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  최고의 비행술을 가진 동물은?
  글쓴이 : 전파과학사     날짜 : 20-04-10 10:20     조회 : 85     트랙백 주소

  • 비행 기술이 최고인 동물은 곤충이다

빠르게 잘 날아 다니는 동물이라면 새를 먼저 생각하지만, 비행 기술이라면 곤충이 최고이다.

부분의 곤충은 날개가 있고 모두 뛰어난 비행사들이다. 수많은 곤충 종류 가운데 최고 비행 전문가는 파리이다.

파리는 1초에 자기 몸길이의 250배나 되는 거리를 난다. 그러기 위해 그들은 1초에 300번 정도 날개를 퍼덕인다.

파리의 작은 몸 어디에서 그런 힘이 나오는지 신비하다.

비행운동을 하려면 많은 에너지를 소비해야 하고, 그에 따라 대량의 산소도 소모해야 한다.

파리는 복부(腹部) 피부에 있는 숨구멍을 통해 비행에 필요한 산소를 호흡하고 있다.

그들은 장거리 항속비행(恒速飛行)을 비롯하여 선회, 회전, 갑자기 돌아서는 유(U)턴, 8자 비행, 상승하강,

헬리콥터 같은 제자리비행, 후진, 측방향 비행 등 자유자재로 날 수 있다. 인간이 만든 비행체라면 꿈도 꿀 수 없는 신기(神技)이다.

그런 파리가 지구상에 약 4,000종 살고 있다.


대개의 곤충은 2쌍의 날개로 날지만, 파리와 모기는 앞날개만을 사용하고 뒷날개는 작은 모습으로 흔적처럼 남아 있다.

그러나 이 작은 날개는 비행시에 몸통이 흔들리지 않도록 균형을 잡아주는 중요한 구실을 한다.

파리는 조금도 힘들지 않게 이륙하고 착륙하는 능력을 가졌다.

파리가 가진 6개의 다리는 어떤 지형에서라도 자연스럽게 이착륙한다.

새들은 아무리 잘 나는 종류이더라도 파리나 잠자리만큼 자연스럽게 비행하지는 못한다.

곤충이 비행하는 데는 활주로가 필요치 않다.

고속으로 날아와 거꾸로 천장에 안착하는 것도 그들에게는 어렵지 않은 비행술이다.

파리의 비행 비밀은 그들의 가슴 근육과 날개에 있다.

파리의 가슴 근육이 어떤 조직이기에, 그리고 그들의 가볍고 튼튼한 날개의 신소재는 무엇인지 화학자들도 모른다.

사람들은 파리를 무척 싫어하지만, 파리와 그 애벌레(구데기 maggot)는 포식성(捕食性) 곤충, 새, 물고기 등의 먹이로서

‘대자연 속의 먹이사슬’에서 너무나 중요한 역할을 한다.

뿐만 아니라 파리의 애벌레는 죽은 동물이나 식물을 먹고 생장하기 때문에 환경을 빨리 정화(淨化)시키는 중요 역할도 한다.


파리의 조상은 2억 4,000만 년 전에 나타났다. 집파리는 대부분이 사람 주변에 사는 대표적인 파리 종류이다.


  • 속도비행 챔피언 곤충은?

물가를 날아다니는 왕잠자리나, 가을철 푸른 하늘을 등지고 비행하는 고추잠자리 떼를 바라보면 그들의 비행술에 탄성이 나온다.

곤충 중에 비행 속도가 가장 빠르고 항속거리(航速距離)가 제일 긴 것이 잠자리이다.

등에 얹힌 두 쌍의 날개를 교묘히 펄럭이며 쾌속으로 날다가, 순간적으로 방향을 급선회하는 비행 기술은 항공역학 이론을 의심케 한다.

모기의 사촌인 각다귀는 매초 600번 날개를 진동하여 시속 1.5km로 날고, 벌은 130여회 퍼덕여 6.5km로 비행한다.

나비는 매초 10회 펄럭여 22.5km를, 잠자리는 1초에 35회 퍼덕여 25km 이상 나는데, 빠른 종류는 시속 96km로 날기도 한다.


독일의 석회암층에서 발견된 잠자리 화석이다. 잠자리는 세계에 3,000여종 살고 있다.


오늘날 살고 있는 잠자리는 약 2억 5,000만 년 전에 탄생했다.

헬리콥터의 등에 달린 대형 로터와 긴 동체, 커다란 조종석은 잠자리 모습이다.

잠자리가 먹이를 잡아 다리로 움켜쥐고 비행하는 모습과 헬리콥터가 짐을 끌어안고 나는 모습은 퍽 닮았다.



  • 제비는 왜 심장이 1분에 800번이나 뛰어야 하나?

인간은 비행기뿐만 아니라 로켓으로 추진하는 우주선까지 만들어 새보다 빨리, 더 멀리 비행할 수 있게 되었다.

