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클레망 아데르가 1897년 만든 ‘아비옹’은 박쥐 모양의 날개로 날갯짓을 하는 구조였죠. 아비옹에는 20마력 증기기관을 두 개 사용했습니다. 산업혁명 이후 증기기관이 널리 쓰이던 때였죠. 아비옹은 약 300m를 날았다는 말도 있지만 사실은 ‘점프’에 그친 것으로 전해져요. 진정한 의미의 인류 최초의 동력 비행은 미국의 라이트 형제가 성공합니다. 평범한 자전거 수리공이던 라이트 형제는 1903년 노스캐롤라이나 키티호크의 모래언덕에서 59초 동안 260m를 날았습니다. 이 때 탔던 비행기가 ‘플라이어(Flyer)’입니다. 증기기관보다 가벼운 가솔린 엔진을 달았고, 날개 폭은 약 12m, 몸체 길이는 약 6m, 무게는 274kg이었습니다.

플라이어호의 엔진과 관련한 재밌는 이야기가 있습니다. 플라이어호의 가솔린 엔진은 찰스 테일러라는 사람이 개발했습니다. 찰스가 엔진 전문가냐고요? 아닙니다. 라이트 형제는 비행기를 연구하느라 자전거 가게를 너무 많이 비우죠. 그래서 대신 가게를 운영해줄 찰스를 고용합니다. 그런데 뜻밖에도 찰스가 비행기에 꼭 필요한 엔진을 개발했죠. 그저 자동차 엔진을 수리하려고 엔진을 잠시 쳐다보기만 했을 뿐인 비전문가 찰스가 혼자 6주 만에 말이죠.
당시 라이트 형제만 동력 비행을 연구한 건 아닙니다. 스미스소니언협회, 미국 육군 등 쟁쟁한 기관이 연구했지만 실패했죠. 불가능하다고 여겨질 정도였습니다. 라이트 형제의 성공 비결을 가상 인터뷰를 통해 들어봅시다.

쌤: 동력 비행 성공 축하합니다. 지원받은 연구비도 없이 개발하는 과정이 녹록치 않았을 텐데요.

라이트: 네. 랭글리 교수 같은 유명한 과학 기술자는 미국 육군으로부터 5만 달러의 연구비를 받으면서 연구할 수 있었습니다. 그러나 저희는 자전거 가게에서 나오는 돈을 모두 비행기 제작에 투자했죠. 돈도 부족했고 관심도 부족했습니다.

쌤: 기록이 풍부합니다. 사진 자료도 많이 남겼네요.

라이트: 생활 자체를 일기와 메모로 남겼습니다. 실패했을 때도 꼭 기록했습니다. 실수와 오류를 꼼꼼히 표시해야 다음에 고칠 수 있으니까요. 기록은 실험의 기본이죠.

쌤: 찰스와 같은 숨은 조력자도 많았다고요.

라이트: 네. 저희는 무에서 유를 창조한 것이 아닙니다. 우리 형제가 본격적으로 비행기 연구를 시작할 때는 항공학에 대한 논문이 많이 있었습니다. 이전의 연구 논문과 책을 다 읽어 소화했습니다. 이미 세상에 나온 지식, 아이디어는 새로운 지식과 아이디어의 재료입니다.

비행기 원리

일정한 속도, 일정한 높이, 일정한 방향으로 날아가는 비행기에 작용하는 힘은 중력, 양력, 추력, 항력, 이렇게 4가지입니다. 중력은 지구가 비행기를 당기는 힘입니다. 날개가 공기 속을 지나갈 때 날개의 윗면과 아랫면에 발생하는 공기의 압력 차에 의해 생기는 힘을 양력이라고 합니다. 추력은 비행기를 전진하도록 하는 힘을 말하죠. 주로 엔진을 이용합니다. 항력은 비행기가 날아가는 것을 방해하는 힘으로 비행기의 외형, 날개 형태, 표면, 속도 등에 따라 달라집니다.






마하는 소리만큼 빠른 속도를 나타낼 때 쓰는 단위입니다. 1마하는 소리의 속도로 1초에 약 340m을 갑니다. X-43A는 이론상으로 마하 15의 속력으로 날 수 있습니다. 실제 마하 9.68(11200km/h)을 기록하는 데 성공했습니다. 길이 약 3.7m, 무게 약 1300kg인 작은 몸체 덕분이기도 하지만 빠른 속도는 스크램제트 엔진의 덕이 큽니다. 제트엔진은 압축한 공기에 연료를 섞어 연소시킵니다. 일반적으로는 압축날개를 회전시켜서 공기를 빨아들여 압축하죠. 하지만 램제트 엔진은 따로 날개를 돌리지 않고 비행기가 날아가는 속력에 의해 공기가 빨려들어와 압축되게 합니다. 그 중에서도 스크램제트 엔진은 엔진을 통과한 공기가 초음속을 유지하게 하는 첨단 기술이 결합됐죠. X-43A는 날아갔다가 되돌아오지는 못합니다. 빠르게 날아가서 바다에 떨어지는 것이 운명인 녀석이죠.


구소련은 우주·비행 관련 기술이 눈부시게 발전한 나라였죠. 우주 프로그램을 진행하는 과정에서 큰 부품을 나를 일도 많았습니다. 안토노프 AN-225는 이런 큰 부품을 나르기 위해 만들어졌습니다. 때로 우주왕복선을 싣고 날았죠. 이 비행기는 최대 이륙 중량이 600톤입니다. 엄청난 무게 때문에 착륙바퀴는 32개나 됩니다. 미래에는 큰 비행기에 우주 왕복 장비들을 부착해 우주 비행체의 발사체로도 이용할 가능성이 있습니다.


고가의 무기와 첨단 전자 장비를 갖춘 고가의 전투기들. 따라서 전투시에 적지에 침투해 효과적으로 공격하되 전투기의 손실은 줄여야 합니다. 이 때문에 상대 레이더에 포착되지 않는 스텔스 기술 개발이 필요했습니다. 록히드 항공사가 맡은 스컹크 웍스 프로젝트는 전설적인 첩보 비행기 개발로 신비의 대상이었죠. 음속의 3배가 넘는 SR-71블랙버드, 본격적인 스텔스 전투기 F-117A 등이 만들어졌습니다.

스텔스는 넓은 의미에서 상대의 레이더나 적외선 탐지기, 음향 탐지기 및 육안에 의한 탐지를 모두 피할 수 있는 기능을 말합니다. 좁은 의미에서는 상대의 레이더망에 포착되지 않는 은폐 기능을 의미합니다. 레이더는 B-2 스텔스 폭격기를 고작 참새 크기로 인식합니다. 날개 길이가 52.4m나 되는데 말이죠.