『하늘의 과학』을 시작하며 6
1부 민항기 조종석에서 바라본 하늘 길 10
1장 KE073 편 관숙 비행(북태평양 항공로 12
2장 KE074 편 관숙 비행(북극 항공로 58
2부 항공기, 이륙에서 착륙까지 96
3장 이륙과 상승 비행 98
4장 순항 비행과 뉴턴의 운동 제2법칙 146
5장 선회 비행과 하중 계수 180
6장 강하 비행과 착륙 212
3부 비행의 성패를 좌우하는 과학 원리들 258
7장 항공기 안정성과 무게 중심 260
8장 항공기 크기와 기하학 290
9장 항공기 소음과 로그 함수 302
10장 측풍 착륙과 벡터 324
4부 발전하는 항공기 속 첨단 과학 348
11장 착륙 장치와 삼각 함수 350
12장 자동 조종 장치와 선형 대수 378
13장 관성 기준 시스템과 미적분 410
14장 항공기 투발 핵무기와 확률 450
5부. 항공 과학, 하늘을 넘어 우주로 494
15장. 우주 개발과 로켓 추진 원리 496
16장. 인공 위성과 원추 곡선 514
17장. 태양계와 각운동량 보존 법칙 540
18장. 우주 탐사와 우주 생명체 교신 564
참고 문헌 592
도판 저작권 596
찾아보기 599
항공 우주 과학을 이끌어 갈 미래 인재를 위해
장조원 교수는 독자들이 첨단 과학의 산물인 비행기의 매력에 흠뻑 빠지고 비행기를 매개로 수학과 물리학에서 즐거움을 찾기를 바라며 『하늘의 과학』을 집필했다. 어린 시절 자신이 장난감 조립 비행기를 분해하고 조립하고 망가뜨리면서 꿈을 키웠던 것처럼, 그는 『하늘의 과학』이 미래에 항공 우주 과학을 이끌어 갈 인재들에게 영감을 선사하기를 바라고 있다.
『하늘의 과학』에서는 중ㆍ고등학교 교과 과정에 포함된 수학과 물리학이 항공 우주 분야에 어떻게 응용되는지를 다뤘다. 어떤 함수들이 어떻게 적용되는지, 비교적 최근 학문적 진전을 보인 확률 이론을 어떻게 활용하고 있는지, 그리고 미분과 적분을 비롯해 벡터와 행렬, 로그 함수, 삼각 함수 등이 비행기에 응용된 사례를 다룬다. 특히 수학과 물리학이 항공 우주 과학, 또는 비행 현상과 어떻게 연관되는지 교과서에는 수록되어 있지 않은 내용도 다뤘다.
-본문에서
올해 4월, NASA의 우주 헬기 ‘인저뉴어티’가 화성에서 동력 비행을 했다. 대기 밀도가 지구의 1퍼센트에 불가하고 중력이 지구의 3분의 1인 화성에서 동력 비행에 성공한 것은 117년 전 라이트 형제의 비행에 버금가는 사건이라 평가받는다. 코로나 19로 항공 산업이 어느 때보다 어려움을 겪고 있는 현 상황도 비행을 향한 인류의 꿈을 꺾지는 못했던 것이다. 117년 전 비행을 꿈꾼 라이트 형제처럼, 인류의 염원을 싣고 화성에서 날아오른 인저뉴어티처럼 하늘을 향한 꿈을 『하늘의 과학』을 읽으며 키워 보는 것은 어떨까? 우리의 상상력이 경계가 없는 하늘을 향해 끊임없이 뻗어 나갈 것이다. 1922년 한반도 최초의 비행기가 경성 하늘을 난 지 근 100년이 지나 이제 본격적으로 하늘에 진출하고 달 탐사까지 꿈꾸는 지금의 대한민국에서, 『하늘의 과학』이 하늘을 나는 비밀을 이해하고 싶은 모든 이를 위한 출발점이 되기를 바란다.
