보누스의 ＜교과서＞ 시리즈는 그 자체로 특별한 위치를 선점하고 있는 것 같은 느낌이 든다. 아주 두터워서 많은 내용을 담고 있지만 그 볼륨 때문에 쉽게 읽기 어려운 전문 서적도 아니고, 얇고 부담이 없지만 깊은 내용을 담지 못하는 총서류도 아니다.

＜교과서＞ 시리즈는 그 사이에 위치한 적당한 입문서, 정도의 역할을 하기 때문에 언제나 부담 없이 어떤 분야에 대해 알고 싶을 때 읽을 수 있다는 점이 좋다.

＜비행기 역학 교과서＞는 제목 그대로 비행기의 역학, 즉 비행기가 하늘을 어떻게 날아가는지에 대한 매커니즘을 다루는 책이다.

해마다 해외여행이 늘어나서 비행기를 타는 사람은 점차 많아지지만, 비행기가 왜 그러한 모양을 가지고 있고, 그러한 모양을 가지게 된 과정이 어떤지 알고 있는 사람은 많지 않다. 이 책은 혹여나 비행기가 어떻게 뜨는지 궁금한 사람을 위한 책이라고 할 수 있다.

책은 오롯이 '비행기가 하늘에 뜨는 원리'를 중심으로만 쓰여졌다. 비행기의 티켓 가격은 어떻게 결정되는지, 승무원들이 하는 일은 무엇인지 같은 것은 전혀 다루지 않고, 오직 '하늘을 나는 비행기' 그 자체에 집중하고 있기에 흥미롭다.

대학 시절 교양 수업 'ㅇㅇㅇ개론'을 즐겁게 수강했던 기억이 있다면 보누스의 ＜교과서＞ 시리즈를 읽기를 추천하고 싶다. 시험이라는 부담 없이 배우게 되는 지식 습득의 즐거움은 무척이나 소중한 가치라는 생각을 했다.

거대한 비행기가 하늘로 날아 오르는 원리에 대해서, 예전에도 설명을 들어서 그 당시에는 이해할 수 있었습니다. 하지만, 지금도 보면 볼수록 참 신기합니다. 이 책을 통해 엄청난 무게의 비행기가 몇 분만에 하늘 위에서 원하는 방향으로 수평을 유지하면서 유유히 날 수 있는 방법을 만나 볼 수 있을 것입니다.

저자는 모형 비행기를 만들어 날리는 것에도 공기 역학과 기체 강도에 대한 지식을 총동원해야만 잘 날 수 있다고 합니다. 이러한 항공역학에 대한 과학 원리를 저자가 체험한 모형 비행기를 바탕으로 일반인도 알기 쉽도록 이 책에서 설명하고 있습니다. 전체 여섯 개의 챕터로 구성되어 있으며, 비행기의 형태, 비행 원리, 비행 자세, 조종법, 강도 및 모형 비행기 제작에 대한 내용을 차례로 설명하고 있습니다.

비행기가 날기 위해 필요한 날개에도 주날개, 도움날개, 스포일러, 전연플랩, 플랩, 수평꼬리날개, 수직고리날개, 방향키 등이 있으며 이들의 각도를 이용하여 조종한다고 합니다. 복잡하다고 생각하였던 양력에 대해서도 어렵지 않게 발생원리를 이해하였고 양력을 구하는 공식, 그리고 그 값이 중력이 작용하는 비행기의 무게보다 크면 비행기가 뜰 수 있다는 것을 알 수 있었습니다. 이 공식에 주날개의 면적이 양력에 비례하는 것으로 계산되는 것 때문에 날개가 큰 이유를 알았습니다. 이와 함께 날개의 받음각과 양력 계수의 관계도 알 수 있었습니다. 그리고, 비행기가 일단 하늘에서 뜬 이후에 균형을 잡는 데는 양력과 중력이 작용하는 중심이 어디에 위치하느냐, 추력과 항력의 중심 위치가 어디에 위치하느냐에 따라 기수가 올라가는지 내려가는지도 결정된다고 합니다. 비행중에 연료의 소모로 인하여 무게중심이 바뀌기 때문에 균형을 잘 잡기 위해서는 이러한 이해가 중요하다는 것을 알 수 있었습니다.

