테슬라 터빈 Part I. II.

[1986년 테슬라 심포지엄[Tesla Symposium]에서 C.R. “제이크” 포셀[C.R. “Jake” Possell]이 발표한 내용. 포셀은 테슬라가 남긴 기술을 바탕으로 “날없는 테슬라 터빈[THE BLADELESS TESLA TURBINE]”을 발명하였고, 이를 다룬 자신의 책, ‘경계층 신기원, 제 2권 : 테슬라 기술 시리즈 [BOUNDARY-LAYER BREAKTHROUGH, Vol. II : Tesla Technology Series]’를 정리하여 ‘테슬라 소사이어티[Tesla Society]’에 발표함.?역자]




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[인용]

신사 숙녀 여러분, 테슬라 소사이어티[the Tesla Society] 회원 여러분, 그리고 방청객 여러분. 저는 기계 공학자입니다. 저는 개인 사업체를 하나 가지고 있는데, 지난 20년간 새로운 형태의 기술 개발에 매진해 왔습니다. 그런데 제가 개발해 낸 기술은, 바로 신기(神技)에 가까운 천재, 니콜라 테슬라[Nikola Tesla]로부터 얻어진 것입니다. 테슬라는 전기 공학[electrical engineering]뿐만 아니라, 수많은 다른 분야의 연구도 행한 바가 있었습니다. 하지만, 불행히도 테슬라는 최소 25년에서 30년 정도 시대를 앞서 태어났었고, 당시의 야금학[metallurgy]은 오늘날의 수준에 미치지 못했습니다.

테슬라가 고안해 낸 여러가지 아이디어들은 외면받았고, 문자 그대로 책상 서랍 속에 20년에서 30년 동안 묻혀 있었던 것입니다. 약 20년 전, 저는 아주 우연히 테슬라가 남긴 연구물을 접할 기회가 있었습니다. 대부분의 사람들과 마찬가지로, 나는 당시 니콜라 테슬라[Nikola Tesla]라는 이름을 전혀 들어 본 적이 없었습니다. 물론 이 소사이어티에 계신 분들은 그의 역량을 잘 알고 계실 것입니다. 그런데 그가 잠깐 ‘외도’의 대상으로 연구했던 것은 바로 터빈과 펌프[turbines and pumps]에 관한 것이었습니다. 이 새로운 기술을, 오늘날 우리에게 어느 정도 알려진 학문 분야의 하나로 규정해 보자면, ‘공기역학[aerodynamics]’이라고 할 수 있을 것입니다.



[하톤 : 혹시 당신들 “경계층[boundary layer]”이 무엇인지는 알고 있습니까? 잘 모르겠다구요? 만약 당신이 ‘경계층’이 무엇인지도 모른다면, 어떻게 세상을 ‘구해[S-A-V-E]’ 낼 수 있겠습니까?? 나아가 이미 다른 누군가가 그 문제에 대해 글을 쓴 적이 있기에, 만약 우리가 같은 주제를 다시 다루는 일이 허락되지 않는다고 할 것 같으면 (저작권 문제 등으로 인하여?역자), 도대체 무슨 수로 당신들이 이에 대해서 알 수 있겠습니까? 나는 당신들이 당면해 있는 문제들을 이미 이해하기 시작했기를 바랍니다! 자, 그럼 ‘유치원 교육’부터 다시 시작해 봅시다.]

비행기가 공기 중을 고속으로 비행할 때에는, 날개와 동체를 비롯하여 비행기의 모든 부분 위로 들러붙는 얇은 공기층이 형성됩니다. 이 공기층은 비행기의 비행 속도와 동일한 속도로 움직입니다. 이 때, 비행기를 둘러싸고 있는 활발하지 않는 공기층와 이 경계층 사이에는 ‘측면 작용[sheer action]’ 혹은 ‘측평면[sheer plane]’이라고 불리는 것이 생겨 납니다. 그런데, 이 측평면에서는 견인력이 형성되어 비행기를 뒤로 잡아 끄는 것입니다. 공기역학자들[aerodynamicists]은 말하기를, 만약 우리가 마술 지팡이가 있어서, ‘경계층 견인 효과[boundary layer drag]’를 제거하거나 최소화 시킬 수 있다면, 비행 속도를 약 40%정도 더 증대시킬 수 있거나 혹은 동일 수준의 마력을 덤으로 얻을 수 있다고 합니다. 공기역학에 있어서, 경계층 견인 효과는 전혀 원치 않는 부산물인 것입니다.

그런데, 테슬라는 기존 개념을 180도 돌려놓을 수 있었습니다. 테슬라는 경계층 견인 효과가 유용하게 쓰일 수도 있을 것이라고 봤던 것입니다. 일반적으로 말해서, 이처럼 원치 않는 효과를 유발하는 기제가 있을 때, 오히려 이를 정반대로 돌려 놓을 수 있을 경우, 놀라운 변화 내지는 기술 상의 진보를 가져올 수 있는 것입니다. 바로 이것이 정확히 경계층 견인 효과 관련 기술 상에 일어난 일입니다. 기본적으로 우리가 해낸 것은, 달리 말해, 테슬라가 제안했던 것은, 일련의 평평한 디스크[flat discs]들로 된 터빈을 만드는 일이었습니다. 이러한 디스크들은, 금속을 주형 틀로부터 찍어 내어 만들 수 있습니다. 여러분들이 알아야 될 사실이 있다면, 주형 틀을 이용하는 것[stamping]은 금속 제작물을 만드는 방식 가운데 가장 값싼 방식입니다. 가령 사람들이 타고 다니는 자동차를 연상해 볼 것 같으면, 차량 전체도 하나의 금속 주형 틀로부터 만들어질 수 있습니다. 찍어내는 방식은 부품을 만드는 데도 가장 저렴한 방식입니다. 평평한 금속으로부터 평평한 디스크를 찍어 낸 다음, 이를 포갤 수 있습니다. 여러분들도 아시다시피, ‘엔진의 회전자(로터)[rotor]’도 평평한 금속에서 찍어 낸 얇은 디스크들로 만들어집니다. 회전자 디스크들 간에 적절한 공간이 확보되면, 회전자는 축[shaft]을 따라 올라가게 됩니다.