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엘리베이터는 어떤 방식으로 구동되고 움직이는지 알려주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.승강기는 구동 기술에 따라 견인 구동강제 구동유압 구동으로 구분이 됩니다. 승강로 맨 꼭대기에는 기계실이라는 곳이 있습니다. 이 기계실 내에는 권상기라는 기계장치가 있습니다 여기에 도르래가 설치되어 전동기에 의해 회전하는데 이 도르래의 홈에 와이어로프가 3가닥 이상 감겨있고 한쪽에는 카(Car)라고 부르는 사람이 타거내리는 룸이 있고 다른 한쪽 끝에는 카의 무게에 타는 사람의 무게 평균을 더한 무게와 대응하는 균형추(Counter weight)가 달려있습니다 도르래를 기준으로 두 힘이 반대 방향으로 작용하고 있기 때문에 카의 무게와 균형추의 무게를 같게 하면 알짜 힘이 0에 가까워지기 때문에 적은 힘으로도 도르래를 돌릴 수 있어 전동기의 용량이 적어도 되고 소비전력도 적어지는 이점이 있습니다. 그런데 이 두 힘이 똑같아지는 경우가 매우 드뭅니다. 일단은 카의 무게가 정해지면 반대편에 카의 무게와 동일한 무게의 균형추를 설치하여 힘의 평형을 유지합니다. 카에 평균적으로 타는 비율을 고려하여 정격하중의 절반 정도의 무게를 균형추에 더해 달아주는데 이를 오버밸런싱이라합니다. 따라서, 엘리베이터에 탑승할 수 있는 최대 정원의 절반 이하가 탔을 경우에는균형추의 무게만으로 카를 끌어당겨 올릴 수 있습니다. 또한양쪽 의 무게가 불균형딜지라도 각 층에 정확히 정지하고 그 정지 상태를 유지하는 것은 권상기에 있는 브레이크에 의해서입니다. 운전 중에는 전동기의 회전력에 의해 카의 운전이 조절되고 정지 시에는 브레이크의 작동으로 정지 상태를 유지하는데 이 전동기와 브레이크의 연동 체계는 같은 기계실에 있는 엘리베이터의 두뇌라고 할 수 있는 제어반에 의해 조절되기 때문입니다. 이와 같이 엘리베이터의 구조에도 과학적 원리가 적용되어 있습니다
학문 / 기계공학
24.07.14
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레이저로 미사일 격추 가능성이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.레이져로 격추하는 점에서 가장 중요한 부분은순간적인 레이져 출력입니다.폭발적인 출력으로 순간 에너지를 방사해야목표물을 녹이고 폭파 가능하니까요목표물의 속도는 크게 중요치 않습니다.극초음속은 마하 5이상즉 음속의 5배이상을 극초음속 이라하는데요일반 탄도미사일은 높이 올랐다가하강하는 방식으로 궤적계산방식으로요격하기에 비교적 쉽습니다만극초음속은 일단 빠르게 상승 후활공체가 분리 후대기층 상부에서혼란기동(이리저리 움직임)을 하므로일반 요격미사일 로는요격이 쉽지 않습니다.속도또한 빠르다보니 더욱 가까운 거리에서요격해야할 상황이되므로결국 레이져 외엔 요격이 않을 것입니다.다만 극초음속 마하 5라 하더러도광속에 비하면광속 초속 300,000 ÷ 초속 340×5 광속이 약 170배 이상의속도 우위를 지니기에레이다 탐지기술의 향상이 받쳐 준다면요격 가능성은 더 높아지겠습니다
학문 / 기계공학
24.07.14
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크루즈선박은 일반 여객선보다 건조비용(1톤 기준)이 얼마나 더 많이 들어가나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비교 대상이 모호하여 찾아보긴 힘들고크루즈의 건조비용은 시기에 따라 다르겠지만최근 선박 건조비용이도크 부족에 따른 문제 및 수요증가로 인해상당히 올라가있고아직도 더 상승할 예정입니다.탄소배출 관련해서 톤세제도 감당하려면일반 선박유가 아닌 수소나 암모니아 LNG 형식으로 기본적을 틀을 만들어야 하고크루즈 선은그 외에인터리어 의장 비용이건조비용의 48~51프로 까지 차지하기에비용은 인테리어 의 수준에 따라 또 달라진다 하겠습니다.