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전투기의 엔진 성능은 어느정도인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.전투기가 마하 속도를 넘어 하늘을 빠르게 가를수 있는 것은 바로 강력한 엔진 성능 덕분입니다. 현대 전투기에는 주로 애프터버너가 장착된 첨단 터보팬 엔진이 사용됩니다. 이엔진의 성능은 추력으로 나타내는데 이 추력이 비행기를 앞으로 밀어내는 힘입니다. 전투기 엔진의 추력은 일반적으로 수천 파운드에서 수만 파운드에 달합니다. 예를들어 한국의 KF-21보라매에 사용되는 엔진은 애프터버 사용시 한대당 약 22,000 파운드(약9~10톤)의 강력한 추력을 낼수있습니다. 대부분의 전투기는 엔진을 두대 장착하므로 총 추력은 이보다 훨씬 커집니다. 특히 마하 속도를 돌파할때 중요한것이 애프터버너 기능입니다. 엔진에서 배출되는 가스에 다시 연료를 분사하여 폭발적으로 연소시키는 것으로 일시적으로 추력을 크게 증가시켜 음속을 돌파하고 초음속 비행을 유지할수있게 해줍니다. 이처럼 강력한추력을 내는 엔진 성능 덕분에 전투기는 공기의 저항을 이겨내고 마하 이상의 빠른속도로 비행할수있게 되는것입니다.
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기계공학
25.05.13
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협동로봇을 배울 때 중요한 지식을나눠주실 수 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.로봇의 움직임과 좌표계 이해 :1) 가장 기본은 로봇이 어떻게 움직이는지 이해하는것입니다. 관절 좌표계와 직교 좌표계이 두가지를 이해하는것이 중요합니다. 2) 관절좌표계 : 각 로봇 팔 관절의 각도를 제어하는 방식입니다. 로봇을 특정 자세로 만들때 사용합니다. 3) 직교좌표계 : 로봇의 손 끝(TCP : Tool Center Point)의 위치와 방향을 X,Y,Z축과 회전 값으로 제어하는 방식입니다. 물건을 특정 위치로 옮기거나 직선 경로로 움직일때 사용합니다. 4) 매뉴얼을 보시면서 로봇을 두가지 좌표계 방식으로 움직여 보고, 어떤 움직임이 나오는지 직접 경험해보세요 기본 이동 명령어 연습 : 1) 로봇을 특정 지점으로 이동 시키는 점간 이동과 직선으로 이동시키는 선형 이동 명령어를 반복해서 연습하세요 2) 여러 지점을 순서대로 지나가는 프로그램을 짜보고 각 명령어의 차이점과 쓰임을 익히는 것이 중요합니다. 예를들어, 특정 높이까지 PTP로 빠르게 올라간후 목표 위치까지 Linear로 부드럽게 이동하는 식의 연습을 해보세요 프로그램 흐름 제어 연습(블록 코딩):1) 명령어 블록을 사용하여 로봇이 순서대로 작업을 수행하도록 프로그램을 만들어 보세요 2) 간단한 반복문이나 조건문 블록이 있다면 이를 활용하여 로봇이 특정 동작을 여러번 반복하거나 특정 조건에서 다른 동작을 하도록 연습해 볼수있습니다.(예:특정 위치까지 갔다가 다시 시작 위치로 돌아오는 동작을 5번 반복)티칭 연습 : 1) 로봇을 직접 움직여 원하는 위치와 자세를 로봇에게 가르치는 것을 티칭이라고 합니다. 원하는 작업 경로의 중간 지점들을 티칭하고 로봇이 그 지점들을 따라 움직이도록 프로그램을 짜는 연습을 하세요 정확한 티칭이 정확한 로봇 동작의 기본입니다. 지금은 그피러나 외부 신호 없이 로봇 팔 자체의 움직임 만으로도 충분히 많은 것을 배울수있습니다. 로봇이 어떻게 공간을 인식하고 움직이는지 각 이동 명령어가 어떤 결과를 가져오는지 몸으로 익히는것이 첫걸음입니다. 텍스트 기반 프로그래밍은 나중이야기이니 지금은 너무 걱정하지 마시고 현재 가지고 계신 로봇과 블록 프로그래밍 기능에 집중해서 기본기를 탄탄히 다지시는것이 가장 중요합니다.
