02. 라이트 형제(Wilbur Wright, 1867∼1912 & Orvile Wright, 1871∼1948)-1903 플라이어 1호
작성자관운작성시간16.02.07조회수897 목록 댓글 002. 라이트 형제(Wilbur Wright, 1867∼1912 & Orvile Wright, 1871∼1948)-1903 플라이어 1호
1903 플라이어 1호 - 동력 추가하기
1903년 12월 17일, 오빌의 조종으로 역사적인 첫 동력 비행에 성공한다.
1903년에 형제는 라이트 플라이어 1호(Wright Flyer 1)를 만들었다. 그들이 가장 선호했던 가볍고 강한 나무인 spruce를 이용해 틀을 만들고 항공기 표면을 muslin으로 덮었다. 그리고 형제는 형제 스스로 나무 프로펠러를 설계하고 만들었고, 자전거 가게에서 가솔린 엔진을 만들었다. 그들은 프로펠러 디자인은 단순한 문제일거라 생각하고 배 프로펠러의 자료를 이용했다. 그러나 그들의 연구는 잘 못 되었다는 것을 깨달았고, 어떠한 참조점이 없다는 것을 깨달았다. 그들은 이 문제에 대하여 의논하고 토론했고, 프로펠러는 수직으로 세워진 비행기의 날개가 회전하는 것이라고 결론 지었다. 이를 기초로 형제는 프로펠러 설계를 위해 더 많은 풍동실험을 했다. 완성된 프로펠러 블레이드는 8피트 길이를 넘겼고 세 개의 spruce 판자로 만들어졌다. 라이트 형제는 두 개의 pusher 프로펠러(토크를 상쇄하기 위해 반대방향으로 회전한다)를 장착하기로 결정했다. Pusher 프로펠러를 이용한 이유는 날개의 공기흐름을 방해하지 않기 위해서였고 두개의 프로펠러를 이용한 이유는 더 많은 추력을 내기 위해서였다. 윌버는 1903년 3월, 자신의 공책에 프로토타입 프로펠러가 66%의 효율을 보인다고 적었다. 1903 프로펠러들에 대한 현재 풍동 실험 결과 75%의 효율을 보였고, 최대 82%의 효율을 보이는 것으로 나타났다. 현대 나무 프로펠러들이 85% 정도의 효율을 보이는 것에 비교하면 놀라운 수치이다.
1910년 만들어진 라이트 형제의 17번 엔진
라이트 형제는 엔진을 위해 여러 명의 엔진제작자들에게 편지를 썼지만, 그 어느 누구도 효율적이고 가벼운 엔진의 요구를 충족시키는 사람이 없었다. 형제는 자신들의 가게에서 일하는 찰리 테일러(Charlie Taylor)에게 시선을 돌렸고, 형제의 지도 아래 6주 만에 엔진을 만들어 냈다. 엔진의 무게를 낮추기 위해 엔진칸막이는 알루미늄으로 제작되었다. 라이트/테일러의 엔진은 현대 연료 공급 시스템의 초창기 모델인데, 이는 기화기나 연료 펌프가 없는 형태이다. 휘발유는 중력의 힘으로 날개 기둥에 달린 연료탱크에서 고무관을 통해 크랭크로 이동했다. 프로펠러를 돌리는 체인은 자동차의 무거운 체인을 만드는 공급자로부터 자전거 체인을 공급받아 사용하였다. 플라이어 호는 1000달러 미만의 예산으로 만들어졌는데, 이 예산은 50000달러 넘게 사용한 새뮤얼 랭글리의 인력 Great Aerodrome과 대비된다. 플라이어호는 12.3m의 날개 길이를 가졌고, 무게는 174kg이었으며, 12마력의 엔진을 달고 있었다.
Kill Devils Hills에 있는 캠프에서 엔진 테스트 도중 부러진 프로펠러 축 때문에 몇 주 일정이 연기되었다. 프로펠러 축이 대체되고 1903년 12월 14일, 동전던지기에서 윌버가 이겨 3초 가량의 비행을 했는데 이륙하자마자 실속하여 플라이어 호에 경미한 손상을 입혔다. 1903년 12월 17일, 수리를 거쳐 라이트 형제는 마침내 이륙에 성공하여 시속 43km의 강한 맞바람을 받으며 두 차례 비행했다. 오빌이 비행한 첫 비행에서 12초 동안 37m 비행했고, 속도는 약 시속 10.9km이었다. 이 첫 비행이 우리가 자주 보는 라이트 형제의 첫 비행 장면이다. 잇따른 두 차례의 비행에서 53m, 그리고 61m의 비행을 각각 윌버와 오빌이 수행했다. 고도는 약 3m였다. 다음은 오빌 라이트가 마지막 비행이 있던 날 쓴 글이다.
