윌버 라이트: 비행 제어 문제를 해결한 인물

1903년 12월 17일 아침, 키티호크(Kitty Hawk)에서 네 번의 비행이 이루어졌습니다. 오빌은 첫 번째 비행을 맡아 12초 동안 120피트를 날았습니다. 윌버는 네 번째이자 가장 긴 비행을 수행했는데, 59초 동안 852피트를 비행했습니다. 그러나 결정적인 작업은 그보다 2년 전 데이턴의 한 창고에서 이루어졌습니다. 형제는 풍동을 만들고 한 세기가 넘도록 항공 분야 전체가 신뢰해 온 계수가 틀렸음을 발견했습니다.

하키 스틱과 그 이후의 세월

윌버 라이트는 1867년 4월 16일 인디애나주 밀빌에서 그리스도 연합 형제 교회(Church of the United Brethren in Christ)의 감독인 밀턴 라이트(Milton Wright)와 수잔 캐서린 쾨르너 라이트(Susan Catherine Koerner Wright)의 아들로 태어났습니다. 교회 일로 가족은 자주 이사를 다니다가 1884년 오하이오주 데이턴에 정착했습니다.

그러다 작은 사고로 모든 것이 바뀌었습니다. 1885년 말이나 1886년 초, 얼음 위에서 하키 게임을 하던 중 하키 스틱에 얼굴을 맞아 앞니가 빠졌습니다. 신체적 상처는 아물었지만 다른 부분은 그렇지 못했습니다. 그는 외부 활동을 끊고 예일대학교 진학 계획을 포기했으며, 수년간 집에서 병든 어머니를 간호하고 아버지의 서재에 있는 책들을 읽으며 시간을 보냈습니다. 그는 자신의 야망 부족에 대해 공공연히 걱정했습니다. 돌이켜보면 이 시기는 좌절이라기보다는 구조화되지 않은 대학원 교육에 가까웠습니다.

형제는 1889년경 인쇄업을 시작하여 주간지 '웨스트 사이드 뉴스'(West Side News)를 창간했고, 윌버가 편집장을 맡았습니다. 1892년 12월에는 라이트 사이클 컴퍼니(Wright Cycle Company)를 열었습니다. 자전거 사업은 비행기 연구 자금을 마련해 주었습니다. 1899년 5월, 윌버는 스미소니언 협회(Smithsonian Institution)에 비행에 관한 모든 자료를 요청하는 편지를 보냈습니다. 그의 전기 작가 제임스 토빈(James Tobin)은 이 파트너십의 비대칭성을 명확히 했습니다. 오빌이 아무리 똑똑했더라도 그들의 작업을 시작하게 만든 원동력을 제공했다고 상상하기는 어렵다는 것입니다.

아무도 풀지 못한 문제

모든 진지한 경쟁자들은 더 큰 엔진이 비행 문제를 해결할 것이라는 가정 하에 동력만을 쫓고 있었습니다. 윌버는 해결되지 않은 문제는 제어이며, 조종할 수 없는 항공기는 항공기가 아니라고 판단했습니다. 그는 새들을 관찰하며 답을 얻었습니다. 새들이 날개 끝의 각도를 바꾸어 몸을 왼쪽이나 오른쪽으로 기울인다는 사실을 알아차렸고, 자전거 가게에서 긴 고무 튜브 상자를 무심코 비틀다가 그것을 구현하는 방법을 깨달았습니다. 윙 워핑(wing-warping)은 이전의 실험자들이 했던 것처럼 조종사의 체중을 이용하는 대신, 조종선을 통해 날개 끝을 반대 방향으로 비트는 것을 의미했습니다.

스미소니언 협회의 평가는 이러한 통합적 관점이 바로 그들을 돋보이게 했다는 것입니다. 경쟁자들이 개별적인 문제에 매달릴 때, 라이트 형제는 제어, 양력, 추진력이 하나의 시스템으로 함께 해결되어야 한다는 사실을 이해했습니다.

