미래생활을 엿볼 수 있는 영화를 보면 자주 등장하는 것이 바로 “하늘을 나는 비행자동차”다.
영화 제 5원소에서는 지금의 자동차와 비슷한 형태의 비행자동차가 등장하여 보이지 않는 도로를 날아다니는 장면이 나오고, 심지어 거리의 포장마차도 하늘을 둥실둥실 떠다닌다.
또 영화 스타워즈에서는 우리가 보는 자동차의 모습은 아니지만 오픈카 형태의 소형 비행자동차들이 하늘을 뚫을 듯 치솟아 있는 빌딩 사이로 날아다니는 장면들이 자주 등장하며, 가끔은 하늘을 나는 자동차들끼리 지금의 F1 그랑프리 자동차 경주와 같은 시합을 하는 장면들까지 볼 수 있다.
영화에서처럼 도로를 달리다가 갑자기 날개를 펴고 하늘을 나는 비행자동차는 상상만 해도 근사한 일이다.
정말 미래에는 우리가 영화에서 보는 것처럼 하늘을 나는 비행자동차가 등장할 수 있을까?
하늘을 나는 자동차를 타보고 싶은 친구들은 “하늘을 나는 자동차가 꼭 생겼으면 좋겠어요.” “하늘과 땅을 동시에 다닐 수 있는 비행자동차가 있다면 너무 근사할거에요.” 라고 말하겠지만, 아쉽게도 현재 우리가 영화에서 보듯이 자동차 형태로 하늘을 나는 비행차를 만들기는 영화 속 등장하는 “반중력 엔진”이 개발된다면 모를까..
현재 기술로는 거의 불가능에 가깝다.
그렇다면, 자동차보다 더 무겁고 큰 여객기도 하늘을 날고 꼬리 날개도 없는 스텔스 비행기도 하늘을 나는데, 왜 자동차가 하늘을 나는 것은 불가능에 가까운 것일까?
우선 어떤 물체가 공중에 떠서 원하는 방향으로 이동하기 위해서는 추력, 항력, 양력, 중력이라는 4가지 기본힘이 필요하다.
추력은 물체가 나아가고자 하는 방향으로 이동시키는 힘을 말하는데, 비행기의 경우 보통 프로펠러나 제트엔진이 이 역할을 하며, 우주선의 경우에는 로켓엔진이 추력을 만들어 낸다.
항력은 추력의 반대되는 힘으로 공기와 같은 유체 물질과의 마찰로 인해 물체가 나아가는 것을 방해하는 힘을 말한다.
그리고 양력은 부력과 같이 물체를 공중으로 떠오르게 만드는 힘으로 중력이 작용하는 대기권 내의 경우에는 비행기 날개를 통해 양력을 얻지만 중력이 없는 우주 공간에서는 별도의 양력이 필요하지는 않다.
그리고 중력은 지구중심이 물체를 잡아당기는 힘으로 우리가 가장 잘 느끼고 체험할 수 있는 힘이기도 하다.
이처럼 지구의 대기권 안에서는 모든 물체는 추력, 항력, 양력, 중력의 힘을 통해 하늘을 날게 되며, 우리가 보는 비행기 역시 이 4가지 힘을 통해 하늘로 올라가고 음속을 돌파하며, 속도를 줄여 안전하게 착륙하는 것이다.
만약 하늘을 나는 자동차가 있다면 하늘을 나는 자동차 역시 이 4가지 힘을 사용해야 하며, 이 가운데 추력과 양력을 필수로 얻어야 한다.
앞서 말한 대로 추력은 프로펠러나 제트 엔진을 통해 얻기 때문에 자동차의 앞면이나 뒷면 또는 비행 날개에 엔진을 장착한다면, 추력은 충분히 얻을 수 있을 것이다.
하지만 문제는 바로 양력이다.
비행기의 날개는 베르누이 법칙을 이용해 양력을 만들어 내는데, (※베르누이 법칙이란 간단하게 설명하자면 유체의 압력은 유체의 속도가 빠르면 압력은 낮아지고, 유체의 속력이 느려지면 커진다라는 법칙이다.) 만약 하늘을 나는 자동차를 만들려면 바로 양력을 만들어 낼 수 있는 날개가 필요하고, 이런 양력을 얻기 위해서는 현재 모양의 자동차형태로는 안된다.
별도의 날개나 달거나, 자동차 모양을 양력을 받을 수 있는 형태로 제작해야만 한다.
현재까지 등장한 하늘을 나는 비행자동차의 모습은 여러 가지로 우리가 상상하는 비행자동차의 모습은 아니다.
운전을 하다가 하늘로 사뿐히 날아올라 원하는 목적지에 안전하게 착륙하는 것을 생각한다면 당분간 우리의 상상을 만족