그러나 비행기와 새를 비교해 보면, 비행기는 구조가 복잡하고 엄청난 연료(에너지)를 소비하는 기계이다.

1억 5,000만 년 전에 살았던 ‘시조새’의 화석은 1861년 유럽에서 처음 발견되었다.

조새는 파충류(뱀, 거북 따위)와 새의 중간 모습이었다. 이 화석을 본 진화학자들은 새가 파충류로부터 진화했다는 것을 확신했다.

새의 깃털은 파충류의 비늘이 변화된 것이고, 힘찬 꼬리날개는 파충류의 채찍 같은 꼬리가 진화된 것으로 믿게 된 것이다.


새의 큰 특징은 깃털이다. 깃털은 가벼우면서 튼튼하고, 체온을 잘 지켜줄 뿐만 아니라 몸이 물에 젖지 않도록 막아준다.

새(오리, 거위 등)의 깃털을 넣은 옷과 이불은 매우 가벼우면서 따뜻하다.


새가 날 수 있는 것은 날개를 헤엄치듯 퍼덕이기 때문이라고 대부분 생각한다.

그러나 새의 비행 모습을 고속카메라로 찍어 관찰해보면,

날개 가장자리의 깃털이 마치 비행기 프로펠러가 도는 것처럼 움직이기 때문에 날게 된다는 것을 알게 된다.

커다랗게 펼친 날개 는 새가 공중에 쉽게 떠 있도록 해주는 구실을 주로 한다.

새의 또 다른 장점은 보기와는 달리 몸무게가 가볍다는 것이다.

새 가운데 날개가 가장 크고 멋지게 나는 것은 군함새라고 한다. 이 새는 몸무게가 약 1.4kg인데, 날개의 폭은 210cm나 된다.

이런 군함새의 전체 뼈의 무게는 겨우 114g에 불과할 정도로 가볍다.

새의 뼈 속을 보면 커다란 공기구멍이 가득하다.

새는 뼈 속을 효과적으로 비움으로써 무게를 가볍게 하는 동시에 근육이 강한 탄성을 가질 수 있는 것이다.



제비는 1분 동안에 심장이 약 800번(벌새라면 1,000번) 뛴다.

만일 새의 심장이 이 정도로 빨리 뛰지 않는다면 강력하게 날개를 퍼덕일 때 필요한 산소가 충분히 공급되지 못한다.

새가 날개를 힘차게 움직이려면 에너지 생산에 필요한 화학반응이 빨리 진행되어야 하므로 체온도 높여야 한다.

그래서 비행하는 새들은 체온을 40℃ 정도를 유지한다.


  • 벌새(hummingbird)는 왜 열대지역에만 사나?

전 세계에 꿀을 먹는 새가 1,600여종 사는데, 그 중에 벌새가 320종이다.

쿠바와 그 주변 지역에 사는 체구가 제일 작은 꿀벌벌새(bee hummingbird)는 몸길이가 5.5cm에 불과하여 나방 크기와 비슷하다.

꽃의 꿀을 먹는 벌새는 꿀을 빠는 동안 꽃 앞에 정지 상태로 날 수 있는 유일한 새 종류이다.

그들은 꽃의 꿀을 먹는 동안 벌처럼 꽃가루받이도 해준다.

이런 벌새 종류는 4계절 꿀을 구할 수 있는 열대지방에만 산다.

벌새의 비행 기술은 파리만큼이나 완벽하다.

이들도 전진, 후진, 상승, 하강, 제자리비행을 자유롭게 하며 온갖 곡예비행도 한다.

벌새의 날개는 바로 헬리콥터의 회전날개처럼 움직인다.

그들의 날개와 연결된 어깨를 버티는 비행근육은 체중의 30%를 차지한다.

그들은 1초에 50~70회 날개를 친다.

이 진동속도는 어떤 새보다 몇 배 빠르다. 참고로 파리는 1초에 200~300회 퍼덕인다. 

벌새가 이런 속도로 날개를 움직이려면 엄청난 에너지(먹이)가 필요하다.

과학자의 계산에 따르면 사람이 벌새처럼 날면서 살아가자면, 매일 자기 체중의 두 배나 되는 감자에 해당하는 양의 식사를 해야 한다고 계산했다.


몸길이 5~6cm, 체중 1.6~2g에 불과한 꿀벌 벌새는 벌새 중에 가장 작다.​


벌새처럼 날개를 퍼덕여 공중에 떠 있으면 단시간에 에너지 소모가 많아 체온이 순간에 높아질 것이다.

계산에 의하면, 사람이 꿀벌벌새처럼 운동하면서 체온을 37℃로 유지하려면 땀을 폭포처럼 쏟아야 한다고 벌새가 어떻게 그토록 빨리 날개를 퍼덕일 수 있고,

막대한 에너지를 생산하고, 높아지는 체온을 40℃ 정도로 조절할 수 있도록 진화되었는지, 진화 이론으로는 설명이 어려운 신비이다.




   

 

 

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