정의
비행기(飛行機, 영어: airplane)는 동력으로 날개와 그에 의해 발생하는 양력을 이용해 인공적으로 하늘을 나는 능력을 가진 항공기를 말한다. 한국민족문화대백과사전에 따르면, 비행기는 "공기의 작용에 의해 지상으로부터 높이 떠서 대기권을 비행하는 기계"로 정의된다.
분류
비행기는 크게 공기보다 가벼운 경비행기(輕飛行機)와 공기보다 무거운 중비행기(重飛行機)로 분류된다. 경비행기는 수소나 헬륨처럼 공기보다 가벼운 기체를 주머니에 넣어 정역학적 부력을 이용하는 것으로, 기구와 비행선이 이에 속한다. 중비행기는 동역학적 부력을 이용한 것으로, 일반 소형비행기, 민간 상용 비행기, 군용기, 글라이더 등의 고정날개 비행기와 헬리콥터, 오토자이로 등의 회전날개 비행기가 있다.
동력 비행의 기원
동력 비행기의 모든 조건을 최초로 충족시킨 것으로 널리 알려진 것은 1903년 12월 17일 미국의 라이트 형제가 비행시킨 플라이어(Flyer) 1호다. 한국민족문화대백과사전에 따르면, 라이트 형제는 가솔린 엔진을 장비한 복엽기로 최초의 비행에서 약 12초 동안 36m를 비행하는 데 성공했다. 다만 일부 주장에 따르면 프랑스의 클레망 아데가 1890년 증기기관을 이용한 비행 시도를 했으며, 이에 대해 프랑스 측은 이를 최초의 동력 비행으로 주장하기도 한다. 이러한 주장 간의 차이에 대해서는 정확한 정설이 확립되지 않았다.
작동 원리
비행기의 비행 원리는 날개 주위를 흐르는 공기의 압력 차이에 기반한다. 날개 위쪽을 지나는 공기의 속도가 아래쪽을 지나는 공기의 속도보다 빨라지면서, 베르누이의 정리에 따라 날개 윗면에는 부압이, 아랫면에는 정압이 발생하여 결과적으로 위로 향하는 양력이 생긴다. 다만 베르누이의 정리만으로 양력 발생 원리를 완전히 규명할 수는 없으며, 받음각과 공기 흐름의 편향 등 복합적인 요소가 작용한다는 것이 학계의 일반적 견해다. 양력이 비행기 전체의 무게와 균형을 이루면 비행기는 일정한 속도로 수평 비행을 유지할 수 있다. 엔진으로는 프로펠러 엔진, 제트 엔진, 로켓 엔진 등이 사용된다.
주요 구성 요소
비행기의 주요 구성 요소로는 양력을 발생시키는 날개, 기체의 균형을 잡아주는 꼬리날개(수평꼬리날개와 수직꼬리날개), 조종석과 객실 및 화물실을 포함한 동체, 그리고 지상에서 기체를 지탱하는 랜딩기어 등이 있다. 조종을 위한 장치로는 승강키, 방향키, 보조날개(에일러론)가 있으며, 이륙과 착륙 시 양력을 증가시키기 위한 플랩도 장착된다. 동체는 고공 비행 시 여압 장치를 통해 기내 압력을 유지하며, 기체 재료로는 가볍고 견고한 알루미늄 합금 등이 주로 사용된다.
종류와 용도
비행기는 용도에 따라 여객기, 화물기, 전투기, 무인기, 방제기 등으로 구분된다. 세계적인 여객기 제작사로는 에어버스와 보잉이 있다. 또한 비행기의 비행 속도는 기종에 따라 차이가 있으며, 평균 순항 속도는 대략 시속 800km에서 1,000km 수준으로 알려져 있다.
한국의 비행 역사
한국에서 현대적 의미의 최초 비행은 1913년 용산 연병장에서 일본 해군 소속 조종사에 의해 이루어졌다. 한국인 최초의 비행면허 취득자는 1921년 안창남이며, 그는 1922년 12월 여의도 비행장에서 금강호(金剛號)라는 이름의 복엽기로 모국 방문 비행을 실시했다. 광복 이후 한국은 1949년 9월 미군으로부터 최초의 군용 항공기를 인수했으며, 1962년 대한항공의 설립을 계기로 민간 항공이 본격적으로 발전하였다. 1980년대 이후에는 국산 전투기의 생산이 이루어지기도 했다.
세계 비행 기술의 발전
1947년 10월 미국의 척 예거가 로켓 엔진 비행기 벨 X-1로 음속 돌파에 성공했으며, 1960년대에는 음속의 3배를 넘는 초음속 정찰기가 등장하였다. 이후 1969년 아폴로 11호의 달 착륙과 1981년 우주왕복선 콜럼비아호의 발사 성공으로 항공기술은 항공우주 분야로 확장되었다.
