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새뮤얼 피어폰트 랭글리

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목차

1. 개요

새뮤얼 피어폰트 랭글리는 1834년 보스턴에서 태어나 천문학자, 물리학자, 항공 개척자였다. 그는 알레게니 천문대 소장, 스미스소니언 협회 사무총장을 역임했으며, 볼로미터를 발명하여 태양 에너지 연구에 기여했고, 스반테 아레니우스의 온실 효과 계산에 영향을 미쳤다. 또한, 조종 가능한 유인 비행기 제작을 시도했으나 실패했고, 라이트 형제의 비행 성공에 간접적인 영향을 미쳤다. 랭글리의 업적을 기리기 위해 다양한 기념 시설과 상이 제정되었으며, 한국 항공우주 기술 개발에도 영향을 미쳤다.

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새뮤얼 피어폰트 랭글리 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
랭글리, 1895년경
이름새뮤얼 피어폰트 랭글리
출생일1834년 8월 22일
출생지록스베리, 미국
사망일1906년 2월 27일
사망지에이킨, 미국
국적미국
서명[[파일:Signature of Samuel Pierpont Langley (1834–1906).png|새뮤얼 피어폰트 랭글리의 서명]]
직책
직위제3대 스미소니언 협회 사무총장
임기 시작1887년
임기 종료1906년
이전 사무총장스펜서 풀러턴 베어드
다음 사무총장찰스 둘리틀 월콧
학문
분야태양 물리학
수상
수상 내역럼퍼드 메달 (1886년)
헨리 드레이퍼 메달 (1886년)
얀센 메달 (1893년)

2. 생애

랭글리는 1834년 8월 23일 보스턴의 록스베리에서 태어났다.[3] 그는 보스턴 라틴 학교와 보스턴 영어 고등학교를 졸업한 후 하버드 대학교 천문대 조교를 거쳐 미국 해군사관학교에서 수학 교수로 임명되었는데, 실제로는 학교의 작은 천문대를 복구하는 임무를 맡았다. 1867년에는 알레게니 천문대 소장이자 피츠버그 대학교(당시 웨스턴 펜실베이니아 대학교)의 천문학 교수가 되어 1891년까지 재직했다. 이 시기 그는 도시와 철도에 표준 시간을 제공하는 앨러게니 시간 시스템을 개발하여 천문대 운영 자금을 마련했으며, 주로 태양 연구에 몰두하여 상세한 태양 흑점 그림을 남기고 볼로미터를 발명하여 적외선 관측 연구를 수행했다. 그의 연구는 훗날 스반테 아레니우스의 온실 효과 계산에 활용되기도 했다.

1887년에는 스미스소니언 협회의 세 번째 사무총장이 되었으며, 스미스소니언 천체물리 관측소를 설립했다. 그는 학술 활동에도 적극적이어서 1875년 미국 철학 학회 회원[4], 1888년 미국 고대학회 회원[5]으로 선출되었다. 태양 물리학 분야의 공헌을 인정받아 1886년 미국 국립 과학원으로부터 초대 헨리 드레이퍼 메달[7]과 럼퍼드 메달을 수상했으며, 1898년에는 프랑스 천문학회로부터 최고 상인 쥘 잔센 상을 받았다. 랭글리는 1906년 2월 27일 사우스캐롤라이나주 에이컨에서 사망했으며, 유해는 보스턴의 포레스트 힐스 묘지에 안장되었다.[21]

2. 1. 어린 시절과 교육

랭글리는 1834년 8월 23일 보스턴의 록스베리에서 태어났다.[3] 그는 보스턴 라틴 학교에 다녔고 보스턴 영어 고등학교를 졸업했다.

2. 2. 초기 경력

랭글리는 1834년 8월 23일 보스턴의 록스베리에서 태어났다.[3] 그는 보스턴 라틴 학교에 다녔고 보스턴 영어 고등학교를 졸업했다. 졸업 후 하버드 대학교 천문대에서 조교로 일했으며, 이후 미국 해군사관학교에서 수학 교수로 임용되었다. 명목상 직책은 수학 교수였지만, 실제로는 학교의 작은 천문대를 복구하는 임무를 맡았다.

1867년에는 알레게니 천문대 소장이 되었고, 동시에 웨스턴 펜실베이니아 대학교(현 피츠버그 대학교)의 천문학 교수를 겸임했다. 그는 1887년 스미스소니언 협회의 세 번째 사무총장이 된 후에도 1891년까지 이 직책들을 유지했다. 알레게니 천문대 소장으로 재직하는 동안, 랭글리는 프랭크 워싱턴 베리(Frank Washington Very)와 함께 적외선 관측 연구를 수행했고, 그 결과는 1890년에 출판되었다. 이 연구는 훗날 스반테 아레니우스가 최초의 온실 효과를 계산하는 데 중요한 자료로 사용되었다.

