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40년간 방대한 문헌과 사진자료를 토대로 자동차문화 전반에 관한 조사/연구/분석/저술/방송/강의를 통해 우리나라 자동차문화의 발전에 기여하고 있는 한국자동차문화연구소 전영선소장의 자동차 이야기 코너입니다.

화약폭발력에서 착안한 내연기관의 아이디어가 증기엔진 발명의 동기가되다

페이지 정보

글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2009-04-16 16:49:15

본문

그 후 1675년 프랑스의 한 신부가 기발한 아이디어를 구상했다. 파리의 베르사이유 궁전 넓은 뜰의 꽃밭에 물주기 일을 책임지고 있던 초로의 프란시스 장 드 호이유( Fr, Jean de Hautefeuille) 신부는 매일같이 반복되는 우물 속 물 퍼 올리기가 힘들어 지겨워졌다. ‘매일 매일 귀찮고 고된 이 물주기 일을 대신해 줄 기계를 만들 수 없을까, 그러나 기계를 만들었다 해도 사람이 조종하면 별 가치 없지 않은가, 내가 조종하지 않아도 기계 자신이 사람처럼 물을 줄 수 있도록 만들자면 기계를 움직이는 어떤 힘이 필요한 것이 아닌가!’

어느 날 잠시 꽃밭 귀퉁이에 앉 쉬고 있는데 궁궐 밖 숲 속에서 사격 연습을 하돈 대포소리가 궁궐의 창문 유리를 진동시키는 소리를 유심히 듣고는 어떤 아이디어를 반짝 떠 올린다. 그것은 바로 포탄의 폭발력을 이용하여 자동식 물 펌프를 만들 수 없을까, 하는 것이었다. 물리학과 화학에도 관심이 깊었던 장 드 호이유 신부는 곧 물 펌프형 실린더를 만들어 그 속에 화약을 넣고 불을 붙여 폭발하는 힘으로 피스턴을 움직여 압축시킨 공기의 힘으로 물을 퍼 올릴 수 있는 화약폭발력 엔진을 만들었다.

그러나 기계와 물리학에 깊은 재주가 없어 물 펌프속의 피스턴을 연속 움직여 물을 계속 퍼 올리는 기계 발명은 실패했다. 신부의 창작품은 실용가치는 없었으나 증기엔진 발명을 앞당기는데 큰 자극제가 됐다.

그러든 여름 어느 날 일요일마다 장 신부의 성경 이야기를 듣기 위해 자주 찾아오던 네덜란드 출신의 파리아카데미 물리학 교수인 크리스티앙 호휀스(Christiaan Huygens)가 불쑥 나타났다. 그를 본 신부는 곰곰이 생각하고 있던 아이디어를 교수에게 들려주었다.

크리스티앙 교수는 그길로 신부의 창작품을 들고 연구실로 뛰어가 그날부터 화약의 힘으로 연속 작동하는 엔진을 만들기 위해 밤낮을 가리지 않고 연구에 몰두했다. 둥근 원통 속에 피스톤을 만들어 끼우고 원통양쪽 끝에 화약을 넣어 폭발을 시켰더니 그 힘에 밀려 피스톤이 움직였다. 그런데 아무리 연구하고 시험해도 원통속의 피스톤을 계속 왕복 운동 하도록 만들 수 없었다. 그 후 크리스티앙 교수는 이 화약엔진연구에 근 10년이란 세월을 바쳤지만 성공을 못하고 온몸에 상처만 입고는 포기해버렸다,

이때 크리스티앙 교수의 제자로 스승의 연구를 돕던 물리학도인 데니 빠빵이 새로운 아이디어를 발견하게 된다. 화약을 터트리고 난 원통속의 찌꺼기를 매일 증기로 세척을 하다가 어느 날 강력한 증기의 힘이 피스턴을 밀어 움직이게 하는 것을 보고 “아하 이것이다. 화약의 힘보다 증기의 힘이 더 강하고 안전하겠구나. 교수님은 오랫동안 괜히 헛수고만 하셨구만 ”하고는 스승 몰래 증기엔진을 설계한다.

연구한지 5년만인 1690년 데니 빠빵은 드디어 증기엔진의 이론을 세우고 설계를 끝낸다. 데니가 「증기로 움직이는 기계」라는 논문을 발표했을 때 전 유럽의 과학자들은 놀라움을 금치 못했다. 그러나 이론을 세우고 설계를 했지만 실제로 엔진을 만들어 내는 것은 테니에게도 스승처럼 쉽지 않았다. 거듭된 연구와 노력끝에 드디어 1698년에 크기가 교실만한 물 펌프용 증기엔진을 만드는데 성공했다. 이로서 이미 죽고 없는 장 드 호이유 신부의 염원을 이루었던 것이다.
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