생체모방공학의 실제

잠자리의 첨단 비행술

여름철 수초들이 가득 자란 물가를 날아다니는 왕잠자리나, 가을철 푸른 하늘을 자유자재로 날아다니는 고추잠자리 떼를 바라보고 있노라면 그들의 비행술에 저절로 탄성이 나온다. 일평생 잠자리의 비행을 연구한 한 과학자는 잠자리는 만능의 비행술을 가지고 있다고 하였다. 오늘날 군사목적이나 화재방제 등에 유용하게 사용되고 있는 헬리콥터라는 항공기는 이 잠자리를 흉내 내어 개발된 것이다. 등에 달린 대형 모터와 기다란 동체, 커다란 머리(조종석)는 말 그대로 잠자리비행기이다. 특히 잠자리가 먹이를 잡아 다리를 움켜쥐고 비행하는 모습과 헬리콥터가 짐을 끌어안고 나는 모습은 너무 닮았다. 그러기에 옛날에는 헬리콥터를 잠자리비행기라고 불렀다. 하늘을 나는 헬리콥터 비행기를 만드는 일은 결코 쉬운 일이 아니다.

지난 해 8월 우리나라에서도 역사 이래 처음으로 한국형 기동 헬기 ‘수리온’ 개발에 성공하였다. 현재 우리가 사용하고 있는 헬리콥터는 다  해외에서 직구매 하거나 기술을 도입하여 조립 생산한 것들이다. 그만큼 헬리콥터를 만드는 기술은 최첨단 기술인 것이다. 우리나라도 자체 개발하기 위하여 2006년 6월 개발에 착수한지 38개월 만에 세계에서 11번째로 헬기 개발한 국가가 되었다. 개발비가 무려 1조 3천 억 원이 투입되었다. 수리온 헬기는 첨단 기능을 갖추었는데 우선 분당 150m 이상 속도로 수직 상승이 가능하며,  정지 비행이 가능하다. 장거리 정찰 감시 능력도 탁월하며 어떤 방향으로도 움직일 수 있으며, 공중에 그대로 떠 있을 수도 있다. 이것은 재래식의 날개가 고정되어 있는 고정익 항공기에 대비되어 회전익 항공기라고 불리기도 한다.

헬리콥터는 활주로 없이 이착륙할 수 있으며, 고정익 항공기가 접근할 수 없는 비좁은 지역에도 내리거나 이륙할 수 있다. 정글의 개활지, 군함의 갑판, 평평한 옥상 등에도 착륙할 수 있다. 또한 공중에 정지할 수 있기 때문에 실제 착륙을 하지 않고 짐이나 사람을 부리거나 태울 수 있다. 헬리콥터는 다른 비행기가 접근할 수 없는 지역에 병력을 이동할 때 널리 사용되었다. 또한 구조 및 의료 목적으로도 이용되고 육상이나 해상에서의 정찰·탐색·통신 등에도 사용된다. 특히 6·25전쟁 때 널리 이용되었는데 전선에서 부상당한 수천 명의 부상병을 실어 날랐다. 또한 상업적인 용도로도 널리 쓰인다. 도심에서 시 외곽에 있는 공항까지의 수송, 미개발지역이나 접근이 어려운 지역으로의 수송, 농약뿌리기, 관측, 탐사 등에도 이용된다. 홍수나 지진 등 민방위활동에도 헬리콥터가 널리 이용된다.

헬리콥터는 비행사상 제일 먼저 떠오른 아이디어였다. 오랫동안 레오나르도 다빈치가 헬리콥터의 아이디어를 제일 먼저 제의했다고 알려져 왔으나, 그보다 더 이전에 중국인이나 르네상스 시기의 유럽인들이 이 아이디어를 내놓은 것으로 알려졌다. 1900년 이전에는 헬리콥터가 별로 빛을 보지 못했는데 헬리콥터 자체의 무게와 약간의 화물을 지상에서 수직으로 들어 올릴 수 있는 강력한 엔진이 발명되지 못했기 때문이다. 1907년 폴 코르뉘가 만든 유인 헬리콥터가 수직 이륙에 성공했다. 그러나 1930년에야 완전한 수직 및 전진 비행이 가능해졌다.

곤충은 지구상에서 최초로 하늘을 지배한 생물이다. 곤충 중에서 가장 교묘하게 비행하는 게 잠자리이다. 잠자리는 전진 후퇴가 자유롭고 공중에서 정지했다가 갑자기 시속 50km의 속도를 낼 수 있다. 4륜구동의 놀라운 기동성을 발휘하는 것이다. 흉부에 있는 아포템이라는 탄력성이 뛰어난 단백질은 큰 날개를 1초에 25-30회 저을 만큼의 힘을 뒷받침 한다. 잠자리가 모기를 잡아먹을 수 있는 것은 뛰어난 비행술 덕분이다. 잠자리는 자기 몸무게의 20배에 해당하는 순간  가속(20g/g는  중력가속도)이 가능하다. 최신예 전투기의 순간 가속력이 9g임에 비하면 엄청난  가속력이다. 또 전진후퇴가 자유롭고 공중에서 정지비행이 가능하다. 인간이 만든 헬리콥터는 종종 고장이 나서 사고를 낼 때가 많다. 그러나 잠자리는 이륙할 때나 비행할 때나 착륙할 때 고장이 난다거나 사고를 내는 경우가 없다. 그야말로 완벽한 비행체이기 때문이다. 그렇다면 헬리콥터의 원본인 잠자리는 어떻게 그렇게 완벽한 비행을 하는 것일까? 그것은 잠자리는 창조주 하나님이 비행에 적합하게 만들었으며 또한 완벽한 비행을 하도록 만들었기 때문이다. 결론적으로 잠자리는 창조주 하나님이 만든 살아 있는 최첨단 소형 비행기인 셈이다.

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