항공기

요약 공중을 날 수 있는 비행체.

알로하항공 여객기

비행기 ·글라이더 ·헬리콥터 ·비행선 ·기구(氣球) 등 사람이 탑승하는 모든 비행체를 가리킨다. 비행선과 기구는 공기보다 가벼운 기체를 이용하는 항공기이며, 공기보다 비중이 가벼운 기체(수소가스 ·헬륨가스 ·열공기)를 기밀성(氣密性) 주머니에 밀봉하여, 그 주머니가 배제한 부피의 공기와의 무게의 차, 즉 ‘정적(靜的)인 ’을 이용하여 공중으로 부양한다. 이것에 동력을 장비하고 조종하는 것이 비행선이다. 항공기 역사상 초기에 등장한 비행선은 군사용으로 개발되어 적국의 상공에 침투하여 폭탄을 투하하는 용도로 활용되었다. 이후 비행선은 대형 항공기로서 역할하였는데 독일의 체펠린(Zeppelin: 1838~1917)이 비행선이 대표적인 비행선으로 손꼽힌다. 1937년 힌덴부르크 호가 폭발하여 수많은 인명피해가 발생하자 비행선 개발은 쇠퇴하였고 이후 비행선은 거의 이용되지 않게되었다. 이후 비행선을 대체할 수 있는 항공기 개발이 더욱 가속화되었다. 그리고 동력 없이 자유로이 부양하는 것을 기구라고 하는데 소형으로 이용되었으며 특수한 목적에만 부분적으로 이용되었으며 최근에는 레져, 스포츠용이나 관광용으로 주로 사용된다.

이후 공기의 부력을 이용하는 항공기가 개발되었는데 공기에 대해서 상대적인 운동을 하는 날개에서 발생하는 동적(動的)인 부력, 즉 (揚力)을 이용하여 비행하는 항공기가 실용화되었다. 공기의 부력을 이용하는 항공기의 초기 형태는 동력장치가 없는 글라이드였다. 고정된 날개를 가지고 있으며 활공을 통해서 동력을 얻었고 바람을 타고 부력을 얻어 날았다. 이후 항공기는 점차 새로운 기술이 개발되어 동력장치가 장착되었다. 항공기 앞부분 또는 날개에 장착한 강력한 엔진(동력장치)은 프로펠러를 장착하여 회전으로 발생시킨 바람은 날개에 공기의 흐름을 일으켜 항공기가 이륙하여 자유비행이 가능하게 되었다. 1903년 미국의 라이트 형제(Wright brothers)가 세계 최초로 유인동력 비행체로 비행에 성공하였다. 이후 항공기는 1차 세계대전과 함께 급속하게 발전되었다. 독일에서는 제트엔진이 개발되면서 보다 강력한 추진력을 항공기에 장착하여 제2차 세계대전에서 제트전투기를 사용하였다. 1947년 미국에서는 'X-1'이라는 이름의 항공기가 개발되어 최초로 음속(마하1) 보다 빠른 비행이 가능하게 되었다. 프랑스에서는 대형 여객용 항공기가 음속으로 비행할 수 있는 '콩코드(Concorde)'기를 개발하여 운항하였다. 

또다른 형태의 항공기로는 헬리콥터(helicopter)와 오토자이로(autogyro)가 있다. 바람을 일으키는 동력장치를 수직으로 달아 큰 프로펠러를 회전시킴으로써 수직이착륙이 가능하게 개발되었다. 헬리콥터는 활주로를 필요로 하지 않기 때문에 매우 다양한 용도로 항공기가 이용되는 계기를 만들었다. 헬리콥터에 대한 아이디어는 이미 르네상스시대 레오나르도 다 빈치에 의해 구상되었다. 1920년대 들어 간단한 형식의 기체가 개발되어 실험되었으며 2차 세계대전 후반기에 실용화되어 사용되었다. 그리고 영국에서는 수직 이착륙이 가능한 전투 항공기가 개발되어 실용화되었으며, 최근에는 공중에서 정지 비행이 가능하게 되었다. 그리고 사람이 탑승하지 않는 항공기에 대한 개발이 진행되어 '드론(drone)'으로 불리는 항공기가 다양한 분야에서 실용화되고 있다. 드론은 먼저 군사분야에서 정찰용 항공기로 이용되었는데 최근에는 초소형 무인항공기가 개발되어 사람이 접근하기 어려운 곳에도 드론을 투입하여 임무를 수행할 수 있게 개발되고 있다. 최근에 개발되는 여객용 항공기는 더욱 대형화되고 있으며, 태평양을 2시간만에 횡단할 수 있는 초고속 항공기를 연구하고 있다. 또한 환경오염을 최소화하는 항공기에 대한 연구도 활발한데 태양열을 이용해서 운항이 가능한 항공기에 대한 연구도 진행되고 있다.