[위대한 생각]①풍등부터 제트기까지..하늘을 정복한 인류

지상 강의 : '인더스토리Ⅲ' 8강 하늘(空)
'풍등' 원리 이용한 열기구 탄생..인류 하늘 정복 시작
라이트 형제 비행기 발명..비행선에서 비행기 시대로
2차 세계대전 거치며 프로펠러기→제트기 진화

◇오늘의 강연 및 지성인

☆ ‘인더스토리’(INDUSTORY)

현대 산업사회를 구성하는 핵심 요소들의 과거와 현재를 역사·정치·문화·기술·경제 등 복합적인 시선으로 이해하고 이를 통해 미래를 보는 능력을 기른다. 현대 문명의 기반이 된 ‘철’(鐵)과 ‘사’(沙·모래)부터 코로나19 사태로 주목받고 있는 ‘약’(藥), ‘의’(醫) 등 이 세상 모든 산업의 역사를 다룬다.

☆ 임규태 공학자·교육자·기업가

미국 조지아공대에서 15년간 교수로 재직. 조지아공대 부설 전자설계연구소 부소장, 조지아공대 기업혁신센터 국제협력 수석고문. 국제 통신표준화 의장. 빅데이터·소프트웨어·게임·블록체인·기후변화 등 다양한 분야의 스타트업에 참여.

임규태 박사가 서울 중구 순화동 KG하모니홀에서 ‘위대한 생각 : 인더스토리Ⅲ’ 8강 하늘(空) 편을 강의하고 있다.(사진=방인권 기자)

[총괄기획=최은영 부장, 연출=권승현 PD, 정리=김무연 기자] “세상을 이해하고 싶다면 하늘 꼭대기에서 땅을 바라봐야 한다.”

임규태 박사는 그리스 철학자 소크라테스의 말을 인용해 ‘인더스토리’ 시즌3의 8번째 강연 ‘하늘(空)’ 편을 시작했다. 물론 소크라테스가 살던 시기에는 인간이 하늘에서 땅을 관찰할 방법이 없었다. 아마도 소크라테스는 하늘을 본질로, 땅을 현상으로 상정해 본질로서 현상을 이해해야 한다는 철학적 깨달음을 은유한 것으로 풀이된다.

다만 이후 인류는 진일보한 과학기술로 하늘마저 정복해 발아래 두게 됐다. 이제 인류는 하늘을 여행과 물류운송을 위한 새로운 길임과 동시에 패권을 잡기 위한 전장으로 인식하고 있다. 지금 이 순간에도 항공 관련 산업은 발전을 거듭하고 있다.

몽골피에 형제가 발명한 열기구

열기구, 인류를 하늘에 올려놓다

인류는 공기를 뜨겁게 데우면 가벼워진다는 사실을 오래 전부터 인지하고 있었다. 실제로 삼국시대 촉한의 재상 제갈량은 가벼운 한지로 등을 만들고 그 안에 불을 넣어 등 안의 공기를 데워 공중으로 날리는 ‘풍등’을 사용해 아군에게 자신의 위험을 알렸다는 일화가 전해진다. 이에 따라 중국에서 풍등은 제갈량의 자(字)를 따 ‘공명등’이라 부르기도 한다.

풍등의 원리를 이용해 사람을 하늘로 올리는데 처음 성공한 것은 프랑스의 몽골피에 형제다. 기록에 따르면 몽골피에 형제는 1783년 6월 리옹에서 10.5m 되는 기낭에 짚을 태워 데운 공기를 가득 채워 넣고 약 300m의 고도까지 상승했다. 인류가 하늘을 정복하기 위한 첫발을 뗀 셈이다.

같은 해 프랑스의 발명가 자크 알렉상드르 세사르 샤를은 공기 대신 수소를 채운 기구를 고안해 냈다. 샤를은 몽골피에 형제의 열기구 실험이 성공하자 열흘 뒤 본인이 직접 기구를 타고 약 550m 높이까지 올라갔다. 인류 최초로 인간이 기구를 이용해 비행에 성공한 사례다.

앙리 지파르가 발명한 비행선.