풍동

1900년과 1901년의 글라이더는 예상 양력보다 성능이 떨어졌고, 형제는 기계를 조정하는 대신 수학적 계산을 검토했습니다. 1901년 10월부터 12월까지 그들은 양력과 항력을 측정하기 위해 밸런스라는 특수 제작된 도구를 사용하여 최대 200개의 모델 날개 모양에 대한 예비 테스트를 수행했습니다. 그들은 풍동을 사용하여 직접적인 항공기 설계 데이터를 생성한 최초의 사람들이었습니다.

결과는 이단적이었습니다. 항공 분야의 표준이었던 오토 릴리엔탈(Otto Lilienthal)의 계수는 틀렸습니다. 100년 넘게 0.005로 인정받던 스미턴 계수(Smeaton's coefficient)도 마찬가지였습니다. 라이트 형제는 0.0033으로 계산했으며, 현대의 공기역학자들은 그 수치가 매우 정확하다고 확인했습니다. 3개월 만에 과학적 훈련을 받지 않은 두 명의 자전거 정비사가 항공학의 실증적 토대를 재구축한 것입니다.

마지막 조각은 1902년에 맞춰졌습니다. 오빌은 새로운 수직 방향타를 고안했고, 윌버는 그것의 진짜 목적을 파악했습니다. 그것은 보트의 키처럼 조종하기 위한 것이 아니라, 회전을 조정하기 위한 것, 즉 기체가 기울어질 때 정렬 상태를 유지하기 위한 것이었습니다. 윙 워핑, 승강타, 가동형 방향타가 합쳐져 진정한 3축 제어가 만들어졌고, 그 이후의 모든 항공기는 이 방식을 사용하고 있습니다.

키티호크와 허프먼 프레리의 비행

1903년형 플라이어(Flyer)는 약 1,000달러의 비용이 들었고 가문비나무와 무슬린 천으로 제작되었습니다. 매장 정비사 찰리 테일러(Charlie Taylor)가 6주 만에 제작한 12마력 4기통 엔진이 두 개의 추진식 프로펠러를 돌렸습니다. 윌버는 고유의 안정성보다는 조종사의 제어 능력을 염두에 두고 설계했습니다. 1985년 프레드 E. C. 쿨릭(Fred E. C. Culick)의 분석에 따르면, 이 기체는 너무 불안정해서 1902년형 글라이더로 훈련받은 라이트 형제 외에는 거의 다루기 힘들 정도였습니다.

진정한 증명은 나중에 데이턴 근처의 허프먼 프레리(Huffman Prairie)에서 이루어졌습니다. 1904년 9월 20일, 윌버는 유인, 동력, 공기보다 무거운 비행기로 역사상 최초의 완전한 원형 비행을 해냈습니다. 1905년 가을, 플라이어 III(Flyer III)는 24마일이 넘는 지속적인 회로 비행을 하고 있었습니다.

1908년, 르망

유럽은 그 어떤 것도 믿지 않았습니다. 프랑스 언론은 상황을 "비행가인가 사기꾼인가?"라고 요약했습니다. 윌버는 배를 타고 건너가 1908년 8월 8일부터 르망(Le Mans)에서 시범 비행을 했습니다. 그의 자연스러운 뱅크 회전은 루이 블레리오(Louis Blériot)를 포함한 구경꾼들을 놀라게 했습니다. 반박은 즉각적이고 전폭적이었습니다. '래로필'(L'Aérophile)의 조르주 베장송(Georges Besançon)은 비행이 모든 의심을 완전히 해소했다고 썼고, 형제를 사기꾼이라고 공개적으로 조롱했던 에르네스트 아르슈디콩(Ernest Archdeacon)은 그들이 프랑스에서 칭송받는 존재가 되었음을 인정했습니다.