또한, 랭글리는 1875년 미국 철학 학회 회원으로 선출되었고,[4] 1888년에는 미국 고대학회 회원으로 선출되었다.[5] 그는 태양물리학 분야의 업적을 인정받아 1886년 미국 국립과학원으로부터 헨리 드레이퍼 메달과 럼퍼드 메달을 수상했으며, 1898년에는 프랑스 천문학회로부터 최고 상인 쥘 잔센 상을 받았다.

2. 3. 앨러게니 천문대 시절

1867년 피츠버그에 도착하여 앨러게니 천문대의 초대 소장이 되었으며, 동시에 웨스턴 펜실베이니아 대학교(현 피츠버그 대학교)의 천문학 교수를 역임했다. 당시 천문대는 재정난으로 대학에 인수된 상태였고, 장비 파손, 도서관 부재, 건물 노후화 등 여러 어려움을 겪고 있었다. 랭글리는 피츠버그의 산업가 윌리엄 소우 시니어의 도움을 받아 천문대 장비를 개선하고 새로운 장비를 도입할 수 있었다. 새로 설치된 장비 중에는 별이 천구 자오선을 통과할 때 위치를 정밀하게 관측하는 소형 통과 망원경이 포함되어 있었다.[6]

랭글리는 도시와 철도 회사에 표준 시간을 제공하는 사업을 통해 천문대 운영 자금을 마련했다. 당시 미국에서는 천문대가 대중에게 정확한 시간을 제공하는 경우가 드물었고, 시계는 수동으로 태엽을 감아야 했으며 시간 측정의 정확도도 낮았다. 철도가 등장하기 전까지는 정오에 해가 가장 높이 뜨는 것을 아는 것만으로 충분했지만, 철도 운행이 시작되면서 표준 시간의 부재는 심각한 문제를 야기했다. 열차는 시간표에 따라 운행되었으나, 지역마다 시간이 달라 혼란이 발생했고, 기관사와 관제사의 시계가 단 몇 분만 차이 나도 같은 선로에서 충돌 사고가 발생할 위험이 있었다.

랭글리는 새로 도입한 망원경으로 얻은 천문 관측 데이터를 활용하여 시간대를 포함한 정확한 시간 표준인 앨러게니 시간 시스템을 개발했다. 처음에는 앨러게니 시의 기업과 펜실베이니아 철도에 시간 신호를 제공했지만, 점차 서비스 범위를 확대하여 하루 두 번, 약 7584.82km에 달하는 전신선을 통해 미국과 캐나다 전역의 철도 회사에 정확한 시간을 제공했다. 이 시스템을 통해 철도 회사로부터 얻은 수익은 천문대 운영의 중요한 재원이 되었다. 앨러게니 시간 시스템의 수익은 1883년 미국 해군 천문대가 세금을 통해 시간 신호 제공 서비스를 시작하기 전까지 천문대 운영 자금으로 사용되었다.

운영 자금이 확보되자 랭글리는 주로 태양 연구에 집중했다. 그는 학창 시절 이후 첫 직업에서 익힌 제도 기술을 활용하여 수백 점의 태양 현상 그림을 남겼는데, 이 중 다수는 세계 최초로 기록된 것이었다. 특히 1873년, 천문대의 13인치 피츠-클라크 굴절 망원경으로 관측하여 그린 태양 흑점 그림은 매우 상세하여 고전적인 자료로 평가받는다. 이 그림은 그의 저서 《새로운 천문학》(The New Astronomy) 21페이지에 실렸으며, 미국과 유럽 전역에서 널리 재인쇄되었다.

1886년, 랭글리는 태양 물리학 분야에 기여한 공로를 인정받아 미국 국립 과학원으로부터 제1회 헨리 드레이퍼 메달을 수상했다.[7] 같은 해 럼퍼드 메달도 수상했다. 1890년에는 앨러게니 천문대에서 프랭크 워싱턴 베리와 함께 수행한 적외선 관측 결과를 발표했다. 이 연구에서 랭글리가 발명한 볼로미터로 수집한 데이터는 훗날 스반테 아레니우스가 최초의 온실 효과 계산에 활용하는 중요한 기초 자료가 되었다. 1898년에는 프랑스 천문학회로부터 최고 영예인 쥘 얀센 상을 수상했다.

