곤충의 비행술에 대한 수수께끼가 풀리다

과학자들은 무거운 몸체를 가진 곤충들이 빈약한 날개로 어떻게 공중에 떠 있을 수 있는지에 대해 오랫동안 궁금하게 여겨 왔습니다. 이 작은 생물들은 기존의 항공 역학 법칙들에 구애받지 않는 것 같아 보입니다. 영국, 케임브리지 대학교의 연구 조사가들은 이제 곤충들이 어떻게 불가능해 보이는 그러한 재주를 발휘하는지를 발견하게 되었습니다.

곤충의 비행술을 연구하기 위해, 과학자들은 박각시나방에 무명실을 묶고 인공적으로 바람을 일으킬 수 있는 터널인 풍동(風洞)에 집어넣었습니다. 과학자들은 펌프로 그 터널에 무해한 연기를 불어넣은 다음, 나방이 날갯짓을 함에 따라 연기가 움직이는 경로에 주의를 기울였습니다. 그런 다음, 나방보다 10배나 더 큰 모형 기구를 만들어 날갯짓은 나방보다 100배나 더 천천히 하게 하고서 이제 쉽게 식별할 수 있는 비행 효과를 관찰하였습니다. 과학자들은 나방이 날개를 아래로 휘젓기 시작할 때, 날갯죽지 부분에서 공기의 소용돌이가 일어나는 것을 발견하였습니다. 결과적으로 날개 위에 생기는 저기압이 양력을 발생시켜 곤충을 위로 끌어올립니다. 만약 소용돌이가 사라진다면, 나방은 양력을 잃어 땅으로 떨어지게 될 것입니다. 하지만 공기의 소용돌이는 날개 앞 가장자리를 따라 날개 끝으로 이동하며, 그렇게 하여 날개를 아래로 휘저음에 따라 나방의 몸무게의 한 배 반에 해당하는 양력이 발생하게 되어, 이 곤충이 쉽게 날도록 해줍니다.

항공 공학자들은 삼각 날개 항공기가 날개 끝에서 소용돌이를 일으켜 양력을 발생시킨다는 것을 이미 알고 있었습니다. 하지만 이제 그들은 소용돌이가 날갯짓을 하는 곤충에게 어떻게 양력을 제공하는지 알게 되었으므로, 그들은 프로펠러와 헬리콥터 설계에 어떻게 이 현상을 활용할 것인지를 연구하고자 합니다.