3분이면 정리되는 헬리콥터의 탄생과 현재

비행기는 언제 누가 만들었을까요? 누구든 이 질문을 받으면 반사적으로 ‘라이트 형제!’라는 말을 떠올리는 사람들이 많을 겁니다. 그렇습니다. 라이트 형제는 인류 최초의 동력 비행기를 만들어 비행에 성공한 사람들입니다. 그럼 헬리콥터를 만든 사람은 누구일까요?

헬리콥터는 비행기와 더불어 항공기의 대명사입니다. 그럼에도 불구하고 헬리콥터는 누가 언제 만들었는지 아는 사람이 많지 않죠. 안타깝게도 헬리콥터는 비행기만큼 사람들의 관심을 받지 못했습니다. 적어도 한국에서는 말이죠. 오늘은 헬리콥터의 과거와 현재를 간단히 정리해보겠습니다. 이 짧은 글이 헬리콥터 역사를 이해하는 데 작은 도움을 줄 겁니다. 아래 글은 모두 <헬리콥터 조종 교과서>의 일부를 발췌 정리했습니다.

르네상스의 거인 레오나르도 다빈치의 스케치 그림에서도 발견할 수 있듯이, 회전 날개를 이용해 비행한다는 아이디어는 먼 옛날부터 있었다. 그러나 첫 헬리콥터 비행은 비행기(고정익기)에 비해 크게 늦었다.
1907년에 프랑스의 폴 코르뉴(1881~1944년)가 고도 1미터, 체공 시간 20초를 달성했다고 전해지지만 공식 기록은 없다. 헬리콥터의 실용화가 늦어진 이유는 지금까지 이야기했듯이 비행기에 비해 공기역학적으로 비행이 어렵고 구조가 복잡하기 때문이다.

비행기는 1903년에 라이트 형제가 첫 비행에 성공한 뒤 비약적으로 진보해, 1930년대에 이미 최대 비행 속도가 시속 300킬로미터 전후에 이르렀다. 그런데 이렇게 속도가 빨라지자 이착륙 거리도 길어지는 문제점이 발생했다. 이 때문에 각국은 수직으로 이착륙할 수 있는 회전익기의 개발에 들어갔다.

최초로 실용화한 회전익기는 비행기에 로터를 장착한 오토자이로다. 오토자이로의 로터는 헬리콥터처럼 엔진 구동으로 회전하는 것이 아니다. 기체는 일반 비행기처럼 프로펠러의 추진력으로 전진하며, 전진 속도 덕분에 로터가 자연스럽게 회전하면서(오토로테이션) 양력을 얻었다.

오토자이로의 개발과 관련해, 1923년 스페인의 후앙 드 라 시에르바(1895~1936년)가 로터에서 일어나는 독특한 현상을 발견하고 이를 바탕으로 로터 구조를 개량했다. 이후에 스페인의 라울 파테라스 페스카라(1890~1966년)가 획기적인 로터의 피치 제어 기구를 발명했다. 또한 1935년에는 프랑스의 루이 브레게(1880~1955년)가 이러한 성과를 비탕으로 동축 반전식(후술) 헬리콥터를 개발했다.

이듬해인 1936년에는 독일의 헨리히 포케(1890~1979년)가 병렬 회전식 헬리콥터를 만들었다. 포케가 만든 Fa-61은 기수에 장비한 140마력의 피스톤 엔진으로 좌우 로터를 회전시켰다. 포케 Fa-61은 첫 비행에서 체공 시간 28초를 기록했지만, 그 후 개량을 거듭해 이듬해에는 체공 시간 1시간 20분, 고도 약 2,400미터, 속도 시속 약 122킬로미터라는 공식 기록을 냈다.

다만 이들 기체는 결국 널리 쓰이지 못했다. 헬리콥터가 본격적으로 쓰인 시기는 제2차 세계대전 말기부터 한국 전쟁에 걸친 시대다. 먼저 1939년에 시코르스키 VS-300의 비행 성공으로 헬리콥터 실용화의 길이 열렸고, 이후 시코르스키가 개발한 R-4 헬리콥터가 세계 최초의 양산 헬리콥터가 되었다. 또한 1946년에는 미국의 벨사가 벨47를 양산했다.

제2차 세계대전 이후, 비행기 세계에 가스터빈(제트) 엔진이 도입돼 비약적으로 발전했다. 이를 뒤쫓아 헬리콥터에도 가스터빈 엔진이 사용됐다. 이것을 제트 헬리콥터라고 부르기도 한다.
제트 헬리콥터의 첫 테이프를 끊은 기종은 프랑스의 알루에트 SE-3130이다. 1955년에 각종 국제 기록(예를 들어 고도 약 1만 미터 기록)을 수립하는 동시에 ‘세계 최초의 실용 제트 헬리콥터’라는 영광을 차지했다. 헬리콥터용 터보샤프트 엔진을 실용화한 시기는 1957년이며, 이후 각국의 헬리콥터 제조사가 앞다퉈 가스터빈 헬리콥터를 세상에 내놓고 있다.