2. 4. 스미스소니언 협회 시절

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2. 5. 말년

1905년 6월, 스미스소니언 연구소의 회계사 윌리엄 카(William Karr)가 공금을 횡령한 사실이 발각되자, 랭글리는 이에 대한 책임을 지고 이후 봉급을 받지 않았다. 같은 해 11월에는 뇌졸중을 겪었다. 1906년 2월, 요양을 위해 사우스캐롤라이나주 에이컨으로 거처를 옮겼으나, 그곳에서 다시 뇌졸중을 일으켜 2월 27일에 사망했다. 그의 유해는 보스턴의 포레스트 힐스 묘지(Forest Hills Cemetery)에 안장되었다.[21]

3. 과학적 업적

새뮤얼 피어폰트 랭글리는 천문학 및 물리학 분야에서 중요한 과학적 업적을 남겼다. 그는 미세한 온도 변화를 감지할 수 있는 볼로미터를 발명하여 태양 복사 연구의 새로운 길을 열었으며, 이는 훗날 기후 변화 연구에도 영향을 미쳤다.[17][18][19][20] 또한, 앨러게니 천문대 소장 시절에는 재정난을 극복하고 천문대 운영 자금을 마련하기 위해 철도 회사 등에 정확한 시간을 제공하는 표준시 서비스를 개척했다.[6] 이 시간 서비스는 당시 미국 철도 시스템의 안전 운행과 효율성 증대에 기여했을 뿐만 아니라, 표준시 시스템 정착의 기반을 마련하는 데 중요한 역할을 했다.

3. 1. 볼로미터 발명

1880년 랭글리는 처음에는 원적외선을 측정하는 데 사용된 기구인 볼로미터를 발명했다.[17] 볼로미터는 과학자들이 10만분의 1도 미만의 온도 변화를 감지할 수 있게 해주었다.[18] 이는 지구상의 태양 에너지 양 측정의 기초를 마련했다. 그는 1881년에 "볼로미터와 복사 에너지"라는 논문을 발표했다.[19] 랭글리는 볼로미터를 이용해 달의 표면 온도를 측정하려는 최초의 시도 중 하나를 했으며, 지구 대기 중 이산화탄소에 의한 적외선 간섭 측정 결과는 1896년 스반테 아레니우스가 이산화탄소 수준의 두 배 증가로 인한 미래의 기후 변화를 최초로 계산하는 데 사용되었다.[20]

3. 2. 시간 서비스 제공

1867년 피츠버그에 도착한 랭글리는 앨러게니 천문대의 초대 소장이 되었다. 당시 천문대는 재정적으로 어렵고 시설도 낙후된 상태였으나, 지역 산업 지도자인 윌리엄 소우 시니어의 도움으로 장비를 개선하고 새로운 관측 장비를 도입할 수 있었다.[6]

랭글리는 천문대 운영 자금을 마련하기 위해 도시와 철도 회사에 정확한 시간을 제공하는 사업을 시작했다. 당시 미국에서는 천문대가 공공에 정확한 시간을 제공하는 일이 드물었고, 시계는 부정확했으며 표준시의 필요성도 크지 않았다. 하지만 철도가 발달하면서 상황이 달라졌다. 열차는 시간표에 따라 운행되었지만, 지역마다 시간이 달라 혼란이 발생했고, 기관사들의 시계가 조금만 달라도 충돌 사고의 위험이 있었다.

랭글리는 천문 관측을 통해 얻은 데이터를 바탕으로 시간대를 포함한 정확한 시간 표준인 앨러게니 시간 시스템을 개발했다. 처음에는 앨러게니 시의 기업들과 펜실베이니아 철도에 시간 신호를 판매했으나, 점차 서비스 범위를 넓혀 하루 두 번, 약 7584.82km의 전신선을 통해 미국과 캐나다의 모든 철도에 정확한 시간을 제공하게 되었다. 랭글리는 이 시간 판매 수익으로 천문대를 운영했으며, 이는 1868년경부터 미국 해군 천문대가 1883년 세금으로 시간 신호를 제공하기 시작할 때까지 중요한 재원이 되었다.

랭글리의 시간 서비스 사업은 매우 성공적이었고, 당시 연구 자금을 마련하기 위해 지역 철도 회사에 시간 서비스를 판매하던 다른 많은 민간 천문대들 사이에서도 두드러졌다. 그의 이러한 활동은 19세기 후반 미국에서 천문학적 계산에 기반한 시간 배포 서비스 개발에 중요한 역할을 했으며, 특히 철도와의 협력은 표준시 시스템 구축의 기반을 마련하는 데 기여했다는 평가를 받는다. 이후 미국 해군 천문대가 시간 서비스 분야에서 영향력을 확대하자, 랭글리는 민간 천문대들의 상업적 시간 서비스 사업을 유지하기 위해 노력하기도 했다.

