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트랜스포머 꿈꾸는 변신공학 "날개만 접으면 나는야 최강 전투기"



연예인이 헤어스타일만 바꿔도 변신이라는 말을 붙인다. 하지만 누가 뭐래도 변신의 참 맛은 첨단 기계장치에 있다. 영화 ‘트랜스포머’의 첨단 전투로봇은 당장 불가능하지만 우리 주변에 이미 존재하는, 변신하는 기계장치를 찾아보자.

먼저 변신의 기준을 만들어보자. 첫째로 ‘모습이 바뀌어야’ 하고, 둘째로 변신이 끝나면 용도가 달라져야 한다. 주차할 때 자동차 사이드미러가 자동으로 접히는 것은 첫 번째 조건을 만족하지만 두 번째 조건은 만족하지 않아 제대로 된 ‘변신’이라고 보긴 어렵다.

변신기법1 "접는다"

가변익 항공기

변신의 가장 보편적인 방법이 ‘접기’다. 대표적인 사례가 날개를 앞뒤로 움직여 공기저항과 양력을 조절하는 가변익 비행기다. 날개의 방향을 바꿔주는 것만으로 고속비행에서 날렵한 운동성이 필요한 저속비행에 적합한 비행기로 완전히 바꿔 줄 수 있다.

세계 최초의 가변익 전투기는 미국이 개발한 ‘F-111 아드바크(Ardvark)’다. 1964년 첫 모델이 나왔을 만큼 오래된 모형이지만 최대속도 마하 2.2(시속 2690km)에 달하는 고성능을 자랑한다. 아직도 호주 등에서 현역으로 뛰고 있다. 가변익 비행기는 빠른 기동과 고속이동이 모두 필요한 전투기에서 자주 찾을 수 있다. 러시아의 미그 23. 미국의 F-14 등이 1980년대 대표적인 모델이다.





변신기법2  "꺾는다"

틸트로터 항공기

헬리콥터에서 비행기로 바꿀 수 있는 변신 항공기도 존재한다. 이 항공기는 프로펠러의 방향을 꺾어주는 방식으로 비행기에서 헬리콥터 형태로 바꿀 수 있다. 날개 위에 붙은 두 개의 프로펠러가 하늘로 향하면 헬리콥터, 전방을 향하면 프로펠러 항공기가 된다. 이런 항공기 중 실용화 된 것은 미국이 개발한 ‘V-22 오스프리’가 유일하다. 6~9명이 탈 수 있는 수송용 항공기다. 헬리콥터처럼 뜬 뒤, 속도가 붙으면 로터를 돌려 비행기처럼 난다.

한국항공우주연구원이 개발한 ‘스마트무인기’도 헬리콥터와 비행기로 변신이 가능하다. 다만 사람이 타는 항공기가 아니라 무인 정찰기로 개발됐다. 이런 방식의 변신 항공기로는 세계 두 번째다.





변신기법3 "감춘다"

하드탑 컨버터블

중요 부품을 접어 몸체 속에 넣어 두었다가 필요한 순간 뒤집어 꺼내는 방법이다. 대표적인 사례는 자동차에서 찾을 수 있다. 햇살 좋은 날이면 지붕이 없는 ‘컨버터블’ 스포츠카를 타고 해변 도로를 달리고 싶은 마음은 누구나 마찬가지. 하지만 눈비가 내리고 추울 때는 불편하기 그지없다. 천막(소프트탑)을 끌어 올려 비바람을 막아 보지만 임시방편이니 한계가 있다.

이 문제는 프랑스 자동차회사 푸조에서 1934년 세계 최초의 변신자동차라 부를 수 있는 ‘401 이클립스’를 내 놓으면서 해결됐다. 이 차는 평상시에는 완전한 컨버터블이다. 하지만 비가 오는 날에는 버튼 하나만 누르면 뒤 트렁크에 들어 있던 강철 지붕(하드탑)이 솟아올라 감쪽같이 일반 승용차 모습으로 변한다. 이 방식은 현재 메르세데스벤츠, BMW, 아우디 같은 대부분의 자동차 메이커에서 채택하고 있다.




변신기법4 "접어 넣는다"

레더맨 멀티툴

물건을 접어 중요 부품을 수납하는 ‘접어 넣기’ 방식도 중요한 기법 중 하나다. 그렇다고 여러 가지 목적으로 쓸 수 있는 주머니칼, 일명 맥가이버칼을 변신장치로 구분하는 것은 무리다. 형태가 크게 변하지 않기 때문이다. 하지만 미국의 공구회사 레더맨이 출시한 ‘레더맨 공구 시리즈’는 좀 다르다. 이 공구는 안에 플라이어(속칭 뻰찌)가 들어 있다. 평소엔 철재 막대기 하나로 보이지만 두 개의 몸체를 비틀어 열면 내부에서 플라이어가 튀어 나온다. 이 방법을 이용해 다양한 모델을 개발했는데, 최근에는 군사용 전용 공구까지 선보였다.

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2012년 10월 과학동아 정보

  • 전승민 기자

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