수많은 사람들의 희생과 땀과 도전 때문에 가능했던 결과라는 것을 안다면 궤적을 남기며 하늘을 가로지르는 비행기를 보면 숙연한 마음이 들지 모른다.
≪나는 하늘을 날고 싶다≫는 하늘을 날고 싶은 인간의 욕망이 상상력과 도전을 통해 현실로 바뀌는 험난한 과정을 압축하여 소개한다. ‘절대 비행’을 향한 인류의 도전은 ≪반지의 제왕≫ 못지않은 반전과 굴곡을 담고 있는 드라마다.
하늘을 날 수만 있다면 목숨도 아깝지 않다
1650년 이탈리아의 보렐리가 인간이 자신의 힘만으로는 하늘을 날 수 없다는 사실을 알기까지 수많은 사람이 헝겊으로 만든 날개를 매달고 절벽에서 몸을 날려 목숨을 잃었다. 누구보다 하늘을 날고 싶어했던 천재 예술가 레오나르도 다빈치는 30여 년 동안 새의 비행을 연구하며 인류를 좀 더 하늘과 가까운 곳으로 이끌었다.
18세기 몽골피에 형제가 부력의 원리를 이용한 열기구를 만들면서 인류는 처음으로 하늘을 방문하게 되었지만, 열기구는 그저 바람 부는 대로 몸을 맡기는 수밖에 없었다. 19세기 중반 증기기관이 발달로 열기구에 증기기관을 단 비행선이 출현했다. 드디어 인류는 하늘을 길 삼아 가고 싶은 곳에 갈 수 있는 시대를 맞이했다. 그러나 하늘의 왕좌를 지키던 비행선은 초호화 비행선 힌덴부르크가 공중 폭발하는 참사를 맞으면서 왕좌를 물러났다.
영국의 케일리, 독일의 릴리엔탈, 미국의 랭리, 프랑스의 아델 같은 비행의 선구자들이 최초의 동력 비행기를 만들기 위해 치열한 경쟁을 벌였지만, 그 영광은 미국의 라이트 형제에게 돌아갔다. 1903년 라이트 형제는 자신들이 제작한 플라이어 1호를 타고 3미터의 고도로 36미터를 날았다. 잘 만든 종이비행기의 비행 기록에도 미치지 못하는 12초 동안의 비행이었지만 인간을 태운 비행체가 자체 추진력으로 떠올라 출발한 곳과 동일한 높이의 다른 지점에 착륙한 최초의 순간이었다. 그 이후 세계 곳곳에서 다양한 비행기들이 쏟아져 나왔고, 불과 30여년 만에 시속 870킬로미터의 속력을 내는 제트 비행기가 출현했다.
역사 속에 숨은 과학을 찾아라!
≪나는 하늘을 날고 싶다≫는 비행의 역사를 문제와 해결, 원리의 발견과 응용이라는 공학의 중요한 축을 바탕으로 사건을 구성하고 있다. 비행의 역사는 단순한 사건의 흐름이 아니라 욕망과 의문, 문제와 창의력, 원리와 응용, 경쟁과 발전이 한 데 어우러진 창조적인 정신이 빚은 서사시라는 점을 배울 수 있다. ≪나는 하늘을 날고 싶다≫는 각 장에 해당하는 원리를 일러스트로 구성하여 역사적인 사건과 공학적인 지식을 자연스럽게 연결할 수 있도록 했다. 비행기와 기구, 비행선, 헬리콥터의 원리부터 라이트 형제의 플라이어1호, 세계 최초로 무착륙 세계일주 비행에 성공한 보이저, 조기 경보기 등 특별한 비행기의 구조 등을 일러스트로 보기 좋게 정리하여 인류가 수백 년 동안 쌓아온 항공공학의 기본적인 원리를 한눈에 익힐 수 있다. 아울러 비행의 역사가 끊임없는 호기심과 문제 해결의 역사라는 점을 입체적으로 익힐 수 있어 어린이와 청소년 독자들의 창의력을 높이는 데도 큰 도움이 된다.
인간은 이미 하늘을 정복했다
수많은 사람의 희생과 도전을 발판으로 이룩한 오늘날 비행기의 수준은 이미 일반인의 상상을 뛰어 넘는다. 590톤의 무게로 최대 854명을 태우고 시속 1,000킬로미터의 속도로 날 수 있는 여객기(A380)가 있는가하면, 땅에 내려서지 않고 단 3일 만에 지구를 한 바퀴 도는 데 성공한 ‘글로벌 플라이어’, 레이더 전파를 거의 반사하지 않아 보이지 않는 비행기라고 하는 ‘스텔스 비행기’, 지상의 아주 작은 움직임까지 간파하는 정찰기, <스타워즈>같은 SF영화에나 나올 법한 첨단 조종석을 자랑하는 전투기도 있다. 불과 100년 전에 12초를 나는 데 성공했다는 것이 믿어지지 않을 정도로 항공 기술의 발전은 비행기의 속도만큼이나 빠르다.
우리나라도 2001년 국내 최초의 항공기이자 세계적 수준의 기본 훈련기 ‘KT-1 웅비호’를 선보였고, 2003년 마하수 1.5급의 초음속 고등훈련기인 ‘T-50’ 개발에 성공하여 세계에서 열두 번째로 초음속 항공기를 자체 개발한 나라가 되었다. 특히 T-50의 수입 대체 효과는 23억 달러에 달할 전망이어서 경제적으로도 가치가 크다. 하지만 아직까지 항공 기술 선진국과의 격차가 크다. 2004년 산업기술평가원의 자료에 따르면 한국의 항공기술 수준은 미국을 100이라 가정했을 때 46.5에 불과해 69.2를 기록한 중국과 비교해서도 3.8년이나 뒤져 있다. 본격적인 우주 시대의 개막을 앞두고 있는 오늘날 우리나라의 미래를 위해서는 더욱 많은 청소년과 어린이들의 관심과 참여가 필요하다. 책 끝에 국내에서 열리는 모형 항공기 대회를 정리하고, 더 읽어 볼 책을 소개하는 등 독자들이 항공공학에 대한 관심을 이어갈 수 있도록 세심하게 배려했다.
