비행기는 왜 나는가? 과학자도 모른다고 한다. 제임스 와트가 열역학을 배워서 증기기관을 만든게 아니고 라이트 형제가 유체역학을 배워서 비행기를 만든게 아니다. 해보니까 되네. 그런데 왜 되지? 그걸 설명하려고 과학자들이 열역학이니 유체역학이나 하며 머리를 쥐어짤 뿐이다.

    당신이 이 글을 이해한다면 인류 중에서 비행기가 나는 원리를 이해한 두 번째 사람이 될 수 있다. 유체역학은 비행의 본질과 관계가 없다. 라이트 형제가 베르누이 정리를 배운 것은 아니다. 파리도 날고, 벌도 날고, 화살도 날고, 헬기도 난다. 공은 왜 날아갈까? 로켓은 왜 날아갈까?

    아인슈타인의 등가원리를 배웠다면 모든 나는 것은 원리가 같다는 사실을 알게 된다. 비행기만 특별하다는 믿음은 잘못된 생각이다. 비행기의 특별한 점은 이륙과 착륙이다. 베르누이 정리는 날개 끝에서 발생하는 와류를 줄여서 비행기의 자세를 안정시키고 이륙과 착륙을 도와준다.

    달 착륙 음모론을 참고하자. 새턴 V 로켓에는 거대한 다단추진체가 달려 있다. 착륙선에는 뭣도 없다. 달의 중력은 지구 1/6이므로 1/6쯤 되는 로켓이 필요하지 않나? 착륙선과 모선을 합쳐 30톤인데 그중 일부를 지구 귀환 과정에 역추진 연료로 쓰므로 달에서 지구까지는 그냥 온다.

    아폴로 우주선 무게는 3천 톤이다. 왜 6분의 1이 아니고 백분의 1이지? 음모론이 나올 만하다. 인간들은 뭔가 크게 착각하고 있다. 화살, 로켓, 돌멩이, 비행기는 원리가 같다는 게 아인슈타인의 등가원리다. 비행기는 이착륙이 다를 뿐 돌멩이와 같다. 비행기는 다르다고 믿는게 이상하다.

    옛날 프로야구 해설자들만 믿는 종속이론과 같다. 초속이 같으면 종속도 같다는게 과학이다. 비행기가 나는 원리에 대한 오류는 종속이론과 같다. 비행기가 나는 원리를 모르므로 공이 날아가는 원리도 모른다. 공은 백 미터도 날아가는데 휴지뭉치는 왜 날아가지 않을까를 물어야 한다.

    진실을 말하자. 비행기가 나는 이유는 중력 때문이다. 총알은 4킬로 이상 날아간다. 탄두가 무겁기 때문이다. 총알 대신 솜 뭉치를 발사하면? 솜은 가벼워서 날지 못한다. 총알은 질량의 관성에 의지하여 날아간다. 총알의 무게는 지구에서 왔다. 비행의 방해자는 공기저항 하나뿐이다.

    순항미사일은 날개가 쥐똥만 한 데 날개의 형태가 비행기와 다르지만 베르누이 정리를 무시하고 잘만 날아간다. 비행기의 커다란 날개는 이륙과 착륙에나 쓰일 뿐 비행의 본질과는 무관하다. 비행은 속도를 유지하는게 중요하다. 실속하면 추락하고 실속하지 않으면 어떻게든 날아간다.

    중요한 것은 자동차도 난다는 점이다. 자동차가 450킬로 이상의 속력을 내지 못하는 이유는 날리기 때문이다. 날리면 바퀴가 헛돈다. 기차도 난다. KTX가 속도를 더 내지 못하는 이유는 공중에 뜨기 때문이다. 힘은 충분한데 뜨면 바퀴가 헛돌아서 마찰력을 이용할 수 없게 되는 것이다.

    스케이팅은 얼음 위를 날고 스키점프는 눈 위를 난다. 스케이팅이 얼음 위를 미끄러지나 비행기가 공기 사이를 미끄러지나 원리가 같다. 속도만 붙으면 나는데 날개의 유체역학은 멋지게 이륙하는 데 쓰인다. 이륙은 날개의 받음각을 이용하므로 헬기나, 제트기나, 벌이나 원리가 같다.

    인간의 착각이 문제의 본질이다. 여기서 착각은 그렇다면 중력은 어디로 갔느냐고 묻는 것이다. 중력은 비행기의 이륙중량에 이미 반영되어 있다. 돌멩이를 실에 묶어서 돌려보자. 원심력으로 난다. 휴지를 실에 묶어 돌려보자. 날지 않는다. 적당히 무거워야 공기저항을 이기고 난다.

    공기의 마찰저항 때문에 속도가 줄어서 추락하게 되므로 속도를 유지하려면 프로펠러를 돌려야 하는데 제트기는 아예 공기가 희박한 고공으로 날아가므로 속도가 빠르다. 결국 문제는 공기저항인 것이다. 공기저항이 없다면 지구로 귀환하는 달착륙 우주선처럼 적은 연료로 쉽게 온다.

    비행의 본질은 중력으로 질량을 발생시키고, 질량을 가속도로 바꾸어 추력을 발생시키며, 추력이 중력을 이기면 계속 날아서 지구 밖으로 나가버리며 어중간하면 지구 주변을 인공위성처럼 계속 돌게 되고 실속하면 추락하는 것이다. 베르누이의 유체역학은 보조적 수단에 불과하다.

    궁극적인 본질은 왜 중력이 추력으로 바뀌는가다. 이 부분을 논하면 양자역학까지 가야 하는데 쉽게 말하면 파동의 보강간섭 때문이다. 에너지는 두 방향으로 가지 않는다. 팽이를 돌려보면 된다. 세차운동을 하는 우주팽이는 왜 45도로 비스듬히 기울어져도 쓰러지지 않고 계속 돌지?

    우주팽이는 중력을 무시하는 듯이 보인다. 비행기가 추력을 얻으면 중력을 무시한다. 비행기뿐만 아니라 모든 물체도 같다. 굴러가는 돌은 왜 계속 굴러가지? 중력에 의해 멈추어야 하는데? 마찰저항이 없으면 돌은 영원히 굴러간다. 왜 중력은 구르는 돌을 멈춰 세우지 않는 것일까?

    이쯤 되면 눈치챘을 것이다. 비행기가 날거나 돌이 구르거나 등가원리로 보면 같다. 중력은 날아가는 비행기를 세우지 않고 구르는 돌을 세우지 않는다. 돌아가는 팽이는 계속 돈다. 중력은 왜 도는 팽이를 세우지 않는가? 팽이가 속도를 잃으면 쓰러지고 비행기가 실속하면 추락한다.

    유체역학은 필요 없다. 팽이나 비행기나 같다는 게 등가원리다. 걸어가는 사람도 같다. 왜 쓰러지지 않고 계속 걸어가지? 물에 떠내려가는 통나무는 지구 중력이 당기는데도 왜 멈추지 않고 계속 떠내려가지? 이쯤 되면 인간이 전혀 뇌를 사용하여 생각하지 않고 있다는 사실을 들킨다.

    중력은 추력에 반영되어 있는데 이중으로 계산하려는 욕심이 문제의 본질이다. 오백 톤짜리 여객기가 난다면 중력은 추력에 반영되어 있는데 추가로 초당, 혹은 1/10초당, 혹은 알 수 없는 시간당 오백 톤을 공중에 띄우는 힘이 계속 필요하다고 믿는다. 이미 공중에 떴는데 또 띄운다고?
   

    순항미사일은 이착륙이 필요 없으므로 날개가 작고 비행기 날개와 다르다.