우리를 날게 한 모든 것들의 과학 플라잉

인간은 두 다리로 먼 거리를 이동하고 헤엄쳐 바다를 건널 수도 있지만, 날지 못한다. 비행은 인간이 자연 상태에서 스스로 할 수 없는 행위였으나 과학과 기술의 발전을 통해 마침내 가능해졌다. 우리를 공중에 띄우는 힘, 저항을 이겨내고 앞으로 전진하게 만드는 힘은 과연 무엇일까? 기술의 발전으로 모든 것이 소형화되는 시대에 비행기의 엔진은 왜 점점 커지는 것일까?

《플라잉》은 비행에 관한 다양한 분야의 기술과 그 과학적 원리를 쉽고 흥미롭게 설명하는 책이다. 항공우주 엔지니어인 저자는 고래의 지느러미와 골프공처럼 전혀 상관없어 보이는 소재에서 비행의 원리에 대한 단서들을, 눈에 보이지 않는 공기의 흐름을 교통 흐름에 비유하며 공기역학을 이해할 수 있게 도와주며 우리를 새로운 과학의 세계로 안내한다.

지은이 : 임재한

항공우주 엔지니어. KAIST 항공우주공학과를 졸업하고 동 대학원에서 항공기 관제시스템 연구로 석사 학위를 받았다. 논문 〈내쉬균형 기반 분산형 자율운행 항공교통관제시스템〉으로 2019 항공우주논문상 최우수상을 수상했으며, 대학 졸업 후 드론의 자동 비행 알고리즘을 설계하는 엔지니어로 일했다. 현재 텍사스대학교 오스틴캠퍼스(The University of Texas at Austin)에서 박사 과정을 밟고 있다.

언제나 푹 빠져 있는 대상이 한 가지는 존재했다. 다큐멘터리에 중독되어 있었을 때 우연히 보게 된 〈항공사고수사대〉. 비행기처럼 거대한 수백 톤의 쇳덩어리가 하늘을 떠다니고, 생각지 못한 사소한 이유로 추락하고, 그 사고 원인을 파헤치는 과학자들의 활약을 지켜보다 비행기 ‘덕후’가 되었다. 좋아하면 알고 싶어지는 법, 복잡하게만 보이던 조종실 속 계기가 각각 무슨 역할을 하는지 궁금해졌고, 스스로 찾아 공부하며 흥미로웠던 것들을 정리하기 위해 블로그에 항공과 과학에 관한 글을 쓰기 시작했다. 현직 엔지니어와 기장 등 일명 ‘업계 사람’들이 블로그에 찾아와 감탄과 응원을 보냈고, 마치 당연한 수순처럼 비행기를 공부하는 공학자의 길로 들어섰다. 글쓰기 플랫폼인 브런치, 〈더퍼스트미디어〉, 과학 잡지 〈SEASON〉 등에 항공과학 칼럼을 기고했으며, 거대한 항공기에 숨어 있는 작은 과학적 원리들을 쉽게 풀어내는 것에 즐거움을 느끼면서 꾸준히 글을 써 나가고 있다

프롤로그: 비행에도 질문을 던져볼 필요가 있다

PART 1 바람: 공기가 없다면 하늘을 날 수 없다

1 비행기 코가 둥근 이유 _공기저항

2 그런데 전투기 코는 왜 뾰족할까? _충격파

3 음속을 돌파하면 일어나는 일 _엔진 노즐의 과학

4 태양보다 뜨거운 공기를 피하는 법 _공기의 열기

5 비행기를 쫓아다니는 구름의 정체 _공기의 냉기

6 코는 둥글게, 꼬리를 뾰족하게 _유선형

PART 2 힘: 하늘을 날기 위한 재료 구하기

7 혹등고래와 골프공의 공통점 _난류 사용법

8 엔진은 왜 점점 크고 무거워질까? _추력과 연료

9 조종사를 괴롭히는 힘 _G-포스

10 영원한 낙하 _중력 사용법

11 우주에 닻을 내리는 방법 _무중력 사용법

PART 3 비상: 날기 위해서 우리가 해결해온 과제들

12 아무것도 없는 하늘에서 상하좌우 구분하기 _관성

13 나는 도대체 어디쯤 있는 걸까? _관성항법장치

14 승객, 조종사, 비행기의 각기 다른 속도_비행 속도의 개념

15 날개는 왜 두 개로 충분하지 않을까? _꼬리날개와 정적 안정성

16 원하는 좌석에 앉기 위해 치르는 비용 _무게중심

PART 4 기술: 더 멀리, 더 빠르게, 더 안전하게

17 항로를 개척하는 두 가지 전략 _비행의 경제성

18 음속이 가른 두 비행기의 운명 _초음속의 비용

19 비행기가 대양을 건너기까지 _엔진 개수의 비밀

20 이륙 중 엔진이 고장 난다면? _비상이륙정지

21 인간의 의도를 읽어내는 기계 _자동조종과 안전

참고 문헌

사진 출처