1903년 12월 17일 첫 비행날 윌버의 일기장
12시 정오 경에 윌버 형이 네 번째이자 마지막 비행을 시작했다. 첫 몇 백 피트는 예전처럼 위아래로 왔다 갔다 했지만 300피트 정도 비행했을 때 훨씬 안정적인 조종이 가능했다. 나머지 400~500 피트의 비행은 조금 불안정했다. 그러나 800피트 지점에서 항공기가 갑자기 치솟았고 그 다음에 아래로 비행하여 땅에 착륙했다. 59초 정도의 비행이었고, 비행거리는 852피트였다. 앞에 달린 러더를 지지하는 지지대는 심하게 부러졌으나 엔진 주요부는 거의 완전했다. 우리는 하루 혹은 이틀의 수리를 거쳐 다시 비행 할 수 있을 거라 생각했다.
첫 비행을 목격한 사람은 5명이었다. Adam Ethidge, John T. Daniels (윌버의 카메라로 첫 비행을 촬영한 사람), Will Dough, 이 세사람 모두 미국 해안 구조대원이었고, 근처 사업가였던 W.C. Brinkley와 근처에 살던 청소년 Johnny Morrew까지. 플라이어 호가 네 번째 비행을 마친 뒤 모든 사람들이 비행기를 붙자으려고 했지만 강한 역풍에 의해 몇 차례 뒤집혔다. 심하게 손상되어 이후로는 비행을 하지 못했다. 형제는 이것을 배에 실어 집으로 옮겼고, 몇 년 뒤에 오빌이 복원하였다. 이후에 미국의 몇 몇 장소와 영국 박물관에서 전시된 후, 1948년 워싱턴 D.C에 있는 스미소니언 박물관에 영구 전시되고 있다. 라이트 형제는 언론에 공개하라는 내용의 전보를 아버지에게 보냈다. 그러나 Dayton Journal이 비행시간이 너무 짧다는 이유로 첫 비행 이야기를 출판하기를 거절했다. 그러는 동안 전보기사가 Virginia 신문에 메시지를 누출했고, 매우 부정확한 뉴스로 다른 신문사에 전해지게 되었다. 라이트 형제는 1월에 비행에 대한 사실적인 내용으로 언론에 발표했다. 그러나 기대와는 다르게 비행 사실은 대중들을 흥분시키지 않았고, 이내 뉴스는 조용해졌다. (반대로 프랑스 파리의 항공클럽에서는 이 소식이 굉장히 심각하게 여겨졌고, 형제를 따라잡으려고 더 노력했다.) Professor Fred E. C. Culick and Henry R. Jex에 의한 현대 분석은 1903년 라이트 형제의 플라이어호는 너무 불안정해서 1902 글라이더에 자신들을 훈련시킨 라이트 형제 말고는 성공시킬 수 있는 사람이 없다고 말한다.
첫 비행을 인정받기 까지
플라이어 2호를 타고 비행중인 윌버. 1904년 11월 16일 사진이다.
