하늘 향한 인류의 도전… 비행기의 역사 - 소년한국일보

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국립항공박물관이 지난 달 5일 서울 강서구에 개관했다. 우리 항공 역사는 100년 전인 이날 한인비행학교가 시작이다. 대한민국 항공 산업의 어제와 오늘, 그리고 내일을 보여주는 이곳에서는 우리나라 사람으로는 처음으로 하늘을 날았던 안창남(1900~1930)과 금강호도 전시됐다. 박물관 개관으로 비행기의 역사를 짚어본다.

△비행기의 탄생은?

1903년 12월 17일, 라이트 형제가 미국 노스캐롤라이나 킬데블 언덕에서 세계 첫 동력 비행기인‘플라이어 1호’를 타고 시험 비행에 성공한다. 동생 오빌 라이트는 12초 동안 36m, 형 윌버 라이트는 59초간 244m를 날았다. 이것이 하늘을 날고자 했던 인간의 꿈이 인류 최초로 실현된 순간이다. 국내에서는 안창남이 일제 강점기인 1922년 12월 10일, 5만여 명의 관중이 모인 가운데 서울 여의도에서 영국제 복엽기인 ‘금강호’를 타고 한반도 하늘을 처음 날았다. 복엽기는 엔진 하나에 두 장의 날개가 위아래로 달려있는 비행기를 말한다. 하지만 우리나라의 첫 비행기 조종사는 서왈보(1886~1928)다. 그는 1919년 중국 남원항공학교를 졸업했다.

△세계 최초의 유인 헬리콥터는?

1907년 프랑스의 폴 코르뉘가 개발한 수직 이륙 항공기가 헬리콥터의 기원이다. 자전거 바퀴에 부직포 날개를 단 첫 헬리콥터는 1.5m 높이로 날아올라 20초간 비행했다. 브라질에서 태어난 산투스 두몽은 1906년 11월 12일 동력 비행기를 개발해 유럽에서 처음으로 하늘을 나는 데 성공했다. 비행기 이름은 ‘14bis’였다.

△비행기가 날기 위해 필요한 ‘양력’은?

비행기가 날때 날개 위쪽의 공기는 아래쪽보다 흐르는 속도가 빨라서 위아래의 기압이 달라진다. 즉, 날개 위쪽은 기압이 낮다. 이때 공기의 압력(기압)이 높은 아래쪽에서 위쪽으로 향하는 힘이 날개를 떠받치게 된다. 이 힘이 바로 ‘양력’이다. 양력이 비행기의 중력보다 크면 비행기가 떠오르게 된다.

△비행기 창문이 둥근 이유?

비행기 창문이 원형이거나 둥그스름한 사각형 모양인 이유는 정사각형 창문이 지닌 문제점 때문이다. 쉬운 예로 종이에 사각형 구멍을 낸 뒤 양쪽에서 잡아당기면 쉽게 찢어진다. 하지만 동그란 구멍을 내고 잡아당기면 쉽게 찢어지지 않는다. 즉, 네모 난 창문은 모서리에 압력이 집중돼 균열이 발생하기 쉽다.

△날개 끝이 위로 구부러져 있는 이유는?

비행기 날개 끝에 달린 날개 모양의 구조물은 ‘윙렛(작은 날개란 뜻)’이다. 이는 날개 끝에 발생하는 공기의 소용돌이를 줄여 연료비를 아끼는 역할을 한다. 이 날개 끝이 위로 구부러져 있는 이유는 공기의 성질 때문이다. 공기는 날개 아래의 고압에서 날개 위 저압으로 이동하는 성질이 있다. 하지만 날개 끝이 곧으면 심한 난기류를 일으키게 된다.

그리고 주날개 끝에 틈이 보이는 이유는 여기에 ‘플랩(양력을 더 크게 발행시키는 장치)’을 설치해서다. 요즘에는 비행기가 이착륙할 때 접고 펼 수 있게 만들었다.

△비행기가 흰색인 이유는?흰색은 다른 색에 비해 열 반사율이 높아 유류 비용을 줄일 수 있다. 또 페인트 가격도 싸다. 버드 스트라이크(새 충돌)을 방지하는 효과도 크다. 새들은 하얀 표면에서 반사되는 물체를 더 잘 보기 때문이다. 비행기 출입구가 좌측에 있는 이유는 오른쪽에 수하물 칸이 있어서다.

△비행기 속도·바퀴 가격은?

비행기의 속도는 ‘피토관’이라는 장치를 통해 알려준다. 비행기가 받는 압력을 재 속도를 측정한다. 비행기가 높이 올라가면 귀가 멍해지는 이유는 지상과의 기압 차이 때문이다. 또 비행기가 하늘로 떠오를 때 느끼는 울렁거림은 바닥을 향해 작용하는 중력과 비행기의 가속도 때문에 순간적으로 ‘무중력’을 느끼기 때문이다.

한편, 비행기 바퀴 가격은 우리의 예상을 뛰어넘을 만큼 비싸다. 예를 들어 보잉 747에는 모두 18개의 바퀴가 달려있다. 바퀴 지름은 1~1.2m, 무게는 약 100kg이다. 타이어 하나의 가격은 150만 원 선이다. 알루미늄 휠은 이보다 비싼 1000만 원 정도다. 따라서 보잉 747은 바퀴 값만 1억 8000만 원에 이른다.

△세계에서 가장 큰 비행기는?

보잉은 1916년 7월 15일 세운 세계 최대의 항공 우주 회사다. 대표적인 기종이 ‘보잉 747’이다. 대한항공과 아시아나항공이 운용한다. 미국에 보잉이 있다면 유럽에는 에어버스가 있다. ‘보잉 747’과 비교되는 기종이 바로 ‘에어버스 A380’이다. 별명은 ‘하늘 위 호텔’. 동체 전체가 2층이며, 탑승인원은 853명에 이른다. 길이 72.7m, 높이 24.1m, 너비 79.9m다.

현재 전 세계에는 날마다 20만 여 편의 비행기가 하늘을 운항하고 있다. 이 때문에 엄청나게 많은 이산화탄소가 배출된다. 따라서 미래의 비행기는 친환경적인 에너지를 활용한 비행기일 가능성이 크다. 대표적인 것이 태양에너지 비행기(솔라 임펄스)다. 한편, 비행기 기종에 따라 약간의 차이는 있지만 사고가 났을 때 가장 안전한 좌석은 비행기 뒷부분의 중앙 좌석이다.