이 외에도 비행기의 롤링이나 회전하는 원리도 알 수 있었고, 비행기의 조종간의 움직임에 따라 각 위치의 날개들이 어떻게 움직여서 비행기를 조종하는지도 그림을 통해 쉽게 이해할 수 있었습니다. 어렵다고 생각하는 비행기의 역학을 쉽게 이해할 수 있는 것이 신기하였습니다. 앞으로 비행기를 타게 된다면, 날개 부분을 집중적으로 관찰할 것 같은 예감이 듭니다. ^^

(출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다.)

비행기를 타다 보면 문득 궁금해지는 점이 많았다.

이 무거운 비행기가 대체 어떻게 날아갈 수 있는지 이 많은 사람들이 먹는 음식과 음료는 어떻게 제공되는지 화장실 오물들은 어떻게 처리가 되는지 등등 아주 사소한 것까지도 궁금했다.

보누스에서 나온 '비행기, 하마터면 그냥 탈 뻔했어'를 읽고 대체적인 궁금증은 해소가 되었다.

그런데 비행기가 하늘을 날아가는 원리는 알지 못했고 '비행기 역학 교과서'가 그 궁금증을 풀어주었다.

비행기에 관한 대학은 따로 있고, 공부를 잘해야만 가능한 일이기에 좀 많이 어렵겠지 싶어서 걱정을 하면서 책을 펼쳤다.

최대한 쉽게 알려주려는 노력이 느껴졌고, 그림을 첨가해서 세세하게 설명해준다.

용어가 처음 들어 본 단어들이 많지만 대강은 알 수 있었다.

또 영어를 같이 표기해서 사전을 찾아보면서 감을 잡기도 했다.

비행기가 처음 만들어지고, 하늘을 날게 되는 시점부터 전쟁을 겪으면서 생겨난 비행기들까지 비행기의 간략한 역사에 대한 이야기로 시작한다.

비행기 모습들이 전부 다른데 그냥 멋으로 다른 것이 아니라 그 목적에 따라 달라진다는 사실을 알게 되었다.

무거운 비행기가 하늘을 날기 위해서는 양력, 중력, 추력, 항력을 적절하게 사용해야 한다.

공식도 나오고 해서 전부 완전하게 이해를 한 것은 아니지만 전반적으로 비행기가 하늘을 날기 위해서 필요한 힘들이 어떻게 생기는 것이고, 어느 지점에서 그 힘을 사용해야 하는 것인지 알게 되었다.

하늘을 나는 비행기에 관한 공부를 하기도 했지만 이런 비행기는 만들고 나서 아니면 말고 식의 간단한 이야기가 아니기에 전부 계산해서 비행기를 안전하게 날게 하는 그 섬세함이 대단하다고 느껴졌다.

앞으로 그저 단순히 비행기를 타고 내리지 않고, 이 비행기가 어떻게 날고 있는지 한번 생각해 볼 것 같고, 또 이 비행기를 만들기 위해서 애쓰신 분들의 수고도 느껴질 것 같다.

인간의 날고자 하는 욕망이 비행기를 만들어냈다.

이 책은 태초의 비행기부터 시작하여 현재의 비행기에 대한 역사서라고나 할까 비행기의 변천 과정에 대해 알 수 있으며 비행기의 작동 원리 또한 친절히 알려주고 있다.

우리가 익히 알고 있듯 1903년 인류 최초로 라이트 형제가 유인 동력 비행에 성공한다. 성공의 요인은 주날개를 이용하여 조정할 수 있도록 하였기 때문이라고. 그 뒤 비행기의 중심은 미국에서 유럽으로 옮겨지며 비행이 목적이던 시대를 뒤로하고 비행이 수단으로 사용되는 시대를 맞이한다. 이에 전쟁을 계기로 급속히 발전하게 된다. 자노니아 씨앗을 본 떠 만든 1차 세계대전 초기 전투기 '타우베'. 조금은 가벼워 보이며 단순해 보이는 전투 비행기는 종종 티브이를 통해 보았는데 전쟁에선 아주 유용한 수단이었을 것이다. 책을 통해 처음 본 자노니아 씨앗은 정말 전투기 주날개와 똑같았는데 씨앗 생김새 자체가 신기했다.