4. 항공 연구

랭글리의 증기 동력 ''에어로드롬 5호'' 비행 모습, 1896년 5월 6일. 알렉산더 그레이엄 벨 촬영


랭글리 에어로드롬 6호, 피츠버그 대학교 포스바 홀


랭글리는 조종 가능한 무거운 비행기, 즉 항공기를 만드는 것을 목표로 삼았다. 그의 초기 연구는 1887년부터 시작되었으며, 고무줄 동력의 모형과 활공기 실험을 진행했다. 그는 풍동과 유사한 기능을 하는 회전 팔 장치를 만들어 공기역학 데이터를 수집하고, 이를 바탕으로 소형 증기 기관을 동력으로 하는 더 큰 비행 모형들을 제작했다. 랭글리는 회전 팔 실험을 통해 지속적인 동력 비행이 이론적으로 가능함을 확신하게 되었다. 그는 항공기가 전진 속도에 따른 항력을 극복하기 위해 추력이 필요하다는 것을 이해했으며, 종횡비가 높은 평평한 날개가 더 높은 양력과 낮은 항력을 가진다는 점을 관찰했다. 또한 1902년에는 "일정한 크기와 무게의 비행기는 속도가 빠를수록 더 적은 추진력이 필요하다"고 언급하며 유도 항력의 개념을 파악하고 있었다.[8]

랭글리의 1/4 축소 모형. 1903년 8월 8일 수백 야드를 비행했다.


이 시기 작가 러디어드 키플링은 랭글리를 만나 그의 실험에 대한 인상을 남겼다. 키플링은 랭글리가 비행기 모형 실험 실패 후에도 좌절하지 않고 미래의 비행기 시대를 예견했다고 기록했다: "루즈벨트를 통해 나는 스미소니언 연구소의 랭글리 교수를 만났다. 그는 아직 휘발유가 등장하기 전에 소형 플래시 보일러 엔진으로 구동되는 비행기 모형을 설계한 노인이었다. 그것은 시험 비행에서 200야드 이상을 날았고, 포토맥 강물에 빠져 그의 나라 언론의 큰 웃음거리가 되었다. 랭글리는 차분하게 그 일을 받아들이며 내게 그때까지는 살아남지 못하겠지만, 나는 비행기가 확립되는 것을 보게 될 것이라고 말했다."[9]

랭글리의 노력은 1896년 5월 6일 첫 결실을 보았다. 그가 제작한 무게 약 11.34kg의 무인 동력 모형 '에어로드롬 5호'는 포토맥 강 위의 배에서 발사되어 약 701.04m와 약 1005.84m의 거리를 두 차례 비행하는 데 성공했다.[10][11] 이는 이전의 어떤 무거운 비행 기계보다 10배 이상 긴 거리였으며, 동력 비행기의 안정성과 충분한 양력 확보 가능성을 입증한 중요한 성과였다.[12] 같은 해 11월 11일에는 '에어로드롬 6호' 모형이 약 1524.00m 이상 비행하며 성공을 이어갔다.

이러한 무인 모형의 성공에 힘입어 랭글리는 유인 비행기 개발에 도전했다. 1898년, 그는 전쟁부와 스미스소니언 협회로부터 상당한 연구 자금을 지원받아 유인 '에어로드롬' 개발에 착수했으며, 찰스 M. 맨리를 기술자 겸 시험 조종사로 고용했다. 이 과정에서 개발된 맨리 엔진은 당시로서는 매우 뛰어난 성능을 자랑했다. 랭글리는 라이트 형제의 성공 소식을 듣고 그들과 접촉하려 했으나, 라이트 형제는 이를 정중히 거절했다.

하지만 유인 에어로드롬 시험 비행은 1903년 10월 7일과 12월 8일 두 차례 모두 이륙 직후 포토맥 강에 추락하며 실패로 돌아갔다. 연이은 실패와 언론의 비판 속에 랭글리는 결국 유인 비행 프로젝트를 포기해야 했다. 실패 원인으로는 롤 제어 기술 부재 등이 지적된다.

그럼에도 불구하고 랭글리의 연구는 항공 기술 발전에 기여한 측면이 있다. 특히 그가 실험을 통해 수정한 공기 저항 계수(스미톤 계수) 값은 이후 라이트 형제가 비행기를 설계하는 데 중요한 참고 자료가 되었다.