자가용 비행기와 우주 엘리베이터의 시대를 미리 준비한다!
오늘날의 비행기가 이미 인간의 상상을 뛰어넘는 수준이라면 미래의 비행기는 어떤 모습일까? 자가용 비행기를 타고 학교를 가고, 엘리베이터를 타고 우주로 소풍을 떠나는 세상은 그리 먼 미래의 일이 아니다. 이미 1966년에 미국 캘리포니아 대학의 후원으로 몰러 박사가 제작한 1인용 비행기가 첫 번째 시험 비행에 성공했다. 그리고 최고 8,000미터까지 떠올라 시속 130km로 날아가는 ‘입는 비행기 솔로트렉’은 2001년 시사주간지 <타임>이 ‘가장 멋진 발명품‘으로 선정하기도 했다.
아이들의 최대 관심사인 우주여행도 이제 그 실현을 눈앞에 두고 있다. 1981년 우주왕복선의 시험비행에 성공한 이후 2004년 6월 민간회사의 로켓항공기 ‘스페이스십원’이 고도 100킬로미터가 넘는 대기권 밖까지 갔다가 무사히 돌아왔다. 그보다 앞선 2001년에는 미국의 기업가 데니스 티토가 러시아 우주 프로그램에 엄청난 돈을 기부하고 6일 동안 국제 우주정거장에 머물다 돌아온 일도 있다.
앞으로는 좀더 간편하고 저렴한 비용으로 우주를 여행할 수 있다. 태양이 쏟아내는 빛의 입자로 추진력을 얻는 우주 범선 코스모스 1호는 이미 시험 비행을 앞두고 있고, 우주로 뻗은 고속도로라고 할 수 있는 우주 엘리베이터 역시 나사를 비롯한 세계적인 연구 단체에서 진지하게 연구하고 있다. 그야말로 우주 시대가 눈앞에 왔다. 그뿐 아니라 사람보다 더 똑똑한 무인 비행기나 새보다 더 작은 초소형 비행로봇 등도 인류의 미래를 더욱 환하게 밝힐 준비를 하고 있다.
≪나는 하늘을 날고 싶다≫를 날개 삼아 우주 비행 시대를 미리 경험해 보는 것만으로도 큰 즐거움을 얻을 수 있을 것이다.
이동호 (李東鎬)
서울대학교 기계공학과를 졸업하고, 프랑스의 국립 기계항공대학(Poitiers ENSMA)에서 항공우주공학 박사학위(1979년)를 받았다. 한국과학기술원 항공우주공학과 교수를 거쳐 현재 서울대학교 기계항공우주공학부 교수, 항공우주포럼의 대표로 활동하고 있다.
이동호 교수는 자타가 공인하는 국내 항공기 설계 분야의 최고 권위자다. 1992년 무인항공기 ‘도요새’를 개발한 것을 필두로, 2001년에는 국내 최초의 초음속훈련기 ‘T-50’을 설계 하는 데 큰 공헌을 했다. 한국항공우주학회 회장을 역임하며 일본 및 중국 항공우주학회 등과 국제학술교류협정 체결했고 한국로봇항공기대회를 창설하기도 했다. 2005년에는 과학기술훈장 웅비장을 받았다.
저서로는 《인공위성 시스템(이동호 외)》, 《항공기 개념설계(이동호 외)》,《세계를 바꾼 20가지 공학기술(이동호 외)》등이 있다.
머리말 : 하늘을 날고 싶은 사람들에게
1 하늘은 생각보다 가깝다 _ 비행의 역사
01 날개를 달고 신에게 도전한다 - 비행 신화와 이카로스
02 상상의 날개로 하늘을 난다 - 역사 속의 인력비행
03 사람의 힘만으로 날아오르다 - 글라이더
04 인루 최초로 구름 속을 거닐다 - 기구비행
05 하늘 위를 호화롭게 여행하고 싶다 - 비행선
2 구름보다 더 높이 소리보다 더 빨리 날고 싶다 _ 비행시대의 개막
01 하늘을 날 수만 있다면 목숨도 아깝지 않다 - 비행기의 선구자들
02 마침내 첫 비행기가 탄생하다 - 라이트 형제와 플라이어
03 상상했던 모든 비행기가 쏟아진다 - 항공 기술의 르네상스
04 비행기에 튼튼한 심장을 달아라 - 제트 엔진
05 빛보다 빠르게 날고 싶다 - 초음속 비행기
3 가고 싶은 곳에서 하고 싶은 일을 한다 _ 현대의 비행기
01 세계일주, 3일이면 충분하다 - 무착륙 세계일주
02 아무에게도 보이지 ?榜쨈? - 스텔스 기
03 세상 모든 것을 내려다본다 - 조기경보기
04 하늘을 넘보지 마라 - 전투기
05 하늘에서 할 수 있는 모든 것을 한다 - 헬리콥터
4 우주로 소풍을 떠나는 세상이 온다 _ 미래의 비행기
01 나만의 비행기를 타고 학교에 간다 - 1인용 비행기
02 조종사 없는 비행기가 하늘을 누빈다 - 무인로봇 비행기
03 손바닥보다 작은 비행기로 세상을 엿본다 - 초소형 비행기
04 엘리베이터를 타고 우주로 간다 - 우주왕보선과 우주범선
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국내 모형 항공기 대회
용어해설
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