전투기는 프로펠러 위치에 따라 견인식과 추진식이 있다고 한다. 슬프지만 이러한 전투기는 전쟁에서는 무척이나 유용했을 것이다.

1차 세계대전 후 민간으로 비행기가 널리 보급되면서 1920년대부터 1930년대까지 '비행기의 황금시대'를 이룩한다. 그 당시 비행기를 사진으로 보니 지금의 비행기와 사뭇 비슷하면서도 뭔가 다름이 느껴진다. 여하튼 비행기는 두 세계대전 사이인 20여 년 동안 놀랍도록 많은 기술 발전이 이루어짐에 날고자 하는 인간의 욕망과 열정이 만들어낸 성과물이란 생각도 들었다.

2부에서는 비행기의 비행 원리에 대해 나온다. 그냥 일반적으로 생각하면 그 무거운 기체가 어쩜 가뿐히 하늘을 떠오를까 싶다.

- 비행기는 어떻게 떠오를 수 있을까? 답은 주날개에 작용하는 베르누이 법칙에 있다. 공기 속도가 빠를수록 압력이 감소한다는 법칙이다. 비행기가 나아가면 주날개 아래보다 위에 흐르는 공기 속도가 빨라져 주날개 윗부분의 압력이 낮아진다. 그렇게 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 향하는 힘이 발생하면서, 비행기가 떠오른다.

비행기가 뜨기 위해 필요한 힘, 즉 공중에서 비행기 무게를 받치는 힘을 '양력'이라 하는데 이는 주날개에서 발생한다고 한다. 으흠~ 그렇구나. 모를 땐 그저 그 원인이 궁금했는데 이렇게 알고 나니 속 시원하니 좋구나! ^^

중력은 비행하는 동안 절대 변하지 않는다고 한다. 하지만 양력은 비행 시 속도와 자세에 따라 큰 폭으로 변하므로 비행기를 띄우기 위해선 양력과 중력의 관계를 가장 먼저 알아야 한단다.

양력에 관한 설명은 그림을 통해 설명해 주어 쉽게 이해할 수 있었다. 이렇듯 이 책은 그림과 함께 설명을 해주니 독자의 이해를 더욱 높여줌에 만족도가 큰 도서임에 틀림이 없다.

비행기의 안정된 자세 유지 이유, 비행기 조정법, 비행기의 강도, 항공 역학을 적용한 모형 비행기의 설계와 비행 등 비행기와 관련된 모든 것들을 이 책을 통해 알 수 있었다. 해마다 모형 비행기 대회를 k2에서 하는 걸로 아는데 작년에 가서 보니 비행기에 대한 관심이 많음이 느껴졌다. 나도 집에 모형 비행기를 사두긴 했는데 만들기에는 실패했다. 실패의 이유는 관심 부족인 듯. ^^;;

뭐든지 모르면 답답하고 그저 신기하게만 보인다. 하지만 그 원리를 알고 나면 개운하다. 그동안 궁금하긴 했지만 나와는 거리가 멀게만 느껴지던 비행의 원리. 보다 쉽고 흥미롭게 이 책을 통해 확인할 수 있었다. 모형 비행기 제작법도 상세히 나오니 준비 중이거나 관심 많은 자녀를 두었다면 적극 추천한다. 아주 만족스러운 도서가 될 것이다.

얼마 전 해외여행을 다녀왔습니다. 수속을 거치고 오랜 대기시간을 지나 몇 시간 동안 비행기를 타고 비행을 하면서 비행기에 대한 많은 생각을 해보았습니다. 마침 창가에 앉았는데 지상의 풍경은 상당부분 비행기 날개에 가려서 제대로 보기 힘들었지만 비행기 날개의 움직임은 충분히 관찰할 수 있었습니다. 날개와 엔진을 보면서 이렇게 커다란 비행기가 빠른 속도로 하늘을 날 수 있다는 것이 새삼스럽게 신기하게 생각하고 있었는데 이 책에서는 그러한 신기함을 상당 부분 해소시켜주고 있습니다.

