한국창조과학회 홍기범 광주전남지부장

사이언스 데일리(Science Daily)는, 2007년 4월 26일에 “칼새(swift)의 날개변형(wing morphing)”을 조사한 Nature지의 커버스토리를 요약하여 발표하였다. 날개변형(wing morphing)은 비행(飛行) 중에 날개 모양을 변형할 수 있는 능력을 말한다.

그 내용을 살펴보기로 하자.

칼새는 날면서 자고, 자면서 난다. 또한 칼새들은 좁은 공간에서 방향 전환을 하기 위해 날개 모양을 바꾼다. 독일과 스웨덴의 과학자들은 날개 모양이 다를 때, 양력(揚力; lift)과 항력(抗力; drag)이 얼마나 달라지는가를 측정하기 위해 풍동(風洞; wind tunnel) 실험을 하였다.

풍동은, [두산백과에서 인용] “공기가 흐르는 현상이나 공기의 흐름이 물체에 미치는 힘 또는 흐름 속에 있는 물체의 운동 등을 조사하기 위해 인공적으로 공기가 흐르도록 만든 장치이다. 항공기용의 경우, 실물과 비슷한 모형이나 실물을 이용하여 비행기가 받는 공기력 · 모멘트 등을 실험적으로 측정한다. 보통의 풍동에서는 기류를 순환시켜서 연속적인 흐름을 만드는데, 기류를 어떻게 순환시키는가에 따라 폐회로식(閉回路式)과 개방로식(開放路式)으로 분류하고, 또 측정부의 측정방법에 따라 폐쇄식과 개방식으로 나눈다.”

양력은, 날개를 위로 밀어 올리는 힘이며, 항력은 진행방향과 반대방향으로 날개에 작용하는 힘이다. 추력은 날개에 진행방향으로 작용하는 힘이다.

측정 결과, 후퇴익(後退翼; swept back wing)이 고속 회전에 유리하고 파손을 방지하는 효과를 발견하였다. 칼새는 지속적으로 날개 모양을 변화함으로써 3~4배의 비행 효율을 얻는다. 날개의 모양을 변형할 수 있는 가변익(可變翼)을 사용하면 비행 효율을 높일 수 있다.

미항공우주국(NASA)은 감시용 소형 가변익 비행체를 실험하기도 했다. 또한 네덜란드 학생들은 칼새의 비행을 모방한 모형 비행기를 만들었다. 최초로 비행에 성공한 라이트 형제도 새의 날개를 모방하여 비행기를 만든 것이 아닌가?

심지어 칼새는 짝짓기도 날면서 한다. 칼새는 알을 낳을 때에만 절벽에 매달린 둥지에 내린다. 칼새가 잠을 잘 때는 1.5km 높이로 올라간다. 말하자면 칼새는 거의 항상 공중에 떠있다.