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기계공학
25.05.13
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기계공학에서 자신의 업무 역량을 높이려면 어떻게 하나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.기계공학 분야에서 업무 역량을 높이기 위해서는 몇가지 중요한 방법들이있습니다. 첫째, 전공 분야의 깊이있는 지식을 꾸준히 탐구하는 것입니다. 기본 원리르 확실히 이해하고 새로운 이론이나 기술 동향을 학습하는 것이 중요합니다. 둘째, 실무 관련 소프트웨어 숙달입니다. CAD/CAM, CAE(유한요소 해석, 전산유체역학 등) 시뮬레이션 프로그램 활용 능력은 설계 및 해석 업무 역량을 크게 좌우 합니다. 셋째, 실무 경험 축적입니다. 학교 프로젝트나 현장실습, 실제 기계 조립/정비 등을 통해 이론을 현실에 적용하는 경험을 쌓는 것이 중요합니다. 마지막으로 지속적인 학습과 문제 해결 능력입니다. 새로운 기술(자동화, 로봇 등)을 익히고 실제 현장에서 발생하는 문제를 분석하고 해결하는 경험을 통해 역량을 키울수있습니다.
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기계공학
25.05.13
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기계공학에 대한 유래는 어디서 내려왔나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.기계공학이라는 학문이 하루아침에 생겨난것은 아닙니다. 그유래는 인류가 도구를 사용하고 기계를 만들기 시작한 아주 오래전부터 시작되었다고 볼수있습니다. 하지만 현대적인 의미의 기계공학이 하나의 독립된 학문으로 정립되기 시작한 것은 산업혁명 시기입니다. 18세기 후반 증기기관의 발명과 함께 기계의 역할이 폭발적으로 중요해지면서 기계의 작동원리, 동력, 에너지변환 등을 체계적으로 연구하고 발전시킬 필요성이 커졌습니다. 고대부터 이어져 온 역학 지식과 기술이 산업화 시대의 복잡한 기계를 설계하고 생산하는 과정에서 집대성되고 발전하면서 오늘날과 같은 기계공학의 기초가 마련된 것입니다.
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기계공학
25.05.13
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비행기 조종시 비행기의 길은 어떻게 알 수 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.도로에 표지판이있듯 하늘에도 비행기가 다니는 정해진 길인 항공로가 있습니다. 조종사들은 눈으로 표지판을 보는 대신 첨단 항법 장치와 시스템의 도움을 받아 이 항공로를 따라 비행합니다. 대표적으로 위성항법장치(GPS)와 관성항법장치(IRS)를 사용하여 비행기의 정확한 현재 위치를 파악하고 지상의 항행 안전 시설(VOR,DME 등)에서 나오는 전파의 도움도 받습니다. 또한, 비행관리시스템(FMS)이라는 컴퓨터가 비행 계획된 경로를 안내하고 지상의 항공 관제사가 비행기의 위치를 지속적으로 확인하며 안전하게 길을 갈수있도록 지원합니다.
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기계공학
25.05.13
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최초로 자동차라 불리는 것에는 어떤 공학 기술이 들어가있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.일반적으로 현재 자동차의 직접적인 시초로 여겨지는 것은 1886년 독일의 카를 벤츠가 발명한 페이턴트모토바겐입니다. 여기에는 4행정단일 실린더 내연기관이 핵심 기술로 사용되었습니다. 연료(휘발유)를 실린더 안에서 태워 폭발력으로 피스톤을 움직이는 이 엔진은 당시로서는 매우 혁신적인 동력원이었습니다. 전기 점화 방식과 기본적인 냉각 시스템도 적용되었습니다. 이외에도 엔진의 동력을 바퀴로 전달하는 구동계, 방향을 바꾸는 조향 장치, 속도를 줄이는 제동장치 등 기본적인 기계 공학 요소들이 결합되어 스스로 움직이는 차량을 만들어냈습니다. 이러한 기술들이 모여 지금의 자동차 시대를 열게 된것입니다.
