항공우주의 역사 (2) - 기구와 비행선의 발전사

아직 기술이 발달되지 못한 채 낮은 수준에 머물러 있었기에 양력을 이용한 비행법을 실현하지 못하고 있었는데, 이때 부력을 이용하여 하늘을 나는 방법이 제시되며 기구가 발명되었습니다. 당시 최초로 이 기구를 하늘에 띄우는 데 성공한 사람은 몽골피에라는 프랑스 제지 업자 형제입니다. 이들은 불을 때었을 때 피어오르는 연기가 위쪽으로 상승하는 것을 보고 그에 착안하여 기구를 만들었습니다. 당시 그들이 만든 열기구는 종이와 천을 붙여 지름 10m 정도의 크기였습니다. 그들은 1783년 6월경 열기구를 약 1,800m 상공까지 상승시킬 수 있었으며, 불에서 피어오르는 연기로부터 아이디어를 얻었던 만큼 불을 때워 생성되는 가열된 공기를 열기구에 넣어서 비행을 성공시킬 수 있었습니다. 몽골피에 형제는 그로부터 5개월 후인 11월 즈음에 그들이 만든 기구에 성인 남자 두 명을 태워서 볼로뉴 삼림을 시작점 삼아 이륙하였고, 그 후 약 25분간 파리의 상공을 900m가량의 높이를 유지해가며 8km를 비행하는 데 성공했습니다. 이 성공을 위해 몽골피에 형제는 열기구에 불을 땔 수 있는 화통을 매달아 이동하며, 중간중간 열 공기가 부족하다고 느껴질 때마다 짚단을 태워가며 비행을 유지했습니다. 이 형제의 시도는 부력을 이용한 비행의 가능성을 크게 보여준 실험이 되었고, 이는 추후 공기보다 가벼운 헬륨가스나 수소 등과 같은 기체를 이용해 부력을 발생시켜 열공기를 대체할 수 있는 비행선의 개발로 이어지게 되었습니다.

 

앞서 개발된 열기구의 경우에는 비록 상공에 띄워 날아다닐 수는 있으나, 추가적인 동력장치 없이 부력을 이용하는 기구였기에 바람에 따라 움직일 수밖에 없어 어느 정도 비행의 제약이 생기기 마련이었습니다. 그래서 단순 부력만을 이용하는 열기구를 벗어나서 여기에 동력을 사용해 추진시킬 수 있도록 프로펠러를 장착해 개발한 것이 비행선입니다. 이 비행선은 1852년 앙리 지파드라는 프랑스인에 의해 고안되었으며, 그는 증기기관 및 프로펠러를 유선형의 형태를 띤 기구에 장착하여 시속 10km의 속도를 유지하며 총 27km의 비행에 성공하였습니다.

 

그 이후 가솔린 기반의 엔진 동력을 비행선에 장착하고 개발함으로써, 보다 획기적인 발전을 가져온 대표적인 인물로 상뚜스 듀몽이 있습니다. 그는 총 14개에 달하는 비행선을 제작하였습니다. 또한 동력엔진을 통해 비행선을 원하는 방향으로 운전할 수 있었기에 1901년에는 파리의 에펠탑을 성공적으로 선회할 수 있었습니다.

 

비슷한 시기에 독일의 발명가인 페르디난트 폰 제플린은 판금 골조를 사용해 선체를 만든 후 그 안에 에어백 형태의 공기 자루를 여러 개 채워 넣는 형태의 비행선을 만들었습니다. 해당 비행선은 제1차 세계대전중 독일이 영국의 런던을 공격할 때 이용되기도 하였지만, 추후 개발된 비행기가 나날이 발달해가면서 효용가치를 완벽히 잃게 되었습니다.

 

위와 같이 개발된 다양한 형태의 비행선들은 제1차 세계대전이 종료된 이후에도 대양 횡단을 위한 교통수단 중 하나로 사용되곤 하였으나, 문제가 없었던 것은 아녔습니다. 부력을 발생시키기 위해 비행선 내부에 넣은 공기 자루에서 수소가 밖으로 새어 나올 때 정전기 방전 현상이 일어나게 되고, 이때 주변의 수소와 공기 혼합 기체가 인화되어 큰 폭발화재로 이어지는 사고가 종종 발생하기도 하였습니다.

 

당시 비행선의 크기는 점점 더 커지는 추세였고, 대표적으로 힌덴부르크호가 있었습니다. 힌덴부르크호는 대형 구조물로, 244m가량의 선체 길이와, 41m의 직경을 가졌고, 60톤의 화물적재량을 가진 비행선이었습니다. 해당 비행선은 크기가 큰만큼 사고가 발생한다면 그 결과가 더욱 참혹할 수밖에 없었습니다. 하지만 결국 1937년 5월 6일 오후 7시경, 대서양을 횡단한 후 미국 뉴저지주의 레이크허스트 공항에 착륙한 순간 대폭발을 일으켜 승객 중 35명이 사망하게 되는 대참사가 일어나게 되었습니다. 당시 활발하게 진행되었던 비행선의 시대는 힌덴부르크호의 참혹했던 사고가 결정적인 계기가 되어 결국 끝을 맞이하게 되었습니다.

 

비록 큰 사고로 인하여 비행선의 시대는 마무리되었지만, 이 비행선이 완전히 사라진 것은 아니기에 현재도 간혹 하늘 위를 떠다니는 비행선을 볼 수 있습니다. 비행선은 짧게는 일주일에서 길게는 몇 달 단위의 체공 시간을 가지고 있다는 장점을 가지고 있으며, 그러한 이유로 현대시대에는 광고 혹은 장시간 공중 관측 등의 용도에 비행선이 사용되곤 합니다. 다만 폭발의 위험이 있는 수소는 사용하지 않으며, 대체제로 불활성 기체인 헬륨을 사용합니다. 또한 비행선의 크기도 가능한 소형으로 무인으로 운행하거나, 최대 열 명 이내의 사람이 탈 수 있는 정도로 유지합니다. 그 외 열기구의 경우에는 현대 기술의 발달로 인해 직접 짚단을 태우지 않아도 뜨거운 공기를 내뿜어 열기구의 부력을 유지시켜주는 버너가 작은 크기로 개발되었기 때문에 다양한 스포츠 목적으로 널리 사용되고 있습니다.