비행기를 타고 아직 비행을 하지 않은 상태에서 공항에 서있는 비행기 들을 보니 제가 탄 비행기와는 달리 비행기 중에 날개 끝 부분이 위쪽을 향하고 있는 것을 볼 수 있었습니다.이것을 윙릿(winglets)이라고 부른다고 합니다.

윙릿은 날개 끝에 발생하는 소용돌이에 의한 유도항력(誘導抗力: 날개에서 발생하는 양력에 의해 불가피하게 발생하는 항력. 유체저항이라고도 함.)을 감소시키고, 동시에 이 작은 날개 위에 발생하는 양력(揚力: 유체 속의 물체가 수직 방향으로 받는 힘. 이 힘은 높은 압력에서 낮은 압력 쪽으로 생기며, 물체에 닿은 유체를 밀어 내리려는 힘에 대한 반작용.)을 추력(推力: 회전하는 프로펠러가 공기를 밀어내거나 제트 엔진이 연소된 공기를 분사할 때 비행체는 이 반대 방향으로 얻는 반작용의 힘.)의 성분으로 돌려서 항력의 감소를 도모한 것으로, 연료절감에 큰 효과를 준다고 합니다.

또 날개 앞 쪽이 둥그런 모습을 볼 수 있었는데, 이 책에 따르면 날개 단면의 윗면은 구부러짐이 크고 아랫면은 구부러짐이 작다고 합니다. 따라서 바람(공기의 흐름)은 날개의 위쪽에서는 속력이 빨라지고, 아래쪽에서는 느리게 된 윗면의 기압은 대기압보다 낮아져서 날개를 위쪽으로 들어 올리는 작용을 하며, 아랫변의 기압은 대기압보다 높아져서 날개를 아래서부터 밀어 올리는 작용을 합니다. 이 정압과 부압으로 날개에는 위로 향하는 양력(揚力)이 생기게 된다는 것입니다.

이러한 비행 원리는 이 책의 챕터2 ‘비행기는 어떻게 날 수 있는가: 비행기의 비행 원리’에 상세하게 설명되어 있습니다. 기본 원리는 뛰어난 수학자이자 과학자인 베르누이에 의해 정리된 과학원리인 ‘베르누이의 정리’로 '공기가 빠르게 움직이는 곳에서 기압은 더 낮아진다.'는 것입니다. 즉 비행기 날개 위쪽은 곡면으로 인해 공기가 빠르게 흐르게 되고, 따라서 날개의 위쪽의 기압이 상대적으로 낮아지게 되며 자연스럽게 날개 아래의 높은 기압에 의해 날개가 떠오르게 된다고 합니다.

크게 여섯 개의 챕터로 나누어져 있는 이 책은 먼저 비행기가 커다란 주날개 한 장, 세바퀴식 착륙 장치, 제트 엔진 두 개가 달린 오늘날의 형태로 나아오기까지의 역사를 살펴봅니다. 그리고 본격적으로 항공 중의 항공기가 기류로 받는 여러 상황을 연구하는 학문으로 유체역학의 응용분야인 ‘항공역학’에 대해서 이야기하고 있습니다.

앞에서 살펴본 비행기 형태가 발전해온 역사를 통해 다양한 장치는 왜 존재하는지, 어떤 기능을 하는지 살펴보고 앙력, 중력, 추력, 항력 등 비행기가 떠오르는 데 필요한 힘과 이겨내야 하는 힘을 소개합니다. 또한 네 가지 힘 이외에 실제로 비행할 때 난기류 등으로 기체가 상하나 좌우로 흔들리는 이유를 해설하고 있는데 흔들리는 상황에서 비행기 스스로 자세를 안정적으로 유지하는 방법을 알 수 있습니다. 또 비행기가 고유한 힘으로 안정을 찾지 못하거나 방향을 틀기 위해 조종사가 활용하는 조종법도 소개해서 비행 원리를 더욱 명확하게 보여줍니다.