랭글리 사후, 1914년 글렌 커티스가 에어로드롬을 개조하여 비행시킨 일과 이로 인한 스미스소니언과 라이트 형제 간의 논란이 있었다.[16]

4. 1. 에어로드롬 개발

1898년, 이전 모형 비행 성공을 바탕으로 랭글리는 전쟁부로부터 5만달러, 스미스소니언 협회로부터 2만달러의 연구비를 지원받아 유인 비행기 개발에 착수했다. 이 비행기는 '에어로드롬'이라 불렸는데, 이는 '공중 주자'라는 의미의 그리스어에서 유래한 이름이다. 랭글리는 찰스 M. 맨리 (1876–1927)를 기술자이자 시험 조종사로 고용했다.

내연 기관 제작은 제조업체 스티븐 M. 발저(Stephen M. Balzer, 1864–1940)에게 맡겨졌으나, 발저가 요구된 성능과 무게 기준을 충족하는 엔진을 만들지 못하자 맨리가 직접 설계를 완성했다. 맨리가 완성한 엔진은 50마력으로, 당시 라이트 형제의 첫 비행기 엔진(12마력)보다 훨씬 강력했다. 이 엔진은 랭글리 본인보다는 다른 기술자들의 기여가 컸지만, 프로젝트가 항공 분야에 남긴 가장 중요한 기술적 성과 중 하나로 평가받는다.[13] 엔진은 실린더 5개를 방사형으로 배치한 형태로, 항공기용 성형 엔진의 초기 형태로 볼 수 있다 (이 엔진은 수냉식이었다).

에어로드롬은 철선으로 지지되는 탠덤익 (날개를 앞뒤로 배치) 구조였다. 페노식 꼬리날개를 이용해 피치(기수 상하 운동)와 요(기수 좌우 운동)는 가능했지만, 롤(기체 좌우 기울기) 제어 기능은 없었다. 대신 초기 모형처럼 날개의 이면각에 의존하여 수평 비행을 유지하도록 설계되었다.

라이트 형제가 맞바람을 이용하고 지상 착륙이 가능한 제어 비행기를 설계한 것과 대조적으로, 랭글리는 안전을 위해 포토맥 강 위의 잔잔한 공중에서 비행 시험을 계획했다. 이를 위해 배 위에 설치된 발사대가 필요했다. 에어로드롬에는 별도의 착륙장치가 없었으며, 시험 비행 후 강물에 착수하도록 설계되었다. 이는 성공하더라도 기체의 상당 부분 또는 전체를 다시 제작해야 함을 의미했다.[14]

하지만 1903년 10월 7일과 12월 8일에 진행된 두 차례의 유인 비행 시험은 모두 이륙 직후 실패로 끝났다. 첫 시도에서는 발사 과정에서 날개가 발사대에 부딪혔고, 기체는 한 기자의 표현대로 "모르타르 반죽 덩어리처럼" 강으로 추락했다.[15] 두 번째 시도에서는 발사 직후 기체가 부서지며 추락했다.[15] 조종사 맨리는 두 번 모두 무사히 구조되었으나, 랭글리는 결국 이 프로젝트를 포기했다. 이 실패는 언론에 대서특필되었고, 일부 의회 의원들은 프로젝트에 대한 강한 비판을 제기했다.

랭글리의 에어로드롬은 3축 제어(피치, 요, 롤)를 구현한 라이트 형제의 플라이어호와 달리, 롤 제어 수단이 없어 조종사가 비행 중 기체의 균형을 효과적으로 제어하기 어려웠다. 이는 랭글리가 실물 크기의 유인 비행 시험 전에 충분한 시험 비행 단계를 거치지 않고 곧바로 유인 비행을 시도했던 점과 함께 실패의 주요 원인으로 지적된다. 만약 에어로드롬이 그의 무인 모형처럼 안정적으로 날았다 하더라도, 제어되지 않은 상태에서의 착수는 조종사 맨리는 큰 위험에 처했을 수 있다.

4. 2. 에어로드롬 시험 비행 실패

1898년 무인 모형 비행 성공을 바탕으로 랭글리는 전쟁부로부터 50000USD, 스미소니언 연구소로부터 20000USD를 지원받아 유인 비행기 개발에 착수했다. 이 기체는 "에어로드롬"(Aerodrome영어)으로 명명되었고, 랭글리는 기술자이자 시험 조종사로 찰스 M. 맨리(Charles M. Manly, 1876–1927)를 고용했다.