최근에 나온 지상 최대의 크루즈, 타이나닉의 5배라는아이콘 오브 더 스즈 ( Icon of the seas ) 가2024년 초에 첫출항을 하였으니 그배를 기준을 해본다면250000 t ( 25만톤0건조비용 20억 달러 ( 현재환율로 약 2조 7540억 ) 이니톤당 건조비용이라면 2,754,000,000,000 / 250000 = 11,016,000 원/ 톤톤당 1천 백만원 수준 건조비용이 드네요
학문 / 기계공학
24.07.13
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냉장고는 어떻게 해서 찬 공기를 만들어낼수 있는 건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.냉장고나 에어콘이나 사실 원리는 같습니다.용도에 따라 안에 사용하는 냉매가 다르며뽑아내야 하는 열의 양과 뽑아내야 하는 속도가 다르기에목적에 따른 형태가 다를 뿐입니다.냉매(열을 전달하기위한 열교환용 유체)의 흐름은4단계로 나뉘는데증발 - 압축 - 응축 - 팽창 의 과정이 계속 반복되고그 반복의 과정 중에서 증발 과정이 열을 뽑아내서 찬공기를 만드는 과정입니다.냉장고 내부에서 순환하는 냉매가 증발과정을 일으키려면냉장고 내부의 열을 흡수해서 증발에 필요한 증발잠열을 얻어야하는데요.실내공기 흡수하여 증발코일을 통해 열을 뺏고그렇게 냉매가 열을 흡수하면서 기화하는데그러면 그 코일이 아주 차가워 집니다그 코일을 통해 바람을 다시 불어주면서 냉장고 안으로 냉기를 불어주고요이렇게 열흡수한 냉매가 기체가 되었기에다시 사용하기 위해냉매을 액체상태로 만들어야 하는데그러려면 높은 압력과 높은 온도로 다시 응축 시켜야합니다.이때 냉장고 뒤편 하부의 압축기가 그 일을 하는데요압축기가 냉매를 고온 고압으로 펌프질 하면그 냉매는 냉장고 뒷편 방열판이 있는 곳을 지나면서 냉각을 시키면이 냉매는 고온고압의 기체에서고온고압의 액체로 변합니다.고온고압의 액체는 액체이나 다시 실내의 열을 뽑아낼 수 있는 상황이 아니기에팽창밸브라는 장치를 통고하면서단열팽창을 시킵니다.그렇게되면 냉매는 저온저압의 액체로 변하게 되며그 액체는 열만 받으면 다시 증발하기 쉬운 조건이 완성됩니다.그럼 처음과 같이냉장실 내부 공기 순환파트로 냉매가 이송되면다시 내부 공기에서 열을 흡수하고~ 냉풍을 불어주며다시 기체로 변하고그것이 다시 압축기로 갑니다이 과정의 순환으로 냉풍을 만들어 내는 거지요.에어콘도 실내기 코일에서 증발 과정이 일어나는 것이므로원리는 동일하다 보시면 되겠습니다좋은하루 되세요~
학문 / 기계공학
24.07.13
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프로그래밍 학습에서 가장 중요한 기본 개념은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀하신변수/ 조건문/ 반복문/ 함수 등의 개념을 배우는게 가장 기초이자 기본이고 중요합니다.그 다음이 어떤 언어로 프로그래밍 할 것인지 언어를 선택하는 게 중요한 결정이겠지요.거기서 시작점은내가 어떤걸 만들고 싶은가를 명확히 아셔야 합니다.만들고 싶은 프로그램마다 프로그램 언어가 다르니까요홈페이지를 만들것인가? 어플을 만들것인가? 소프트웨어를 개발할 것인가? 어떤 플랫폼을 개발할 것인가?그에 따른 적정 언어부터 선택하신후한가지 언어만 마스터 한다 생각하시고 방향을 잡으셔야합니다.한가지 언어를 마스터하면나머지는 형식이나 언어가 비슷하고 겹치는 부분이 상당수 이기에금방 따라갈 수 있습니다.선택한 언어의 문법과 기능을 숙지하는 게 중요 포인트 입니다.인터넷 온라인 강의로 언어의 문법과 개념을 배우는 것도 좋고오픈 소스 프로젝트에 참여하여 실제 프로젝트에 기여하면서코딩실력 향상을 꾀 할수도 있습니다.