이 책의 마지막 챕터에서는 ‘항공 역학을 적용한 모형 비행기의 설계와 비행’을 실제로 해보도록 모형 비행기 제작 방법과 그 원리를 설명합니다. 이 책이 1988년이 아닌 요즘 쓰여졌다면 드론에 대해서 설명하고 있지 않을까 생각해 봅니다.

비행기는 인류의 정말 대단한 발명품이 아닐 수 없습니다. 고대로부터 다빈치 그리고 라이트형제에 이르기까지 우리가 새처럼 날아서 먼 곳을 빠르게 간다는 꿈을 현실화시킨 것 자체가 하나의 전설처럼 다가옵니다. 이 책은 늘 궁금하기만 했던 비행의 구체적인 역학적 원리를 쉽게 설명하고 있어서 온 가족이 함께 읽기 좋은 책이라 생각합니다.

리뷰어스 클럽의 소개로 출판사로부터 책을 제공받아 주관적으로 작성한 글입니다.

54번째 책이야기

2019년 2번째 책

'비행기 역학 교과서'는 교과서 같지만 이웃집 아저씨가 알려주는 재미있는 과학 이야기 같은 과학 교양서이다. 비행기의 항공원리과 역학에 대하여 알고 싶다면 추천해주고 싶은 책이다.

한국에서 학생시절을 거쳐온 사람이라면 누구나 지겨운 '교과서'라는 제목을 가지고 있지만 내용은 전혀 지루하거나 복잡하지 않다. 누구나 한번쯤은 궁금해본적 있는 비행기는 어떻게 하늘을 날까, 어떻게 가고자하는 방향성을 가지고 안정성을 유지할 수 있을까의 궁금증을 쉬운 용어들로 설명해주는 책이다.

나도 비행기가 하늘을 나는 원리인 양력, 베르누이 정리 정도만 알고 있었는데 이 책에서는 그 뿐만이 아닌 비행기의 형태 및 발생 역사, 비행기의 구조 (주날개, 보조날개, 승강키, 수평,수직 꼬리날개), 비행기의 조종법, 모형비행기 제작들 비행기와 관련된 거의 모든 이야기들이 정리되어 있다.

사람들은 높은 곳을 두려워하여 비행기 사고가 나지 않을까 걱정을 많이 하지만 사실 자동차나 걷는 도중 교통사고가 날 확률보다 훨씬 낮은것이 비행기 사고이다. 하지만 사고가 나면 사망확률이 높기 때문에 그 위험성이 더 강조되는 것이 아닐까 싶다.

책에는 많은 그림과 간략한 수식 그리고 설명으로 비행기의 항공원리를 명쾌하게 설명한다. 챕터하나하나의 내용이 길지도 않기에 접근하기가 더 쉽게 느껴진다. 무엇보다 비행기를 보며 왜 저렇게 만들었을까 했던적이 많은데 그것들에 대한 궁금증이 많이 해소가 되었다. '비행기의 상반각, 주날개와 본체에 연결되는 위치의 중요성, 방향 전환시 기체와 방향키를 동시에 기울여야 하는 이유' 등이 자세히 알고싶다면 이 책을 읽어보기를 추천한다.

자녀가 있다면 비행기에 대한 꿈을 키워주는데도 좋은 역할을 할 수 있을것 같다.

어린 시절 전투기 조종사가 나오는 애니메이션이나 서울 에어쇼 에서 보는 멋진 곡예 비행은 설렘을 안겨주었었다. 무동력 경비행기(글라이더)를 체험 활강했던 그 짜릿함은 그 무엇과도 견줄 수 없다. 먹고 살기 바빠 언젠가 비행을 해 보자는 심원을 시행에 옮기지는 못했고 가끔 출장이나 여행으로 에어버스를 타면 다시 감상에 젖기도 하였다.

그래서 집어 든 ＜비행기 역학 교과서＞. 비행기가 어떻게 뜨고 날고 하는지 설명을 볼 수 있을 거라는 기대감에 보게 되었다.