‘기구 강국’으로 떠오른 프랑스는 공중에서 자유롭게 이동할 수 있는 방법을 찾기 시작했다. 기구는 바람의 방향에 따라 움직이기 때문에 이동수단으로 사용하기엔 한계가 있었던 탓이다. 1825년 앙리 지파르는 럭비공 모양의 기구에 동력원과 프로펠러를 설치한 세계 최초의 ‘비행선’을 고안했다. 초기 비행선은 강풍을 거스르지 못했지만 비행체를 사람 손으로 통제할 수 있다는 사실을 증명했단 점에서 의의가 크다.

비행선 아이디어는 즉각 유럽으로 퍼졌다. 프랑스와 경쟁관계이던 프로이센(독일)의 백작 그라프 체펠린은 독자적으로 비행선을 연구해 독일을 비행선 강국으로 만들었다. 독일은 1차 세계 대전에서 체펠린이 만든 비행선을 이용해 공중에서 폭탄을 뿌리는 ‘전략 폭격’ 개념을 최초로 도입했다.

다만 비행선을 이용한 전략 폭격은 투자한 자원에 비해 성과가 미약했다. 여기에 1937년 수소를 채운 호화 여객 비행선 ‘힌덴부르크 호’가 화재로 폭발하며 36명이 사망하는 대참사가 발생한다. 이 사건은 각종 미디어를 통해 생생히 중계됐고, 이를 계기로 전 세계 사람들은 비행선의 위험성을 깨닫게 됐다. 결국 힌덴부르크 호 추락사건 이후 비행선은 전투기의 기습 공격을 막기 위한 방패막이 정도로 사용됐다.

오빌 라이트와 윌버 라이트.

비행기의 시대를 연 라이트 형제

비행선이 하늘을 지배하고 있는 동안 장난감 가게를 운영하던 라이트 형제는 다른 아이디어를 떠올렸다. 장난감 글라이더를 크게 만들고 여기에 동력을 달면 훨씬 빠르고 안정적인 비행체를 만들 수 있을 것이란 생각이다.

라이트 형제는 노스캐롤라이나 주에 있던 작은 마을 키티 호크를 연구거점으로 삼아 3년 간 실험을 진행했다. 1903년 12월 17일 라이트 형제는 최초의 동력 비행기 플라이어 1호로 약 12초 동안 비행을 하는데 성공했다. 라이트 형제의 발명으로 인류는 풍력이나 수소 같은 기체의 도움을 받지 않고 오롯이 동력만으로 하늘을 날 수 있게 됐다.

하지만 라이트 형제는 최초의 동력 비행기 개발자로 인정받지 못하는 등 여러 수난을 겪었다. 명망 높은 천문학자였던 새뮤얼 랭글리는 교육 수준도 낮은 라이트 형제가 별 다른 지원도 받지 않고 자신보다 먼저 동력 비행기를 만들었다는 걸 인정하지 않았다. 랭글리 측은 라이트 형제가 아이디어를 무단 도용했다는 등 흑색선전을 벌였고 결국 라이트 형제는 미국을 떠나 유럽에서 비행기를 홍보해야만 했다.

프로펠러-기관총 동기화에 성공한 포커 단엽기.

이후 비행기의 인기는 점점 높아졌다. 브라질 출신의 비행가이자 발명가인 알베르토 산토스뒤몽 등이 동력 비행기를 이용한 공개 실험 등을 선보이자 대중의 관심이 고조됐다. 다만 어디까지나 당시 비행기는 ‘위험하고 비싼 취미’ 정도에 그쳤다.

비행기의 위상이 높아지기 시작한 것은 1차 세계대전부터다. 전쟁이 발발하면서 각국은 프로펠러 동력기를 이용해 적지를 정찰하고 이를 격추하기 위한 공중 전투기를 생산하기 시작했다. 문제는 공중전을 펼치려면 비행기에 기관총을 달아야 하는데, 조종사의 조종간 앞에 기관총을 둘 경우 자신의 프로펠러를 맞춰 비행기가 추락할 수 있었다. 이를 피하기 위해 날개에 기관총을 달면 명중률이 현격히 떨어졌다.