랭글리(오른쪽)와 시험 조종사 찰스 맨리


대형 에어로드롬 제작 과정에서 내연 기관은 스티븐 M. 발저(Stephen M. Balzer)에게 외주되었으나, 요구된 출력과 무게를 만족시키지 못하자 맨리가 직접 설계를 완성했다. 이 52마력짜리 5기통 성형 엔진은 라이트 형제의 첫 비행기 엔진(12마력)보다 훨씬 강력했으며, 항공기용 성형 엔진의 시초 중 하나로 평가받는다.[13]

유인 에어로드롬의 첫 번째 실패, 포토맥 강, 1903년 10월 7일


유인 에어로드롬은 와이어로 지지되는 탠덤익(날개를 앞뒤로 배치) 구조였다. 꼬리날개(퍼노 테일, Pènaud tail)를 이용해 상하(피치) 및 좌우(요) 방향 제어는 가능했지만, 기체를 좌우로 기울이는 롤 제어 기능은 없었다. 랭글리는 모형과 마찬가지로 날개의 이면각에 의존하여 수평 비행을 유지하려 했다. 또한, 착륙장치가 없어 포토맥 강 위에 설치된 하우스보트 위의 캐터펄트를 이용해 이륙하고, 비행 후에는 강물 위에 착수(着水)하도록 계획되었다. 이는 비행에 성공하더라도 기체의 수리가 불가피함을 의미했다.[14]

1903년 10월 7일, 포토맥 강에서 첫 번째 유인 시험 비행이 시도되었다. 랭글리는 이륙 과정에서 날개가 발사대의 일부에 부딪혔다고 주장했다. 에어로드롬은 한 기자의 표현처럼 "모르타르 한 움큼처럼" 강으로 추락했다.[15] 조종사 맨리는 다행히 다치지 않고 구조되었다.

두 달 뒤인 12월 8일, 두 번째 시험 비행이 이루어졌으나 결과는 마찬가지였다. 이번에는 기체가 발사대를 떠나는 순간 구조물이 부서지면서 뒤집힌 채 강으로 떨어졌다(Hallion, 2003; Nalty, 2003).[15] 맨리는 이번에도 무사히 구조되었다.

연이은 실패 후 랭글리는 에어로드롬 프로젝트를 포기했다. 신문들은 이 실패를 대대적으로 보도했으며, 일부 의회 의원들은 프로젝트에 대한 강한 비판을 제기하기도 했다. 랭글리의 실패 원인 중 하나로는 라이트 형제와 달리 실물 크기 기체에 대한 충분한 사전 시험 비행 없이 바로 유인 비행을 시도했다는 점이 지적된다. 또한, 효과적인 롤 제어 기능의 부재는 안정적인 비행 제어에 있어 치명적인 약점이었다.

공교롭게도 랭글리의 두 번째 실패 불과 9일 뒤인 1903년 12월 17일, 라이트 형제는 라이트 플라이어 호로 인류 최초의 지속적인 동력 비행에 성공했다. 랭글리의 실패 직후였기 때문에, 라이트 형제의 성공 소식은 초기 언론의 회의적인 시선 속에서 큰 주목을 받지 못했다.

이후 1914년, 라이트 형제와 특허 분쟁 중이던 글렌 커티스가 스미소니언 연구소의 지원을 받아 에어로드롬을 상당 부분 개조하여 짧은 비행에 성공시켰다.[16] 스미소니언은 이를 근거로 에어로드롬을 "지속적인 자유 비행이 가능한 세계 최초의 유인 비행기"로 전시하려 했으나, 이는 역사적 사실과 다른 주장이었으며 나중에 커티스가 상당한 개조를 가했다는 사실이 밝혀졌다. 이 사건은 라이트 형제 측과의 오랜 갈등을 유발했다.

4. 3. 에어로드롬 복원과 논란

1914년 5월 28일, 글렌 커티스는 라이트 형제의 특허에 맞서고 스미스소니언 연구소가 랭글리의 항공 분야 명성을 회복시키려는 노력의 일환으로 에어로드롬을 수정하여 수백 피트 비행하는 데 성공했다.[16] 그럼에도 불구하고 법원은 라이트 형제의 특허를 인정했다.

커티스의 비행 이후 스미스소니언 연구소는 에어로드롬을 "지속적인 자유 비행이 가능한 세계 최초의 유인 비행기"라는 설명과 함께 박물관에 전시했다. 이러한 스미스소니언의 주장에 대해, 이 논쟁을 기록한 프레드 하워드는 "그것은 순전히 거짓말이었지만, 존경받는 스미스소니언 연구소의 승인을 받아 수년간 잡지, 역사책, 백과사전에 실리면서 사실을 아는 사람들을 짜증나게 했다"고 지적했다.(Howard, 1987) 스미스소니언 연구소의 이러한 행동은 에어로드롬의 우선권 주장에 반대했던 오빌과 수십 년간 불화를 겪는 원인이 되었다.