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기계공학
25.05.13
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비행기는 어떤 원리로 인해서 하늘을 날 수 있는 건가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.비행기가 하늘을 나는주된 원리는 양력 때문입니다. 비행기의 날개는 위쪽이 아래쪽보다 더 볼록하게 생긴 독특한 모양(에어포일)으로 설계되어 있습니다. 엔진의 추진력으로 비행기가 앞으로 나아가면 이날개 모양 때문에 날개 위쪽을 흐르는 공기가 아래쪽을 흐르는 공기보다 더 빠르게 지나가게 됩니다. 공기의 속도가 빠를수록 압력이 낮아진다는 베르누이 원리에 따라 날개 위쪽은 압력이 낮아지고 아래쪽은 상대적으로 압력이 높아집니다. 이때 날개 아래쪽의 높은 압력이 위쪽의 낮은 압력보다 커지면서 비행기를 위로 들어올리는힘 즉 양력이 발생하는것입니다. 이 양력이 비행기의 무게를 이겨낼때 하늘로 뜰수있습니다. 높은 고도에서도 고장나지 않고 안전하게 운항하는 것은 항공기가 매우 튼튼한 소재로 제작되고 모든 시스템이 여러 단계의 안전장치와 백업 시스템을 갖추고 있기 때문입니다. 또한, 철저한 정비와 엄격한 규제가 사고를 예방하는데 중요한 역할을 합니다.
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기계공학
25.05.13
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지하철에서 유난히 소음이 큰 구간은 왜 그런가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.지하철에서 유난히 큰소음 특히 끼이익 하는 소리는 말씀하신 것처럼 곡선 구간에서 주로 발생합니다. 이는 전동차 바퀴와 레일이 곡선 구간을 지날때 서로 마찰하고 접촉하면서 생기는 현상 때문입니다. 마찰음은 스킬소음이라고도 불리며 곡선 구간 통과시 소음이 더 커지는 원인이 됩니다.
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기계공학
25.05.13
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민간 항공기와 군용 전투기의 엔진 성능의 차이는 어느정도 인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.민간 항공기와 군용전투기의 엔진 성능에는 큰 차이가 있습니다. 이는 각기 다른 설계목표 때문입니다. 민간 항공기 엔진(주로 고바이패스 터보팬 엔진)은 효율성,장거리 비행 능력, 연료 절감, 그리고 소음 및 배출 가스 감소에 중점을 둡니다. 승객을 안전하고 효율적으로 수송하는 것이 주 목적이므로 최대 속도보다는 경제적인 순항 속도에 최적화되어 있습니다. 반면 군용 전투기 엔진(주로 저바이패스 터보팬 엔진, 종종 후연소기 장착)은 순간적인 고출력, 빠른 가속도 , 고속 비행능력(마하1.5이상)그리고 기동성에 중점을 둡니다. 전투 상황에서 필요에 따라 강력한 힘을 내어 빠르게 가속하고 고속으로 비행할수있도록 설계됩니다. 예를 들어, FA-50 전투기 엔진은 후연소 시 약 17,700lbf(약7.8톤)의 추력을 낼수있습니다. 요약하자면 민간 항공기 엔진은 효율성과 경제성에 군용 전투기 엔진은 최대 성능과 기동성에 초점을 맞추고 있어 성능 특성이 매우 다릅니다.
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기계공학
25.05.13
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제가 한 업무 중에 크레인을 하는 일이 많은데 크레인이 뜰 수 있는 한도는 어떻게 측정되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.크레인이 안전하게 들어올릴수있는 최대 하중은 정격하중이라고 합니다. 이 정격하중은 크레인의 설계 단계에서 여러 공학적 요소를 종합적으로 고려하여 결정됩니다. 주요 기준은 다음과 같습니다. 구조적 강도 : 크레인 본체, 붐, 와이어로프, 후크 등 각 부품과 전체 구조물이 견딜수있는 최대 힘을 계산합니다. 안정성 : 특히 이동식 크레인이나 지브 크레인의 경우, 하중을 들었을때 넘어지지 않도록 균형과 안정성을 고려합니다. 작업 반경에 멀어질수록 안정성이 떨어져 정격하중이 감소합니다. 안전 계수 : 계산된 최대 하중에 대해 충분한 여유를 두어 실제 작업 환경의 불확실성에 대비합니다. 관련 법규 및 표준 : 산업 안전 기준에 따라 정해진규격을 준수해야 합니다. 이러한 요소들을 바탕으로 제조사에서 정격하중을 설정하고, 과부하 방지 장치 등 안전 장치를 통해 이 한도를 초과하지 않도록 관리합니다. 안전한 작업을 위해 이 정격 하중을 반드시 준수해야 합니다.
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