프랑스 비행기 제작사 ‘모레인 솔니에르’는 자신이 쏜 기관총 총알이 프로펠러를 망가뜨리지 못하도록 프로펠러 뒤편에 철판을 덧대는 방법을 고안해 냈지만 한계가 명확했다. 이 가운데 독일은 ‘포커 단엽기’를 개발하고 프로펠러와 기관총의 동기화에 성공한다. 프로펠러가 기관총구 앞에 없는 순간만 골라서 사격하는 것이 가능해지면서 사격 명중률은 급격히 향상됐고, 독일은 1차 세계대전 제공권을 완전히 장학할 수 있었다.

찰스 린드버그

비행기의 보편화와 제트기의 등장

1차 세계대전으로 비행기가 일상화하자 비행기를 운송수단으로 삼으려는 움직임이 일어나기 시작했다. 1918년 미국우정공사는 항공기를 이용한 ‘항공우편’을 도입하며 비행기를 이용해 편지나 물건을 조금씩 실어 나르기 시작했다.

1920~1930년대에는 항공 산업이 조금씩 싹트기 시작했다. 특히 1927년 찰스 린드버그가 미국 뉴욕에서 프랑스 파리까지 대서양 무착륙 단독비행에 성공했고, 1932년 어밀리아 에어하트도 여성 최초로 대서양 횡단에 성공하면서 장거리 비행에 대한 가능성을 열어줬다. 이즈음 네덜란드의 KLM 항공(1919년), 호주의 콴타스 항공(1920년), 미국의 델타항공(1925년)과 아메리칸 항공(1930년)이 생겨났다.

1939년 발발한 2차 세계대전부터 하늘은 본격적으로 전장에 편입됐다. 단순히 정찰기 간 신경전을 넘어서 대형 전략 폭격기가 상대 국가의 수도에 폭탄을 들이붓고 이를 격추하기 위한 전투기와 폭격기를 호위하기 위한 전투기 간 공중전이 치열하게 펼쳐졌다.

실전에 처음 투입된 전투기 ‘Me 262’.

각국도 성능 좋은 전투기 개발에 열을 올렸다. 독일은 메서슈미트를, 영국은 호커 허리케인과 스핏 파이어를 제작했다. 일본은 동체를 극도로 경량화한 전투기 제로센을 개발했다. 진주만을 습격하며 투입된 제로센은 연합군 전투기의 기동성을 압도했고 연합군은 제로센 쇼크에 빠지기도 했다.

항공 공학이 급속도로 발전하면서 프로펠러가 아닌 제트엔진으로 추진력을 얻는 제트기 개발도 시작됐다. 1937년 독일의 항공기 제조사 하인켈에서 일하던 한스 폰 오하인은 ‘He 178’이라는 세계 최초의 제트기를 개발하는데 성공했다. 1944년엔 메서슈미트 사의 제트 전투기 ‘Me 262’가 실전에 배치됐지만 연합군 측으로 기운 전쟁의 향배를 뒤돌리기엔 역부족이었다.

2차 세계대전이 끝나고 미국과 소련 양강은 제트기를 실전 배치할 정도로 우수한 과학기술을 보유한 독일의 과학자를 유치하는 경쟁을 벌였다. 미국은 ‘페이퍼클립’ 작전을 펼쳐 로켓의 아버지라 불리는 폰 브라운 등을 포함한 1600명의 독일 과학자를 데려왔다. 소련은 ‘오소아비아킴’ 작전을 수행해 약 2000명의 독일 과학자를 유치했고, 그 결과 세계 최초의 인공위성 ‘스푸트니크 1호’를 발사하는데 성공했다.

‘위대한 생각’은…

이데일리와 이데일리의 지식인 서포터스, 오피니언 리더들이 함께 만들어가는 경제 인문학 토크 콘서트입니다. 우리 시대 ‘지성인’(至成人·men of success)들이 남과 다른 위대한 생각을 발굴하고 제안해 성공에 이르도록 돕는 프로그램으로, 지난해 이데일리 창립 20주년을 맞아 기획했습니다. ‘위대한 생각’은 매주 수요일 오후 6시 이데일리TV에서도 만날 수 있습니다.

김무연 (nosmoke@edaily.co.kr)