중세 르네상스시대를 대표하는 예술가이자 과학자, 수학자, 철학자 등 다양한 분야에 재능을 가지고 있던 다빈치의 헬리콥터는 그 당시 시대 사람으로서는 상상하기 힘든 창의적인 아이디어로 하늘을 날아다니는 방법을 고안하였습니다.
다빈치, 그는 누구인가?
레오나르도 다빈치 (1452~1519)
다빈치는 우리에게는 미술가로 잘 알려져 있습니다. 대표작으로 '모나리자', '최후의 만찬' 등을 그린 천재적인 화가입니다. 하지만, 그는 사실 이탈리아 르네상스시대를 대표하는 석학으로서 미술 외에 수학, 발명, 건축에도 두각을 나타냈습니다.
심지어 동물과 사람을 해부하며 의학분야에도 관심을 가졌고, 음악, 지질학 등 상상하지 못한 분야까지 재능을 드러냈습니다.
이러한 천재성에 힘입어 그는 수많은 발명품들을 만들어냈습니다. 사실 당시 기술로는 구현할 수 없어 아이디어에 그친 경우도 많았지만, 15세기의 인물로서 하기 힘들정도의 아이디어를 여럿 만들어냈습니다.
그는 헬리콥터, 낙하산, 굴삭기 등 다양한 발명에 기여하였습니다. 오늘은 그 중 헬리콥터에 대해서 알아보려고 합니다.
다빈치 헬리콥터의 기원
다빈치는 물을 퍼올리는 나선형 드릴을 보면서 나선형의 회전을 특정방향으로 물체를 전진시킨다고 생각했습니다.
이 방법을 공기에 접목시켜 나선형의 회전을 이용해서 물체를 공중으로 쏘아 올릴 수 없을까 상상하였습니다.
다빈치는 항상 하늘을 날고싶어 했으며 새를 동경하는 사람 중 한명이었습니다. 그는 단지 동경에 그치지 않고 끊임없이 하늘을 나는 방법에 대해서 생각했습니다. 그러던 중 고안해 낸 것이 바로 위 그림과 같은 나선형 헬리콥터입니다.
다빈치 헬리콥터의 원리
나선형 프로펠러는 린넨재질 돗에 전분을 발라 공기구멍을 막고 강화하여 사용하였습니다.
가운데 플랫폼에 성인 남성 4명이 올라타서 손잡이를 잡고 달리면서 링을 돌리면
돛의 가장자리에 연결된 로프 혹은 와이어가 회전하는 링에 연결되어 있어 동력을 받았습니다.
▶ 나사 형태의 기계가 충분한 속도로 회전한다면 비행이 가능할 것이라고 생각했습니다.
▶ 나선형의 돛이 돌아가면서 드릴처럼 공기 중을 뚫을 것이라고 생각했습니다.
▶ 성인남성 4명이 레버를 돌려서 동력 생산하려 했습니다.
다빈치 헬리콥터의 한계
당시에는 기술이 발전하지 않아 모터가 존재하지 않았습니다.
따라서 반드시 인간의 힘을 이용하여 동력을 얻어야 했습니다.
또한 제작을 위한 재료로 나무외에는 사용할 수 있는 가벼운 물질이 없었습니다.
▶ 헬리콥터의 무게와 성인 4명의 무게를 감당할만한 양력을 생성할 수 없습니다. [ 모터의 부재 ]
▶ 날개의 회전에 의한 반작용이 기체를 반대로 회전시킵니다. [ 현대의 테일로터 ]
▶ 전후좌우로 움직이는 추력을 얻을 수 없습니다. [ 고정형 날개 ]
다빈치 헬리콥터 개선점
블레이드 회전의 반작용에 대한 대비책으로 테일로터와 같이 기체의 회전을 막는 대책이 필요합니다. 인간이 직접 손잡이를 돌리지 않고 전기모터를 사용시 플랫폼무게와 인간의 무게를 줄일 수 있습니다.
추력발생을 위해 날개를 기울일 수 있는 방법을 고안하여야 합니다.
나무나 천이 아니라 현대의 복합재료를 이용할 시 큰 폭의 중량감소가 가능해집니다.
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