특허 전쟁

1906년 5월 22일, 형제는 제어 시스템에 대한 미국 특허 821,393호를 받았고, 윌버는 남은 평생을 이를 방어하는 데 보냈습니다. 글렌 커티스(Glenn Curtiss)가 같은 원리로 작동하는 에일러론을 내놓았을 때, 윌버는 그에게 14번 청구항이 그가 사용 중인 조합을 구체적으로 다루고 있다고 편지를 보냈습니다. 1910년부터 그는 라이트 컴퍼니(Wright Company)의 사장으로서 도덕적 명분이라고 생각한 일을 위해 변호사들과 상담하고 증언하기 위해 쉼 없이 여행했습니다.

그 대가는 가혹했고 대부분 스스로 초래한 것이었습니다. 소송은 형제를 탐욕스럽게 보이게 했고 개발을 저해했습니다. 1911년경 라이트 항공기는 유럽 기계보다 열등한 것으로 간주되었고, 1917년 미국이 참전했을 때 자국이 설계한 쓸만한 비행기가 하나도 없었습니다.

윌버가 천재라 불리는 이유

그 사례는 구체적이고 지적입니다. 첫째, 거의 모든 사람이 틀렸을 때 그는 제약 요인을 정확히 식별했습니다. 문제는 동력이 아니라 제어였습니다. 둘째, 더 드문 일이지만, 그는 권위 있는 데이터를 불신하고 직접 다시 측정할 의지가 있었습니다. 릴리엔탈의 수치를 폐기하는 데는 자신감이 필요했고, 한 세기 동안 의심받지 않던 스미턴 계수를 뒤집는 데는 배짱이 필요했는데, 그는 소수점 셋째 자리까지 정확했습니다. 셋째, 그는 구성 요소의 용도를 파악하는 개념적 통찰력이 있었습니다. 오빌이 수직 방향타를 만들었지만, 윌버는 그것을 조율된 회전의 빠진 요소로 인식했습니다. 이는 세 개의 별도 장치를 오늘날까지 범용적으로 사용되는 하나의 제어 시스템으로 변환시킨 단계였습니다. 스미소니언 협회의 판단은 라이트 형제의 연구 기법, 타고난 기술, 성격적 특성이 독특하게 결합되어 그들이 그렇게 많은 실패 속에서도 성공할 수 있었던 이유를 설명한다는 것입니다.

두 가지 정직한 추론. 이것은 파트너십이었으며, 윌버를 유일한 저자로 보는 신화는 그것을 왜곡합니다. 오빌이 방향타를 설계했고, 찰리 테일러가 엔진을 만들었으며, 키티호크에서 오빌이 먼저 비행했습니다. 그리고 작업장 밖에서의 윌버의 판단력은 형편없었습니다. 그는 엔지니어로서가 아니라 소송 당사자로 말년을 보냈으며, 자신의 명성을 훼손하고 미국 항공을 정체시키며 국가가 필요할 때 경쟁력 있는 비행기조차 없게 만든 특허 캠페인에 매달렸습니다. 비행 문제를 해결했던 지성은 서류 작업을 보호하는 데 소진되었습니다.

유산

그는 아내와 비행기 두 가지를 다 가질 시간이 없다고 말했고, 두 형제 모두 결혼하지 않았습니다. 윌버는 1912년 5월 30일, 소송을 위해 끊임없이 여행하다 감염된 장티푸스로 45세의 나이에 세상을 떠났습니다. 오빌과 여동생 캐서린(Katharine)은 그의 이른 죽음에 커티스가 부분적인 책임이 있다고 생각했습니다. 그는 특허 싸움이 해결되는 것을 보지 못했습니다. 그가 남긴 것은 기계가 아니라 방법, 즉 체계적인 테스트, 맞춤형 계측, 발표된 수치를 무비판적으로 받아들이지 않는 태도, 그리고 오늘날 비행하는 모든 항공기가 여전히 따르고 있는 3축 제어입니다.