1904년 라이트 형제는 플라이어 2호를 제작했다. 형제는 비용과 시간을 절약하기 위해 Huffman Prairie에 비행장에 만들었다. 형제는 이 땅을 무료로 사용할 수 있는 권리를 땅 주인이고 은행장이었던 Torrance Huffman에게 받았다. 5월 23일, 형제는 첫 비행 때 사진촬영이 없는 상태로 기자들을 초청하였다. 그러나 엔진 문제와 심한 바람으로 인해 비행을 하지 못했고, 몇 일 뒤에 첫 비행 때보다 적은 숫자의 기자들 앞에서 작은 뜀박질 밖에 보여주지 못했다. 라이트 형제를 연구하는 일부 학자들은 형제가 기자들의 관심을 끊기 위해 일부러 그렇게 했다고 주장하기도 한다. 그것이 사실이든 아니든, 기대보다 못한 비행에 실망한 기자들은 이후 1년반 동안 라이트 형제를 무시했다. 라이트 형제는 기자들의 혼란에서 벗어난 것에 기뻤다. 기자들이 사라짐에 따라 경쟁자들이 형제의 방법을 알아내는 것 또한 방지할 수 있었다. 키티 호크에서 동력 비행을 마친 후, 형제는 실용적인 항공기를 제작하고 홍보하기 위해 자전거 사업을 접기로 결정했다. 라이트 형제는 정부로부터 지원을 받거나 부유한 집안이 아니었기 때문에 이 결정은 경제적으로 위험한 결정이었다. 형제는 본인들의 발명품을 생계로 사용하려고 했고, 기부할 생각은 없었다. 형제의 특허 변호사였던 Henry Toulmin의 조언에 따라 형제의 발명에 대한 비밀성은 심화되었다.
1904년 11월 9일, 원 4바퀴를 돌다.
Huffman Prairie는 첫 비행을 했던 키티 호크에 비해 고도가 높아 공기의 밀도가 낮고, 바람이 약하게 불어 이륙이 힘들어서 이륙용 레일을 수백 피트 길이로 만들어야 했다. (키티 호크의 이륙용 레일은 60피트 (약 18m) 정도였다.) 형제는 봄과 여름 동안 거친 착륙과 비행기 손상, 덜컹거림으로 고생했다. 8월 13일, 아무런 도움 없이 월버는 마침내 키티 호크에서 세웠던 최장 비행 기록을 1300피트(400m)로 경신했다.
형제는 이륙을 쉽게 하기 위해 중력의 힘으로 작동하는 사출기를 만들기로 결정하고 9월 7일에 시험했다. 1904년 9월 20일, 윌버는 비행 거리 4080피트(1244m), 비행 시간 1분 30초을 기록하며 최초로 공기보다 무거운 유인 항공기로 완전한 원을 그리는 비행에 성공했다. 최고의 비행 2번은 11월 9일 윌버가 조종했던 비행과 12월 1일 윌버가 조종했던 비행인데, 비행거리는 각각 3마일, 비행시간 5분을 기록하며 4개의 원을 그렸다. 1904년 말에 85에이커의 거친 땅 위에서 형제는 총 105회의 비행, 50분의 누적 비행시간을 기록했고, 이 장소는 현재 라이트-패터슨 공군기지(Wright-Patterson Air Force Base) 근처에 있는 국립 데이턴 항공문화유산역사공원(Dayton Aviation Heritage National Historical Park)의 일부이다.
1904년의 성과에도 불구하고, 플라이어호는 여전히 조종불능에 빠지기도 했다. 라이트 형제는 엔진을 남겨두고 플라이어 2호를 폐기하고 중요하고 새로운 설계를 담은 플라이어 3호를 제작했다. 라이트 형제는 날개 비틀기와 동시에 작동하던 러더를 분리하여 따로 작동하도록 만들었다. 이 설계로 인해 마침내 3축 조종이 모두 독립되었다. 그럼에도 불구하고 플라이어 3호는 플라이어 1호와 플라이어 2호와 동일한 비행 성능을 보였다. 3호의 처녀 비행은 6월 23일에 이뤄졌고, 몇 차례 이뤄졌던 비행은 모두 10초를 넘기지 못했다.
7월 14일 추락으로 오빌이 척추 어긋남을 겪은 후 플라이어호의 엘리베이터와 러더의 크기를 키우고 주 날개와의 거리를 늘렸다. 이러한 조치는 굉장한 성능향상을 보여주었고, 6번의 드라마틱한 장거리 비행을 보여주었다. 9월 26일에서 10월 5일 사이에 있었던 비행의 비행시간은 17분에서 38분 사이였고, 비행거리는 11에서 24마일(39km) 정도였다. 윌버가 비행했던 최장 비행은 24.5마일(39.4km), 38분 3초였으며, 연료가 다 떨어졌을 때 안전한 착륙으로 끝났다. 이 비행은 주변의 농부들과 초청받은 몇몇 친구들, 그리고 형제의 아버지가 목격했다.