나중에 커티스가 비행시킨 에어로드롬은 비행을 위해 상당한 개량이 이루어졌다는 사실이 밝혀졌다.

5. 비판과 재평가

랭글리는 초기 글라이더 및 고무 동력 모형 비행 실험을 거쳐, 미 육군으로부터 5만달러의 예산을 지원받아 유인 비행기 개발에 착수했다. 1896년에는 무인 동력기 모형으로 2km 이상 비행하는 데 성공하기도 했다.

그러나 에어로드롬이라 명명된 유인 비행기는 1903년 10월 7일과 12월 8일, 포토맥 강 위에서 캐터펄트를 이용해 두 차례 발사를 시도했으나 모두 실패로 돌아갔다. 기술적으로는 라이트 형제의 플라이어호보다 강력한 52마력 엔진(초기 성형 엔진 형태)을 탑재하고 탠덤익 구조를 가졌으나, 성공적인 비행으로 이어지지는 못했다.

랭글리의 연이은 실패는 불과 며칠 뒤인 1903년 12월 17일 라이트 형제가 인류 최초의 동력 비행에 성공했음에도 불구하고, 이 소식이 당시 언론에서 큰 주목을 받지 못하고 의문시되는 배경이 되기도 했다.

5. 1. 실패 원인 분석

랭글리의 유인 비행 실패는 크게 두 가지 원인으로 분석된다. 첫째, 라이트 형제가 활공기를 통한 수많은 시험 비행으로 조종 기술과 기체 설계를 개선한 것과 달리, 랭글리는 성공적인 무인 모형 비행 후 충분한 실물 크기의 시험 비행 없이 바로 유인 비행 실험에 돌입했다는 점이다.[15] 이는 당시 다른 많은 초기 비행 연구가들이 겪었던 문제와 유사하다.

둘째, 기술적으로 3축 제어(롤, 피치, 요) 시스템이 없었다는 점이다. 랭글리의 에어로드롬은 피치와 요 제어는 가능했지만, 기체의 좌우 기울기를 제어하는 롤 제어 기능이 없었다.[15] 대신 날개의 이면각에 의존하여 수평 비행을 유지하려 했으나, 이는 불안정한 비행 상황에 대처하기에는 역부족이었다. 라이트 형제가 비행 성공의 핵심 요소로 3축 제어를 발명하고 이를 통해 기체를 완전히 통제할 수 있었던 것과는 대조적이다. 이러한 제어 능력의 부재는 설사 에어로드롬이 이륙에 성공했더라도 조종사 찰스 M. 맨리가 통제 불가능한 상태에서 착륙해야 하는 큰 위험에 처했을 수 있음을 의미한다.[15]

5. 2. 라이트 형제와의 관계

라이트 형제는 비행기 연구를 진행하면서 여러 차례 랭글리에게 편지를 보내 가르침을 청하기도 했다. 특히, 비행기 설계에 사용되던 스미톤 계수의 값이 실제로는 기존에 알려진 것의 절반에 불과하다는 랭글리의 발견은 라이트 형제의 성공에 중요한 기여를 했다.

랭글리는 에어로드롬이라 이름 붙인 유인 비행기로 1903년 10월 7일과 12월 8일 두 차례 비행을 시도했으나 모두 실패했다. 그의 실패 직후인 1903년 12월 17일, 라이트 형제는 라이트 플라이어로 인류 최초의 동력 비행에 성공했다. 그러나 랭글리의 연이은 실패 때문에 라이트 형제의 성공 소식은 당시 언론에서 큰 주목을 받지 못하고 의문시되기도 했다.

훗날 1914년, 글렌 커티스는 라이트 형제와의 비행기 특허 분쟁에서 랭글리의 비행기를 복원하여 비행시키려 시도했다. 하지만 법원은 라이트 형제의 특허를 인정했으며, 커티스가 복원한 랭글리의 비행기는 원형과 달리 상당 부분 개량되었다는 사실이 나중에 밝혀졌다.

6. 유산 및 영향

랭글리의 연구와 시도, 특히 항공 분야에서의 선구적인 노력은 비록 당대에 완전한 성공을 거두지는 못했지만, 후대의 기술 발전에 중요한 영향을 미쳤다. 그의 체계적인 접근 방식과 실험들은 라이트 형제를 포함한 후속 연구자들에게 귀중한 자료와 영감을 제공했으며, 항공 기술 발전의 초석을 다지는 데 기여했다.[22][23]

또한 스미스소니언 협회에서의 활동을 통해 과학 대중화와 연구 지원에도 힘썼다. 이러한 그의 공로와 업적을 기리기 위해 그의 이름은 미국 항공 명예의 전당에 헌액되었으며,[24] 다양한 연구 시설, 군사 기지, 학술상 등에 사용되어 오늘날까지 기억되고 있다.

