'잠영이 더 빠른 이유는 뭘까' 금메달에 숨겨진 '첨단과학'원리
신소재·유체역학 결합 신기록 물살 가른다
상어피부 수영복 · 돌핀 킥 응용 인간어뢰 변신　

위에서부터 상어피부에서 와류가 밀려나는 모습. 돌핀킥 응용 잠영(가운데). 신소재 수영복.
'마린보이' 박태환 선수가 최근 호주에서 열린 세계수영선수권에서 금메달-동메달을 따면서 수영에 대한 관심이 높아지고 있다. 상어피부를 모방한 첨단 수영복에서부터 유체역학 활용까지 수영은 첨단과학의 경연장이다. 전문가의 도움말로 수영의 과학에 대해 알아본다.

상어와 돌고래를 벤치마킹하라

박태환 선수 등 세계 정상급 수영선수 대부분 상어피부와 유사한 수영복을 착용하고 있다. 어떤 장점이 있을까.

부산대 첨단조선공학연구센터의 전호환 센터장은 "상어피부를 보면 마치 슬레이트 지붕처럼 골과 마루가 나 있어 수영 선수 주위의 물이 잘 흘러가게 하는 것은 물론 전진을 방해하는 와류의 생성 등을 막아준다"고 설명했다. 다시 말해 사람이 물속에서 수영을 하면 피부 주위에 빙글빙글 맴도는 와류가 발생,속도가 느려진다. 그러나 상어피부의 독특한 구조는 와류 등을 막아준다는 것.

현재 부산대 첨단조선공학연구센터 연구팀은 상어피부의 표면구조를 활용해 선박 도료를 개발 중이다. 전 센터장은 "시간이 지남에 따라 자연스럽게 상어피부처럼 벗겨지는 선박도료를 개발하고 있다.

동아대 스포츠과학대 김영준(스포츠의학) 교수는 "몸에 꽉 끼는 첨단 수영복은 근육을 잡아줘 더 큰 힘을 내게 하는 역할도 한다"고 밝혔다.

'돌고래의 파라독스'를 풀어라

현재 과학자들은 상어피부를 넘어 '돌고래의 파라독스'를 푸는 데 총력을 기울이고 있다. 돌고래는 초속 10m로 수영하는데,과학자들이 돌고래의 근육 등을 계산한 결과 이런 속도를 내기 위해 돌고래 근육이 실제보다 7배나 더 강해야 한다는 결과를 얻어 모순에 빠졌다.

이에 대해 전 센터장은 "돌고래 피부는 상어피부와 달리 완전 탄성체이기 때문에 물의 마찰저항을 다른 물체보다 훨씬 더 감소시킨다"고 설명했다. 또 최근 일본 연구팀은 유선형 몸 형상과 탄력 있는 피부 이외에 표피가 2시간마다 벗겨지면서 물의 저항을 줄여 빠르게 나아갈 수 있다는 사실도 밝혀냈다.

잠영이 더 빠른 이유는 뭘까

이번 대회 7관왕 펠프스의 금빛 비결은 '돌핀 킥'. 펠프스는 출발할 때와 50m 턴마다 물속에서 10~11m쯤 잠영한다. 마치 돌고래가 꼬리지느러미를 상하로 흔들어 추진력을 얻는 것처럼 양발을 모아 위 아래로 물을 차며 전진하며 무서운 속도로 경쟁자를 물리쳤다.

전 교수는 "선박이나 수영선수가 물을 헤치고 전진할 때 생기는 저항은 마찰저항(80~90%)과 파도저항(10~20%) 두 가지"라며 "물속으로 수영하게 되면 파도저항을 줄일 수 있다"고 설명했다. 박태환 선수에게 '잠영 기술을 강화해야 한다'는 전문가의 지적도 이 때문이다.

김 교수는 "최근 유체역학 등을 적용한 결과 수영장 등 물이 흐르지 않는 곳에서는 자유형 스트로크를 직선보다 S자(팔이 몸 안쪽으로 들어왔다가 밖으로 나가는 형태)로 물의 흐르지 않는 부분을 당겨야 더 큰 추진력을 얻을 수 있다는 결과가 나오면서 S자영법,스트로크당 2회-4회-6회 킥동작 변속 등이 각광받고 있다"고 설명했다.

임원철기자 wclim@busanilbo.com
/ 입력시간: 2007. 04.04. 09:42