나비가 공중에서 정지하는 메커니즘

나비는 날개뿐만 아니라 몸도 크게 움직여 나는 것으로 나타났다.

나비는 날다가 공중에서 정지하는 '호버링'을 한다. 나비의 날개치기는 벌을 비롯한 다른 곤충에 비해 느리고 불규칙해 보이는데. 어떻게 호버링이 가능한지는 제대로 밝혀지지 않았다.

중국 베이징 항공항천대학교의 우장가오(Jiangghao Wu) 박사 연구팀은 배추흰나비의 호버링을 고속도 카메라로 촬영해 날개와 몸의 형태 변화를 분석했다. 나비가 날개를 치면 날개 위쪽 앞부분에 '양력'과 '추력'을 만드는 공기의 소용돌이가 생긴다. 양력은 수직 방향으로 몸을 들어 올리는 힘이고, 추력은 수평 방향으로 나아가는 힘이다. 연구팀은 나비가 날개뿐만 아니라 복부도 움직여 양력과 추력을 제어함을 밝혔다. 곤충의 몸은 머리, 가슴, 배의 세 부분으로 나뉜다. 나비는 가슴과 배 사이의 관절을 구부려 몸을 젖히거나 굽힐 수 있다. 나비는 호버링 때 날개를 아래로 흔드는 것과 동시에 몸을 젖힌다. 반대로 날개를 위로 흔들 때는 몸을 굽힌다. 나비는 이처럼 날개와 배를 반대 방향으로 움직임으로써 양력을 자기 몸무게와 같은 크기로 유지하면서 추력을 없애고 있었다.

나비의 비행 방식은 큰 소리와 바람을 만들지 않는 특징이 있다. 나비와 같은 형태의 소형 날갯짓 비행로봇이 개발되면 재해 구조와 자연 관찰에 이용할 수도 있다고 연구팀은 말했다.

출전 Physics of Fluids, 2025년 5월 13일

출처: 뉴턴 2025-09