다음 날 기자들이 나타났지만 형제는 비행하기를 거부했다. 라이트 형제는 장시간의 비행으로 실용적인 비행기로 판매할 수 있도록 비행기를 개발하는 목표가 달성된 것으로 보았다. 1904년~1905년 사이의 비행 사진들은 모두 형제에 의해 촬영된 것이다.(몇몇 사진은 1913년에 있었던 Dayton 대홍수 때 손상되었으나 대부분 살아남았다.) 1904년 기술에 열광했던 오하이오주의 양봉업자 아모스 루트(Amos Root)는 원을 그리는 비행을 포함한 몇몇 비행을 보게 되었다. 양봉잡지에 그가 썼던 기사들이 Huffman Prairie에서 있었던 환상적인 비행의 유일한 목격담이다.(초기에 기자들에게 보여주었던 볼품없는 비행을 제외하고 말이다.) 루트는 Scientific American 잡지에 투고를 요청했지만, 편집자가 그것을 거부했다. 결과적으로, 라이트 형제에 대한 소식은 오하이오 주 밖으로 나가지 못했고 때론 거짓말이라는 기사가 나오기도 했다. Herald Tribune의 파리 발간편에서는 “FLYERS OR LIARS?”(비행사인가 거짓말쟁이인가)라는 제목으로 라이트 형제에 관한 기사가 달리기도 했다.
1905년 10월 4일 오빌이 비행한 33분 17초의 비행을 촬영한 사진.
몇 년 후에 Dayton의 신문들은 본인들의 고향 사람 라이트 형제를 국가적인 영웅으로 칭송했지만, 어쨌든 지역 기자들은 자신들의 집 문 밖 몇 킬로미터에서 일어나는 역사의 중요한 사건을 놓치고 말았다. Dayton Daily News(데이턴 일간뉴스)의 편집장이었던 James M. Cox는 “솔직히, 아무도 믿지 않았다.”라며 당시 신문기자들의 생각을 이야기하기도 했다. 몇몇 신문들이 장거리 비행에 대한 기사를 쓰기도 했지만, 기자가 직접 보거나 사진 찍지는 않았다. 이러한 불신과 언론의 눈가림은 근본적으로 근거 없는 실험들이라며 믿지 않았던 Scientific American 같은 워싱턴 D.C와 유럽의 불신을 바탕으로 하고 있다.
라이트 형제는 특허권 없이 10월 5일 이후에 단 한번만 비행했다. 그 이후로 형제는 비행기를 구매하겠다는 의사 없이는 비행을 보여주지도 않았다. 형제는 미국 정부, 영국, 프랑스 그리고 독일에 편지를 써서 비행기 구매를 요청했지만 형제는 비행시범을 보여주기 전에 무조건 계약체결을 요구해 무산되었다. 형제는 비행기의 사진조차도 보여주지 않았다. 미국의 가장 선망받는 과학자였던 랭리 에어로돔(Langley Aerodrome)에 5만 달러나 사용했던 미국 육군은 포토막강에 두번이나 추락한 비행기를 오하이오 주의 알지 못하는 두 형제에게서 구입한다는 것은 있을 수 없는 일이었다. 다른 항공선구자들은 스포트라이트를 받으며 활동했지만 라이트 형제는 포기하지 않고 어두운 곳에서 계속 그들만의 작업을 이어나갔다.
유럽의 의심
1906년에, 유럽 항공 모임의 의심이 반라이트 형제의 형태로 언론에 발표되었다. 유럽의 신문사들, 특히 프랑스에선 라이트 형제를 Bluffeurs (Bluffer-허세 부림)라 부르며 조롱했다. Aero-Club de France(프랑스 항공 클럽)을 창단한 Emest Archdeacon는 공식적인 보고에 불구하고 공식적으로 무시했으며, 1906년에 “프랑스가 동력비행의 첫 대중비행을 할 것이다.”라는 내용의 기사를 여러 개 썼다. New York Herald의 파리 에디션에서 라이트 형제에 대한 유럽의 입장을 1906년 2월 10일자 기사에서 대변했다.
"라이트 형제는 이미 비행을 했거나 아예 비행하지도 않았다. 그들은 비행기를 소유하고 있거나, 아예 갖고 있지도 않다. 그들은 사실 비행사 혹은 거짓말쟁이(Fliers or Liers)이다.“우리 하늘을 날았어!”라고 말하기는 굉장히 쉬운 법이다."