6. 1. 랭글리 기념 시설 및 상

미국 국회 의사당 원형 로툰다에 전시된 「미국 역사의 프리스」 세부 작품 「항공의 탄생」에는 레오나르도 다 빈치, 새뮤얼 랭글리, 옥타브 샤뉴트, 라이트 형제와 그들의 개척적인 「라이트 플라이어」가 묘사되어 있다.


랭글리의 업적을 기리는 항공기와 선박, 시설, 태양 복사량 단위, 상 등은 다음과 같다.

  • 스미스소니언 협회의 랭글리 금메달[22]
  • NASA 랭글리 연구 센터(NASA LaRC), 버지니아주 햄프턴[23]
  • 랭글리 공군 기지
  • 피츠버그 대학교의 클랩/랭글리/크로포드 콤플렉스 내 랭글리 홀
  • 피츠버그의 랭글리 고등학교
  • 랭글리 기념 항공 연구소
  • 태양 복사량의 랭글리 단위
  • 시에라네바다 산맥의 랭글리 산
  • USS 랭글리 (CV-1)
  • USS 랭글리 (DE-131), 1942년 7월 10일 진수되었으나, 1942년 8월 1일 함만(Hammann)으로 함명이 변경되었다.
  • USS 랭글리 (CVL-27)
  • 에드워드 로버트 암스트롱의 시드롬 랭글리, 대서양 항공 중계소 체인의 하나로 계획되었으나 대공황으로 취소되었다.
  • SS 새뮤얼 P. 랭글리, 미국 자유선
  • 버지니아주 햄프턴의 새뮤얼 P. 랭글리 초등학교(Samuel P. Langley Elementary School)


1963년 랭글리는 오하이오주 데이턴에 있는 미국 항공 명예의 전당에 헌액되었다.[24]

7. 대중문화

1978년 영화 《키티호크의 바람》에서 배우 존 호이트가 랭글리 역을 연기했다.

참조

[1] 서적 Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences 1894
[2] 서적 American Naturalist U. of Chicago Press 1894
[3] 서적 Biographical Index of Former Fellows of the Royal Society of Edinburgh 1783–2002 https://www.royalsoc[...] The Royal Society of Edinburgh 2006-07-00
[4] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...] 2021-05-05
[5] 웹사이트 American Antiquarian Society Members Directory http://www.americana[...]
[6] 웹사이트 University of Pittsburgh history http://www.pitt.edu/[...]
[7] 웹사이트 Henry Draper Medal http://www.nasonline[...] National Academy of Sciences 2011-02-19
[8] 뉴스 Bjorn's Corner: Aircraft drag reduction, Part 3 https://leehamnews.c[...] 2017-11-03
[9] 서적 Something of Myself: for my friends known and unknown MacMillan and Co. 1951
[10] 웹사이트 Langley Aerodrome Number 5 https://airandspace.[...] 2018-01-08
[11] 학술지 Langley's Steam-powered Flying Machines 1998
[12] 웹사이트 Smithsonian Samuel P. Langley Collection and Historical note http://www.nasm.si.e[...]
[13] 웹사이트 Aerostories http://aerostories.f[...]
[14] 웹사이트 Was the First Successful Airplane Tested at Chopawamsic Island, Virginia? http://www.virginiap[...]
[15] 학술지 Hops and Flights: A roll call of early powered take-offs http://www.flightglo[...] 2013-08-24
[16] 서적 Lincoln Beachey: The Man Who Owned the Sky Tripod Press 2017
[17] 학술지 The bolometer https://babel.hathit[...] 1880
[18] 웹사이트 Samuel Pierpont Langley https://earthobserva[...] 2018-10-31
[19] 학술지 The Bolometer and Radiant Energy 1881
[20] 서적 The Long Thaw 2009
[21] 웹사이트 Samuel P. Langley Collection https://sova.si.edu/[...] 2019-02-13
[22] 웹사이트 Awards and Medals http://newsdesk.si.e[...] Smithsonian Institution 2012-03-14
[23] 뉴스 What's in a name? NASA Langley Research Center http://hamptonroads.[...] 2011-09-05
[24] 웹사이트 Enshrinee Samuel Langley https://nationalavia[...] National Aviation Hall of Fame 2023-02-13


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