하늘의 과학 : 항공 우주 과학의 정석 (양장)

하늘의 과학 : 항공 우주 과학의 정석 (양장)

$30.00
Description
대한민국 항공 우주 과학 인재들을 길러낸
30여년 교육의 정수!

수학과 물리학은 어떻게 수백 톤의 쇳덩이를 하늘에 띄우는가?
지금 대한민국의 미래는
하늘에 달려 있다!
지난 5월 이루어진 제68차 한미 정상회담. 한국과 미국 두 나라의 대통령이 만난 이 회담의 성과 중 하나로 미사일 사거리 지침의 폐기가 있다. 1979년 작성되어 42년 동안 대한민국의 미사일 주권을 침해했던 이 지침이 사라지면서, 우리는 미사일뿐만 아니라 다양한 형태의 우주 발사체를 제한 없이 연구·개발하고 보유할 수 있게 되었다. 그야말로 대한민국의 우주 시대를 열 토대가 새로이 마련된 것이다. 이뿐만 아니라 아폴로 계획 이후 50여 년 만에 인간을 다시 달에 보내려 하는 국제 협력체 ‘아르테미스 프로그램’에 한국이 10번째 참여국이 되고, 첫 국산 전투기 KF21 보라매의 시제기가 올해 출고되는 등 하늘로 향하는 대중의 관심은 계속해서 커지고 있다.
이번에 (주)사이언스북스에서 펴낸 『하늘의 과학: 항공 우주 과학의 정석』은 이처럼 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. 저자인 장조원 한국항공대학교 항공 운항 학과 교수는 공군사관학교 항공 우주 공학과 부교수, 캐나다 라이어슨 대학교 겸임 교수 등을 거쳐 한국항공운항학회 항공 공학 위원장, 한국항공우주산학위원회 공력 해석 및 설계 분과 위원장을 맡은 대한민국 대표 항공 우주 과학자다. 대한민국의 항공 과학 인재들을 30여 년간 길러낸 경력 외에도 그는 한국가시화정보학회 우수 논문상, 한국항공대학교 최우수 교수상, 교원 업적 종합 부문 최우수상, 현대자동차그룹 우수 논문상 등을 수상하고 “원격 조종 날갯짓 비행체”를 비롯해 다수의 특허 및 실용신안을 보유하는 등 탁월한 연구 역량과 성과를 꾸준하게 인정받아 왔다.
장조원 교수가 2018년부터 사이언스북스 블로그에 ‘하늘의 과학’이란 이름으로 월 1회씩 1년간 연재해 통산 30만 뷰를 달성한 글을 엮은 이 책에서, 그는 항공 우주 과학을 일반인의 눈높이로 풀어 쓴 전작 『비행의 시대』(사이언스북스)의 연장선상에서 항공 우주 과학의 기본이 되는 물리 법칙을 수식과 함께 설명한다. 수백 톤의 쇳덩이가 하늘에 뜨는, 현대인에게는 익숙하지만 사실은 쉽게 믿기 힘든 이 위업 속에 숨겨진 수학과 물리학 원리를 명쾌하게 풀어놓는 그의 강의에는 이해를 도울 연습 문제도 매 단원마다 포함되어 있다. 차근차근 내용을 정복해 나간다면 책의 부제인 ‘항공 우주 과학의 정석’이란 뜻처럼 수학의 언어를 통해 비행의 모든 것을 마스터하는 기쁨을 누릴 수 있을 것이다.

저자

장조원

저자:장조원
공군사관학교항공우주공학과를졸업하고서울대학교대학원에서석사학위를,한국과학기술원(KAIST)에서항공우주공학박사학위를받았다.공군사관학교항공우주공학과부교수,미국메릴랜드대학교방문학자,캐나다라이어슨대학교겸임교수를지냈다.한국가시화정보학회편집이사,한국항공운항학회항공공학위원장,한국항공우주산학위원회공력해석및설계분과위원장,대한민국공군발전협회연구위원등으로활동중이다.한국항공우주학회학술상,한국항공대학교최우수교수상,교원업적종합부문최우수상등다수의상을수상했다.저서로는항공우주과학에대해쉽게풀어쓴『비행의시대』,『하늘에도전하다』가있다.현재한국항공대학교항공운항학과교수,공군사관학교명예교수로있으며생체모방비행체,경계층흐름제어,유동가시화를비롯해비정상공기역학분야연구를수행하고있다.

