머리말 비행기를 날게 하는 힘은 무엇인가 4
Chapter 1 비행기의 모양은 어떻게 결정하는가
: 비행기의 형태
비행기가 날기 위해 필요한 요소 14
다양한 비행기의 형태 17
라이트 형제 이전의 비행기 20
인류 최초의 유인 동력 비행에 성공한 이유 23
오늘날 비행기 형태의 탄생 27
제1차 세계대전을 거치며 실용화된 비행기 30
황금시대를 거치며 한 단계 더 발전한 비행기 35
한계에 도달한 프로펠러 비행기의 성능 40
초음속 비행에 도전한 비행기의 진화 43
비행 원리를 알면 보이는 비행기의 목적 46
Chapter 2 비행기는 어떻게 날 수 있는가
: 비행기의 비행 원리
비행기가 뜨기 위해 필요한 힘 50
양력의 크기를 결정하는 요소 51
무거운 비행기가 떠오르는 원리 55
비행기의 성능을 결정하는 익형 58
날개 표면에서 일어나는 일들 62
이착륙에 필요한 고양력 장치 66
주날개 평면형의 결정 70
비행기가 움직이면 발생하는 공기 저항 76
추력이 없으면 날 수 없는 비행기 82
기체 무게의 일부로 비행하는 글라이더 84
주날개가 제대로 작용하려면 필요한 것들 87
Chapter 3 비행기는 어떻게 안정된 자세를 유지하는가
: 비행기의 비행 자세
비행 자세를 이해하기 위한 세 가지 방향과 축 90
모형 비행기로 알아보는 비행기의 운동 92
작용점과 균형 잡기 96
승강키로 잡는 피칭 균형 100
요잉과 롤링 균형 104
방향키만으로 바꿀 수 없는 비행기 방향 107
언제라도 깨질 수 있는 비행기의 균형 110
수평꼬리날개와 수직꼬리날개의 고유 안정성 111
상반각으로 얻는 롤링 안정 114
주날개 위치에 따른 롤링 안정 효과 120
후퇴각에 존재하는 롤링 안정 효과 124
더치롤이 발생하는 이유 128
안정적으로 모형 비행기 날리기 130
Chapter 4 비행기는 어떻게 조종하는가
: 비행기의 조종법
조종사가 활용하는 비행기
비행 원리를 알면 모든 항공기의 움직임이 이해된다!
글라이더 / 제트 전투기 / 곡예비행기
라이트 형제가 세계 최초로 사람을 태운 동력 비행에 성공한 이후로 백여 년이 흘렀다. 그동안 비행기는 공기 저항을 줄이는 착륙 장치와 주날개를 뒤로 젖히는 방식으로 훨씬 빨라졌고, 기체의 꼬리에 날개를 더해 안정성까지 높아졌다. 한 사람만 태울 수 있던 비행기는 이제 오백 명이 넘는 사람들을 태우고 더 멀리 더 빠르게 이동한다.
이렇게 비행기의 형태와 성능은 발전하고 다양해졌지만, 움직이고 날아오르는 과학적 원리는 모두 동일하다. 프로펠러로 힘을 내는 비행기나 제트 엔진을 달고 나는 비행기, 속도가 마하 2를 넘는 제트 전투기와 상공에서 위험천만하게 회전하는 곡예비행기도 마찬가지다. 따라서 글라이더의 비행 원리를 알면, 여객기부터 곡예비행기까지 모든 비행기가 움직이는 힘과 날아오르는 힘을 이해할 수 있다.
이 책에서는 처음 접하는 단어도, 실험으로 이해하도록 돕는다. 비행기를 떠오르게 하는 힘인 ‘양력’도 간단한 실험을 통해 설명한다. 도화지 한 장을 손가락 두 개로 들어 올리고 입으로 바람을 불어보자. 바람 방향과 종이 면이 평행하면 종이는 거의 휘지 않는다. 하지만 종이를 바람이 불어오는 방향에 맞서 올리면, 손가락으로 잡고 있지 않은 부분이 위로 휘어진다. 손가락으로 잡은 부분에서도 위로 향하는 힘을 느낄 수 있는데, 그 힘이 바로 ‘양력’이다.
《비행기 역학 교과서》는 항공 역학을 쉽게 설명하면서 내용도 깊이 있게 담았다. 엔진으로 ‘동력’을 얻어 앞으로 나아가는 ‘추력’을 가지고 ‘항력’을 거슬러 나아가는 기본 원리는 물론이고, 원을 그리며 비행하다 곧바로 균형을 잡는 원리까지 살펴본다. 비행기의 형태나 날아오르는 원리가 궁금했지만 복잡한 수식과 이론 때문에 매번 포기했다면, 이 책이 ‘항공 역학’을 머릿속에 명확하게 떠오르게 해줄 것이다.
