날기 위한 시샘, 비행기를 만들다

레오나르도 다 빈치가 들려주는 양력 이야기 - 과학자들이 들려주는 과학이야기 19 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 131
송은영 지음 / 자음과모음 / 2005년 5월

송은영 선생님의 글은 언제나 재미있다. 언제나 지루한 이론 끝에 나오는 이야기 부록은 없지만, 내용 자체가 재미있기 때문에 읽으면서도 전혀 졸립지가 않다. 레오나르도 다 빈치는 보통 최후의 만찬, 모나리자를 그린 위대한 화가로 묘사되지만 그는 동시에 수많은 발명품과 그 제작도를 그린 위대한 과학자이기도 했다. 그의 비행기와 헬리콥터 구상도를 현대 사람들이 그대로 직접 제작해보니, 실제로 날기까지 했다고 한다. 그 정도로 비행기와 양력의 원리에 대해서 꿰뚫고 있었던 레오나르도 다 빈치 선생님이 들려주는 비행기의 역사와 그 원리를 알아보도록 하자.

고대부터 사람들이 날고 싶다는 사실을 알려주는 이야기로는 그리스 로마 신화의 이카로스 이야기가 있다. 이카로스는 고대의 위대한 발명가 다이달로스의 아들로, 다이달로스가 큰 죄를 지어 크레타의 미궁에 갇혔을 때 같이 그 속에 있었고, 다이달로스는 비둘기의 깃털과 밀랍을 이용해 날개 두 쌍을 만든 후에 아들 이카로스와 함께 미궁을 탈출한다. 다이달로스는 미리 아들에게 경고를 했으나, 아들은 하늘 더 높이 날다가 태양의 뜨거운 열기로 인해 밀랍이 다 녹자 그대로 바다로 떨어져 익사한다. 이카로스의 꿈은 죽음으로 끝났지만, 사람들은 그의 이야기속에서 더 높이 날아가려는 인간의 용기의 모습을 엿본다.

이카로스 뿐만이 아니다. 근대에 라이트 형제가 플라이어 호를 개발하기 이전에는 피에르 몽골피에 형제가 열기구를 발명, 릴리엔탈 형제는 새를 관찰해 글라이더를 제작했다. 이 릴리엔탈 형제에게 큰 감명을 받고서 비행기 연구를 시작한 라이트 형제가 새들을 모델로 계속되는 관찰 끝에 가솔린 엔진을 탑재한 동력비행기를 만들게 된다.

하지만 정말 양력의 원리란 무엇일까? 양력의 기초가 되는 법칙은 작용반작용 법칙이다. 이 힘은 가상의 힘이지만 실제로 느낄 수 있는 힘이다. 신체의 일부를 벽에다가 세게 박으면, 벽에도 충격이 가지만 벽은 우리가 벽을 때린 만큼 똑같은 힘으로 되받아쳐 우리에게 고통이 전해진다. 양력도 비슷한 원리이다. 새가 날면서 날갯짓을 해 공기를 아래로 밀면, 공기는 새가 공기를 밀어낸 만큼 새를 위로 민다. 이렇게 해서 새는 떠있을 수 있는데, 날개의 기하학적인 모양을 통해서 날갯짓을 매우 적게 하면서도 오랫동안 공중에 떠있을 수 있다. 물론 새가 뼈도 속이 비어있고, 그 무게가 매우 가볍다는 것도 새가 날 수 있는 이유 중 하나이다.

다 빈치와 함께 배운 이번 양력 수업은 매우 재미있었다. 언젠가 인간도 새처럼 진화해서 어떠한 도구의 도움 없이 직접 날 수 있는 날이 오지 않을까?