목차

『하늘의과학』을시작하며6

1부민항기조종석에서바라본하늘길10

1장KE073편관숙비행(북태평양항공로)12
2장KE074편관숙비행(북극항공로)58

2부항공기,이륙에서착륙까지96

3장이륙과상승비행98
4장순항비행과뉴턴의운동제2법칙146
5장선회비행과하중계수180
6장강하비행과착륙212

3부비행의성패를좌우하는과학원리들258

7장항공기안정성과무게중심260
8장항공기크기와기하학290
9장항공기소음과로그함수302
10장측풍착륙과벡터324

4부발전하는항공기속첨단과학348

11장착륙장치와삼각함수350
12장자동조종장치와선형대수378
13장관성기준시스템과미적분410
14장항공기투발핵무기와확률450

5부.항공과학,하늘을넘어우주로494

15장.우주개발과로켓추진원리496
16장.인공위성과원추곡선514
17장.태양계와각운동량보존법칙540
18장.우주탐사와우주생명체교신564

참고문헌592
도판저작권596
찾아보기599

출판사 서평

한권으로끝내는항공우주관련
수학,물리학의원리들

『하늘의과학』은눈에보이지않지만,항상우리하늘을가득메우고있는수학과과학법칙을5부구성으로설명한다.1부「민항기조종석에서바라본하늘길」은실제비행의현장을보여주는차원에서장조원교수가인천과토론토를오가는보잉787기조종실에직접동석해관숙비행을하며기록한내용을담았다.승객탑승전부터바쁘게진행되는운항브리핑에서운항승무원의편조가편성되는절차까지현장감이한껏묻어나는이야기들이가득하다.인가서류가없으면접근조차불가능한조종실에서혹시라도발생할지모르는식중독을막기위해기장과부기장이서로다른식사메뉴를먹는다는대목에서는화려함의이면에가려보이지않았던,늘긴장의연속인조종사의세계를느낄수있다.

2부「항공기,이륙에서착륙까지」는땅을박차고날아오르는이륙,항공기가하늘에서행하는순항비행과선회비행,마지막으로지상에내려앉는착륙까지비행의전과정을한눈에파악할수있도록쓰였다.수백명의목숨을앗아가는사고를낳을수도있는이륙결심속도와항공기의착륙을좌우하는접근속도,접지속도의개념을다양한삽화와함께살펴보면서비행의단계별로항공기에수학과물리학이어떻게적용되는지를깨달을수있다.더나아가공중에서항공기에작용하는네가지힘인양력,중력,추력,항력을살펴보며비행의원리도이해할수있다.

3부「비행의성패를좌우하는과학원리들」에서는비행이성공하기위해항공기가갖추어야하는사항과이를좌우하는과학원리를살펴본다.속도,벡터,로그함수개념을배우며무게중심이어디에있어야항공기가안정성을유지할수있는지,기체크기와날개의크기에는어떤연관이있는지,비행소음은어떻게측정되는지,항공기는바람이불때어떻게착륙하는지등의궁금증을풀게될것이다.보잉737과에어버스A380을사진으로비교하며항공기가커질수록기체와날개의비율이달라지는모습을실제로확인하는즐거움도있다.

4부「발전하는항공기속첨단과학」에서독자는계속해서발전하는항공기의주요장비와이들이작동하는이론적바탕을확인할기회를얻게된다.삼각함수와미적분,확률에관한지식을쌓으며착륙장치,자동조종장치,관성기준시스템처럼그모습을상상할수밖에없었던장치들을이해할수있다.목적지까지자동으로운항하고착륙하는,마치마법처럼보이는이과정에사실은선형대수의행렬과벡터공간수학이작용하고있음을알아보자.

5부「항공과학,하늘을넘어우주로」는인류의마지막개척지우주로뻗어나가는항공우주과학을다룬다.20세기초미국과소련두강대국의우주경쟁역사와함께작용-반작용법칙,원추곡선,각운동량보존법칙같은물리법칙이로켓의추진력,인공위성의공전궤도,새우주망원경을쏘아올릴위치를어떻게결정하는지살펴보자.비행에대한지식이하늘밖으로까지확장될것이다.

항공우주과학을이끌어갈미래인재를위해
장조원교수는독자들이첨단과학의산물인비행기의매력에흠뻑빠지고비행기를매개로수학과물리학에서즐거움을찾기를바라며『하늘의과학』을집필했다.어린시절자신이장난감조립비행기를분해하고조립하고망가뜨리면서꿈을키웠던것처럼,그는『하늘의과학』이미래에항공우주과학을이끌어갈인재들에게영감을선사하기를바라고있다.

『하늘의과학』에서는중ㆍ고등학교교과과정에포함된수학과물리학이항공우주분야에어떻게응용되는지를다뤘다.어떤함수들이어떻게적용되는지,비교적최근학문적진전을보인확률이론을어떻게활용하고있는지,그리고미분과적분을비롯해벡터와행렬,로그함수,삼각함수등이비행기에응용된사례를다룬다.특히수학과물리학이항공우주과학,또는비행현상과어떻게연관되는지교과서에는수록되어있지않은내용도다뤘다.
-본문에서

올해4월,NASA의우주헬기‘인저뉴어티’가화성에서동력비행을했다.대기밀도가지구의1퍼센트에불가하고중력이지구의3분의1인화성에서동력비행에성공한것은117년전라이트형제의비행에버금가는사건이라평가받는다.코로나19로항공산업이어느때보다어려움을겪고있는현상황도비행을향한인류의꿈을꺾지는못했던것이다.117년전비행을꿈꾼라이트형제처럼,인류의염원을싣고화성에서날아오른인저뉴어티처럼하늘을향한꿈을『하늘의과학』을읽으며키워보는것은어떨까?우리의상상력이경계가없는하늘을향해끊임없이뻗어나갈것이다.1922년한반도최초의비행기가경성하늘을난지근100년이지나이제본격적으로하늘에진출하고달탐사까지꿈꾸는지금의대한민국에서,『하늘의과학』이하늘을나는비밀을이해하고싶은모든이를위한출발점이되기를바란다.