[바람난과학] 호버보드·제트팩..하늘을 날고 싶은 인간의 꿈

2016. 5. 24. 16:09
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[HOOC=이정아 기자] 아버지와 함께 밀랍으로 붙인 새털 날개를 달고 크레타 섬을 탈출하던 이카루스는 태양 가까이 날다가 그만 태양열에 밀랍이 녹아 하늘에서 추락했습니다. 고대 사람들은 신의 영역인 하늘에 침범하는 것은 신에 대항하는 것으로 생각했지요. 하지만 하늘을 날고 싶은 인류의 꿈은 꺾이지 않았습니다. 하늘을 나는 것은 신만이 가지고 있는 특권이 아니었습니다.

고대 사람들은 하늘을 나는 것을 신만이 갖는 특권으로 생각했다. 하늘에서 떨어지는 이카루스의 모습


▶꿈, 현실이 되다=15세기 레오나르도 다 빈치는 비행기 모형을 구상했습니다. 나사 모양의 날개를 부착한 헬리콥터와 새처럼 날개를 가진 비행기였습니다. 비록 비행체로 제작하지는 못했지만, 새가 퍼덕이는 모습을 탐구하던 그가 비행의 원리를 과학적으로 설명한 독창적인 시도였습니다. 이후 1784년 열기구와 수소 기구가 발명됐고 사람들은 기구를 타고 하늘은 날 수 있었지만 바람의 방향에 따라 움직이는 비행에 아쉬워했습니다.

인류 최초의 동력 비행기가 등장한 건 18세기. 영국의 케일리는 날개에 뜨는 힘이 발생해 무거운 비행체를 뜨게 할 수 있다는 현대 항공 역학의 개념을 확립했습니다. 이런 원리가 밑거름이 돼 19세기 자유자재로 조종이 가능한 글라이더가 개발됐고, 20세기 라이트 형제는 하늘을 날 수 있었습니다. 라이트 형제가 비행한 시간은 12초, 비행 거리는 36 m에 불과했지만 엔진이 달린 복엽기를 타고 하늘을 마음대로 날 수 있는 시대를 처음으로 연 순간이었지요.

레오나르도 다빈치는 비행의 원리를 연구하는 등 과학적인 접근했다.


▶날아라, 호버보드=민간 항공 시대가 열렸지만 자신이 원하는 때에 언제든 간편하게 날고 싶은 인간의 욕망은 문명의 이름으로 인류를 발전시킵니다. 1989년 개봉한 영화 ‘백 투 더 퓨처2’에 처음 등장한 호버보드, 당시에는 가상의 기계였지만 이제는 실제로 만나볼 수 있는 꿈의 기술입니다.

호버보드의 원리는 크게 세 가지로 나뉩니다. 첫 번째는 ‘전류’를 이용한 방법입니다. 한 마디로 자석이 같은 극끼리 서로 밀어내는 원리입니다. 전기가 흐르는 밑판 위에서 자석을 움직이면 밑판에 소용돌이 모양으로 전기가 흐르는 맴돌이 전류가 생기면서 자석의 성질을 띠게 됩니다. 그 결과 판이 자석을 밀어냅니다.

도요타 넥서스의 호버보드, 물 위에 뜬 모습

두 번째는 ‘초전도체’를 이용한 방법인데요. 초전도체란 낮은 온도에서 전기저항이 ‘0’에 가까워서 전기가 아주 잘 흐르는 물체를 말합니다. 이런 초전도체가 자석을 만나면 내부에 전기가 흐르면서 자석의 힘과 반대되는 힘이 생기는데요. 그 결과 보드가 자석을 밀어내면서 위로 떠오르게 됩니다. 자기부상 열차가 작동되는 원리와 같은데요. 지난해 도요타 렉서스가 선보인 호버보드가 바로 이 원리로 구현돼 제작됐습니다.

마지막으로 보드 아래에 여러 개의 프로펠러를 달아 강력한 압축 공기를 내보내면, 그 힘이 땅을 밀어내면서 공중에 떠오르는 방법이 있습니다. 이달 초 무려 2.2 ㎞를 비행해 기네스북 신기록을 달성한 프랭키 자파타의 호버보드가 이 방법으로 작동됐지요. 조종자의 백팩에서 플라이보드 에어 하단부로 연결되는 라인을 통해 고압연로가 전달되면 회전 날개를 돌리는 터빈 엔진의 힘으로 호버링이 가능한데요. 최대 속력은 시속 150㎞에 달했습니다.


▶가방처럼 쏙 메고 난다
=호버보드 뿐만 아니라 가방처럼 어깨에 메면 하늘을 날 수 있는 1인용 비행장치도 개발되고 있습니다. 뉴질랜드 회사인 마틴 제트팩은 최대 시속 74㎞ 속도로 30분간 비행할 수 있는 슈트 비행장치 ‘P-14’를 제작하고 있는데요. 동력원은 가솔린입니다.

마틴 제트팩 창업자인 글렌 마틴는 “영화 ‘007 썬더볼’에 제임스 본드가 착용하는 비행장치를 보고 아이디어를 얻었다”고 전하는데요. 최대 120㎏를 싣고 오랜 시간 비행하기 위해 무게가 가벼운 카본 재질로 제작된 이 슈트는 올해 말에 출시될 것으로 예상됩니다.

두바이 당국과 미국의 민간회사 에이브워치가 이곳과 양해각서를 맺고, 슈트를 구입해 경찰이나 소방 관련 응급 서비스에 제품을 활용할 생각입니다. 가격은 20~25만달러(약 2억대) 수준일 것으로 예상됩니다.



▶더 멀리, 더 빠르게
=KTX의 최고 속도가 시속 305㎞이고, 하늘 위의 호텔로 불리는 A-380은 시속 1000㎞입니다. 그런데 이보다 2배 이상 빨랐던 여객기가 있었습니다. 바로 유럽의 콩코드. 콩고드는 인천공항에서 미국 LA까지 5시간이면 갈 수 있는 속도를 내지만, 지난 2003년 퇴역했습니다. 여러 이유 중에 하나가 항공기가 음속을 돌파할 때 나타나는 폭음인 이른바 ‘소닉붐’이었지요.

그런데 최근 미국항공우주국(NASA)을 비롯해 전 세계 항공업체들이 초음속 여객기 부활에 다시 시동을 걸고 있습니다. 소닉붐을 최소화할 수 있다는 기술적 자신감이 그 배경입니다. 

올 초 NASA는 방산업체 록히드마틴과 손잡고 오는 2020년 초음속 비행기 시험 비행을 계획하고 있다고 전했습니다. 같은 시기 콩코드를 제작했던 에어버스도 ‘콩코드 2.0’에 대한 특허를 출원했습니다. 에어버스는 “날렵하고 뾰족했던 동체 디자인을 부드러운 형태로 바꾸면서 소니붐 같은 음속폭음을 줄일 수 있게 됐다”고 전했죠. 미국을 비롯해 영국·호주 등 10년 내에 초음속 비행기를 상용화한다는 목표를 가지고 있습니다.

dsun@heraldcorp.com
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