이 책은 처음 라이트 형제가 유인 동력 비행기를 발명하기 직전부터 현대에 이르기까지 간단히 비행기의 역사를 개괄하는 데서부터 시작한다. 비행기의 기본적인 부분의 이름과 쓰임새를 설명하고선 여러 가지 비행기 형태를 설명한다. 책의 제목처럼 주요한 이야기거리는 역학적인 측면이다. 가장 재밌는 부분은 무거운 비행기가 어떻게 떠오를 수 있는지 베르누이 법칙으로 설명한 것이다. 결국은 비행기 주날개의 위아래의 공기의 속도차에 따른 압력의 차이로 발생되는 양력에 의한 것이다. 여러 항목에서 비행기의 비행 원리에 대해 역학적으로 서술해 놓았고, 조종원리에 대해서도 간단히 소개해 놓았다.

이 책은 이러한 원리를 바탕으로 모형 비행기를 실제 만들어 날려 보는 실험을 하도록 신선한 자극을 주고 있다. 제도용 켄트지로도 설계해서 만들 수 있는 종이 비행기가 흥미롭다. 저자가 미국 시애틀에서 열린 제2회 세계 종이비행기 대회에서 38m를 날아 우승한 모형 비행기의 사진도 실려있다.

전체적으로 비행기가 나는 원리에 대해 흥미롭게 소개한 책이었다. 특히 모형 비행기에 관심있는 이들이 보면 좋으리라 생각된다. 

무릇 책이란 무엇일까? 나는 책 속에서는 어떤 정보를 획득할 수 있는 충분한 지식이 있어야 한다고 생각한다. 우리가 과거를 잘 알 수 있는 것은 그 시대의 사료가 발견됐기 때문이데 그 사료라는 것을 다 그러모으면 결국 책이다. 즉, 그 시대를 이해하기 위해서는 한 권의 책이 어떤 수준에서 어떤 정보를 담고 있는지를 살펴보면 유추해 볼 수 있다는 것이다. 그렇다면 그러한 많은 책들 중에서 무엇이 가치가 있을까? 나는 이러한 데에 있어서는 한 가지 철학이 있다. 소위 말하는 일본의 오타쿠 문화처럼 책은 한 분야에 있어 아주 세밀한 정보를 담고 있다면 참 좋다고 생각한다는 것이다.

내가 이런 생각을 하게 된 것은 아주 미시적인 부분을 깊이있게 파고 든 여러 책들에 참 깊은 인상을 받았기 때문이다. 우리가 별 거 아니라고 혹은 별로 관심이 없어서 신경을 기울이지 않는 부분에 대해서까지도 아주 깊이 있게 다루고 있는 책들이 많으며 이러한 책들을 읽고 있노라면 정말이지 이 지식세계의 끝이란 어디인지 스스로 고민해보지 않을 수 없게 된다. 참으로 놀라운 세계인 것이다.

이 책 ＜비행기 역학 교과서＞역시 내게 있어서는 감히 그러한 책이었다고 말할 수 있다. 아마 이 책을 제목만 딱 놓고 말한다면 특히 문과 출신의 사람들은 대체 이 왜 이책을 냈을까 하는 생각을 할 지도 모른다. 사실 내가 이러한 미시사에 관심을 가지게 되지 않았다면 나 역시 그렇게 생각했을 것이다. 그러나 한번씩 이러한 책에 빠져보고 또 책이 전달해주는 의미들을 다 알려고 노력을 해 본 경험이 있다면 결코 그렇게 생각하지 않을 것이다. 즉, 굉장히 많은 정보를 담고 있는 책을 머릿속에 넣고 공부하는 즐거움을 느낄 수 있게 될 것이란 말이다. 바로 이 책은 비행기에 대해서 그러한 분야의 책이다.

어쩌면 역학, 물리학 등에 대해 공부하지 않은 사람은 이 책이 높은 장벽처럼 느껴질지도 모른다. 이러한 사람들을 위해 책은 여러 가지 삽화들을 동원해 이해를 돕는다. 이러한 부분이 있기 때문에 감히 이 책이 꽤나 읽어볼 만한 책이라고 내가 말할 수 있겠다. 여러 가지 측면에서 나는 많이 배운 책이었다. 나뿐만 아니라 다양한 사람들이 이 책을 보고 공부해 볼 수 있기를 권해본다. 추천한다.