하늘의 과학: 항공 우주 과학의 정석 / 장조원 著 / 사이언스북스

이 책은 하늘을 꿈꾸고 이해하고픈 독자를 위해 항공기나 로켓, 인공위성, 우주 왕복선처럼 인류가 하늘을 날려고 고안해 낸 모든 장치가 따라야만 하는 수학과 과학 법칙을 한 권에 담은 책이다. 부제 '항공 우주 과학의 정석'이 의미하듯 항공 우주 과학 분야를 공부하길 원하는 독자들에게 좋은 입문서가 될 것이다.

장조원 한국항공대 교수가 2018년부터 사이언스북스 출판사 블로그에 '하늘의 과학'이란 제목으로 월 1회씩 1년간 연재해 통산 30만 뷰를 달성한 글을 엮은 것이다. 장 교수는 항공 우주 과학을 일반인의 눈높이로 풀어 쓴 전작 《하늘에 도전하다》와 《비행의 시대》의 연장선에서 수학과 물리학으로 비행의 원리를 풀어냈다. 

저자는 눈에 보이지 않지만, 항상 우리 하늘을 가득 메우고 있는 비행기에 적용된 수학과 물리 법칙을 5부로 나눠 설명한다.

1부인 '민항기 조종석에서 바라본 하늘 길'에서는 민항기 조종사 세계를 알 수 있도록 저자가 보잉 787기 조종실에서 실제 비행의 현장을 보여 준다. 저자가 조종사들과 똑같이 인천에서 토론토를 왕복하는 관숙(慣熟) 비행을 통해 현장감이 한껏 묻어나는 이야기들로 가득 채웠다. 조종실 출입 인가 서류가 없으면 접근조차 불가능한 조종실에서 북태평양 항로와 북극 항로를 비행하면서 늘 긴장의 연속인 조종사의 업무를 자세히 설명했다. 

2부인 '항공기, 이륙에서 착륙까지'는 땅을 박차고 날아오르는 이륙과 상승 비행, 장거리 수평비행을 행하는 순항 비행과 선회 비행, 마지막으로 지상에 내려앉는 강하 비행에서 착륙까지 비행의 전 과정을 한눈에 파악할 수 있도록 했다. 이륙에서부터 착륙까지 전 비행 과정을 다양한 삽화와 함께 살펴보면서 비행의 단계별로 항공기에 수학과 물리학이 어떻게 적용되는지를 깨달을 수 있다.

3부인 '비행의 성패를 좌우하는 과학 원리들'에서는 비행이 성공하기 위해 항공기가 갖추어야 하는 사항과 이를 좌우하는 과학 원리를 살펴본다. 기하학, 로그 함수, 벡터, 무게 중심에 대한 기본적인 수학 개념이 항공기에 어떻게 적용되는지를 배울 수 있다. 특히 '항공기 크기와 기하학'에서는 보잉 737과 에어버스 A380을 사진으로 비교하며 항공기가 커질수록 기체와 날개의 비율이 달라지는 모습을 실제로 확인할 수 있다. 

4부인 '발전하는 항공기 속 첨단 과학'에서는 계속해서 발전하는 항공기의 주요 장비와 이들이 작동하는 이론적 바탕을 확인할 기회를 얻게 된다. 삼각 함수와 선형 대수, 미적분, 확률에 관한 지식을 쌓으며 착륙 장치, 자동 조종 장치, 관성 기준 시스템, 심지어 핵무기까지 그 모습을 상상할 수밖에 없었던 장치들을 알 수 있다.

5부인 '항공 과학, 하늘을 넘어 우주로'에서는 비행에 대한 지식을 하늘 밖 우주까지 확장 시켰다. 인류의 마지막 개척지 우주로 뻗어 나가는 우주 과학을 다룬다. 20세기 초 미국과 소련 두 강대국의 우주 경쟁 역사와 함께 작용-반작용 법칙, 원추 곡선, 각운동량 보존 법칙 같은 물리 법칙이 로켓의 추진력, 인공위성의 공전 궤도, 새 우주 망원경을 쏘아 올릴 위치를 어떻게 결정하는지 살펴볼 수 있다.

저자 장조원 교수는 공군사관학교 항공 우주 공학과를 졸업하고 서울대학교 대학원에서 석사 학위를, 한국과학기술원(KAIST)에서 항공 우주 공학 박사 학위를 받았다. 1986년 공군사관학교 항공우주공학과 교수진으로 부임한 후 미국 메릴랜드 대학교 방문 학자, 캐나다 라이어슨 대학교 겸임 교수를 지냈다. 한국항공우주학회 학술상, 한국항공대학교 최우수 교수상, 현대자동차그룹 우수논문상 등 다수의 상을 받았다. 저서로는 항공 우주 과학에 대해 쉽게 풀어 쓴 《비행의 시대》, 《하늘에 도전하다》가 있다. 

현재 한국항공대학교 항공운항학과 교수, 공군사관학교 명예 교수로 있으며 흐름 가시화를 비롯해 경계층 흐름 제어, 생체 모방 비행체 등 비정상 공기역학(Unsteady aerodynamics) 분야 연구를 수행하고 있다. 한국가시화정보학회 편집 이사, 한국항공운항학회 항공 공학 위원장, 한국항공우주산학위원회 공력 해석 및 설계 분과 위원장 등으로 활동 중이다.