1908년 라이트 형제가 프랑스에서 첫 비행을 한 후, Archdeacon은 대중들 앞에서 자신들이 형제에게 불법을 저질렀다고 고백했다.
계약과 키티 호크로의 귀환
1908년 촬영된 1905 플라이어
라이트 형제는 1906년과 1907년에는 한 번도 비행하지 않았다. 형제는 유럽과 미국 정부에 본인들이 성공적인 비행기를 만들었고 비행기를 판매하기 위한 협상을 할 준비가 되었다고 설득하며 시간을 보냈다. 또, 비행기가 물 위에서도 날 수 있지 않을까라는 생각에 오하이오주의 마이애미 강에서 나룻배와 엔진으로 실험하기도 했지만, 결과는 실패였다. 라이트 형제에게 돌아온 답장에서, 미국 육군은 그들의 제안에 관심이 없다고 입장을 밝혔다. 형제는 항공에 대한 관심도가 더 높은 유럽, 특히 프랑스로 눈길을 돌렸고, 1907년 처음으로 정부관리들과 사업가들과 대면협상하기 위해 유럽으로 건너갔다. 형제는 그 곳에서 독일과 영국의 항공 대표자들도 만났다. 여행을 떠나기 전에, 오빌은 프랑스에서 시범비행을 위해 배에 새롭게 만들어진 모델A 플라이어를 실었다.
프랑스에서 윌버는 미국 국방부의 항공부 중위 Frank P.Lahm을 만났다. Lahm은 상사들에게 편지를 쓰며 윌버가 미국으로 돌아갔을 때 워싱턴 D.C에 있는 미국 군수 및 요새부에 프레젠테이션을 할 수 있는 길을 마련해 주었다. 이번에는 지난번과 달리 정부의 반응이 좋았다. 1907년 12월, 라이트 형제의 지원을 바탕으로 미국 육군 통신대에서 품목 #486을 발포했다. 국방부의 지도 아래 비행기의 생산을 위해 사람들을 데려 왔다. 라이트 형제는 이듬해 1월에 스카우트를 받아들였다. 또 1908년, 형제는 프랑스 기업에 계약을 체결했다. 5월에 형제는 키티 호크로 돌아와 두 곳 모두에서 요구하는 시범비행을 위해 비밀리에 1905 플라이어(플라이어3호)로 시범비행을 연습했다. 그러나 뉴욕의 신문사들에서 비행기 테스트에 대한 소식을 듣고 몇몇 기자들을 보내는 바람에 비밀이 깨져버렸다.
1911년 10월의 활공을 나타내는 사진
계약서에는 승객을 태우고 비행을 해야 한다는 조건이 있어서, 형제는 1905 플라이어에 좌석 2개와 수직 조종 레버를 설치했다. 승객석에 모래주머니를 얹고 시험비행을 한 뒤 Dayton 출신 도우미 Charlie Furnas를 5월 14일 짧은 비행 몇번을 수행했다. (Charlie Furnas는 세계 최초 고정익 항공기의 승객이 되었다.) 아버지와 약속한대로 안전을 위해 윌버와 오빌은 함께 비행하지 않았다. 그러나 몇몇 신문기자들은 승객석에 앉은 Furnas와 비행하는 장면을 형제가 같이 비행하는 것으로 보도하기도 했다. 그 날 늦게, 7분의 솔로 비행을 하다가 윌버는 자신의 생애에서 가장 큰 추락을 경험했다. 윌버는 비행기를 잘 못된 방향으로 틀었는데 아직 새로운 레버에 익숙치 않아 시속 40마일(64km)에서 50마일(80km) 사이의 속도로 모래사장에 추락했다. 윌버는 타박상과 코가 베이는 정도의 부상을 입었지만, 이 사고로 인해 연습비행이 끝났고, 비행기는 더 이상 날 수 없었다.
다시 글라이딩을 하다
1911년 10월, 오빌 라이트는 비행기를 개선하고 새로운 글라이더로 안전과 안정성을 시험하기 위해 Outer Banks로 돌아왔다. 10월 24일, 오빌을 9분 45초간 활공했는데, 1920년대 글라이딩이 스포츠로 시작되기 전까지 약 10년간 최장 기록으로 남았다.