투명 인간 '보이눙게 업시옹'

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“똑똑….”
따분한 수요일 오후. 사건 의뢰가 없어서 졸고 있던 썰렁홈즈는 누군가 문을 두드리는 소리에 놀라 잠을 깼다. 하지만 문을 열어 보니 밖에는 아무도 없었다.
“뭐야, 애들 장난인가?”
따분한 표정으로 문을 닫고 들어가려는데, 누군가 썰렁홈즈를 부르는 소리가 들렸다.
“저…. 도움을 청하러 왔는데요….”
촌스러운 슈퍼맨 복장을 한 사람이 서서히 눈앞에 나타났다.
“으…. 으…, 아아악~! 사람 살려~! 귀신이다~!”
“저…, 저는 프랑스의 특수요원 ‘보이눙게 업시옹’이라고 합니다. 실험에 성공해서 투명인간이 되었어요. 하지만 문제가 하나 생겼답니다. 저는 투명인간이 되었는데, 제 비행기가 레이더에 모두 걸려서요. 뭔가 방법이 없을까요?”

난반사 비행기를 조립하라


“레이더에 잡히지 않는 비행기라면 스텔스기에 사용한 방법을 쓰면 됩니다.”
썰렁홈즈는 보이눙게 업시옹의 비행기를 스텔스기처럼 만들기 위해 스텔스기를 제작한 록히드사의 개발팀인 ‘스컹크웍스’를 찾아갔다.
“스텔스의 핵심 기술은 레이더파 난반사와 흡수, 그리고 적외선 감소입니다. 레이더는 물체에서 반사돼 오는 전파를 감지하기 때문에 반사되는 레이더파를 교란하기 위해서는 비행기의 형태를 바꿔야 합니다.”
날개와 공기 흡입구, 엔진 날개 같은 부분은 레이더파가 부딪혀 반사가 잘 되는 부분이다. 레이더파가 제각각으로 난반사가 되도록 비행기를 만들어야 레이더에 잡히지 않을 수 있다.
“자~, 여기 추천하는 비행기 부품이 있습니다. 하지만 조립은 알아서 해 주셔야 합니다. 보안사항이라 부품이 그림자로만 표시된 설명서를 드립니다.”

문제 1
설명서에는 검게 그려진 비행기 부품의 형태만 나와 있다. 다음 중에서 필요한 부품은 어떤 것일까?




 
문제 2
적외선을 줄이기 위해서는 배기구가 가장 넓은 배기통을 써야 한다. 다음 중 배기구가 가장 넓은 배기통은 무엇일까?
① 반지름이 50㎝인 원형
② 밑변 120㎝, 높이 120㎝인 삼각형
③ 한 변이 85㎝인 정사각형
④ 밑변 85㎝, 높이 85㎝인 평행사변형

적외선을 줄여라

썰렁홈즈의 도움으로 무사히 난반사가 되는 비행기를 만들 수 있었다.
“자~, 다음은 적외선 감소 방법입니다. 비행기는 연료를 사용하기 때문에 굉장히 많은 열이 발생합니다. 뜨거운 엔진이 내뿜는 적외선은 쉽게 탐지될 수 있지요.”
“그러면 어떻게 적외선을 줄일 수 있지요? 엔진을 사용하지 않을 수는 없잖아요.”
보이눙게 업시옹이 고개를 갸우뚱하며 물었다.
“배기구를 넓게 해서 공기와 닿는 면적을 넓게 하면 온도를 낮출 수 있습니다.”
“그럼 이 중에서 어떤 배기통을 사용하면 되는 거죠?”

레이더파 흡수 페인트를 칠하라

“자~, 마지막으로 레이더에 잡히지 않는 최후의 방법을 공개하겠습니다!”
레이더는 물체 표면에 맞고 돌아온 신호를 분석해 물체가 이동하는 방향, 속도, 거리를 알아낸다. 따라서, 레이더를 피하려면 전파의 반사를 최대한 줄여야 한다.
“여기 있는 특수 페인트에는 전파를 변화시키는 성질을 가진 물질이 들어 있습니다. 이 페인트를 칠하면 어느 정도 레이더파를 흡수할 수 있습니다.”
투명인간 보이눙게 업시옹의 눈에서 빛이 났다. 이제 특수 페이트만 칠하면 레이더에 잡히지 않는 특별한 비행기가 완성되는 순간이었다.

문제 3
투명인간 보이눙게 업시옹의 비행기를 색칠해 보자. 단, 다른 곳에는 색칠을 하면 안 된다. 조심해서 비행기에만 색연필로 칠해 보자.


 
정답과 해설
1. 4번 부품은 필요 없다.


 
2. 정답 1번 원형.
원의 넓이 : 반지름×반지름×3.14= 50㎝×50㎝×3.14=7850㎠
삼각형의 넓이 : 밑변×높이÷2= 120㎝×120㎝÷2=7200㎠
사각형의 넓이 : 밑변×높이= 85㎝×85㎝=7225㎠
평행사변형의 넓이 : 밑변×높이= 85㎝×85cm=7225㎠
3.


 
출동~! 투명인간 스텔스기


 
드디어 레이더에 잡히지 않는 스텔스기가 개발됐다.
“레이더파를 난반사시키기 위해 새로 설계했습니다.”
“적외선을 줄이기 위해 엔진 배기구를 특수 설계했습니다.”
“레이더파를 흡수하도록 특수페인트로 칠했습니다.”
이제 멋지게 출동하는 일만 남았다. 그런데 이게 웬일? 완성된 비행기가 연구실 문보다 더 커서 가지고 나갈 수가 없다. 연구소를 부셔야 하나~, 아니면 비행기를 해체했다가 다시 조립해야 하나? 썰렁홈즈는 비행기를 꺼내기 위해 밤새연구하고 있다.

일러스트 : 김석

글 : 김원섭
감수 : 조승호 박사
감수 : 진병욱 변리사
도움 : 창의발명교육과
도움 : 창의인재육성팀
어린이과학동아 2011년 12호


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