학문 / 기계공학
24.07.13
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로봇이 사람의 감정을 읽을수 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀하시는 로봇은인공지능 로봇이라고 받아들이고 말씀드리겠습니다.상대의 표정으로 감정을 읽는 것은인공지능 카메라가 탑재되면 가능한 일이겠지요.국내에서는 이미22년도에 카이스트 연구팀이 사람의 얼굴 표정 이미지를 인공지능 빅테이터에 학습시키고이미지를 촬영하여 빅데이터를 통한 표정 구분 능력이 정확도 85% 까지 되는 인공지능 카메라를 이미 개발했습니다.그게 2년전이니지금 AI 및 빅데이터가 비약적발전 중인 상황에서본다면인간의 표정 만으로 감정을 분석하는 정도는 쉽겠지요?그리고 심박수 등으로 감정을 읽는 다는 것은어떤 형태이든 생체 정보로 감정을 읽는 부분이겠는데요일단은 생체정보를 수집하기 위해서는인체에 닿아야 하기에요즘 많이들 사용하는 애플위치나 갤럭시 위치 및 갤럭시 링 등의 부속품이 필요하지 않을 까 싶네요.그것또한 각각의 생체데이터에 대한 빅데이터 로 부터 분석을 할 것이고의료분야의 빅데이터와 거대영역으로 융합되어 있다면의료적으로 분석된 데이타를 통해그 사람의 감정도 분석이 가능하겠지요?아마도 그때 쯤이면사람이 사람의 감정을 읽는 것보다인공지능 로봇이 사람 감정을 읽는 것이더욱 분석적이고 정확할 것으로 보이네요씁쓸한 현실입니다.
학문 / 기계공학
24.07.13
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ESS저장장치가 현재 갖고 있는 문제점과 내구성이 왜이리 안좋은건가요
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.ESS 의 가장 큰 발생 문제는 화재이지요.리튬이온 배터리 방식이다보니리튬의 열폭주 매커니즘이 문제인데요.여러 원인이있으나결국 마지막 단계에서는배터리가 충격을 받아분리막이 녹아버리는 문제가 일단 있었습니다.또한 과충방전의 증거도 나타나는 등 배터리관리시스템(BMS)가 제대로 된 역할을 못한 부분도 나타났습니다.화재상황 직전까지 배터리의 과전압 상태를 검증할 수 있는BMS 의 기술이 필요하나 아직은 미흡한 실정입니다.배터리 업체에서도 자체적인 BMS 고도화로 24시간 중단없이 ESS 를 모니터링하고설계계선 / 사이버보안강화/ 안전 컨셉 등의 최신기술을도입하여신뢰성을 쌓으려 노력하는 모습입니다ESS 에서 최악의 경우라면 각각의 셀에서열폭주로 화재가 모든 셀에 전이 되는 것인데그 부분에 대해서도ESS 랙을 공장에서 미리 조합후드랍다운 형식으로 두고컨테이너 내에서 압력이 올라가지않도록 댐퍼도 사용하는 등나름 해결책을 위해 전진하고 있습니다.
학문 / 기계공학
24.07.13
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로봇의 죄를 개발자에게 물어야할까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적인 로봇의 사건 중 최근사건을 본다면국내 파프리카 선별 작업장에서의 사망사고를 볼 수있습니다.23년도농산물유통센터 선별장에서 산업로봇이 센서 오류로작업자를 로봇팔로 집어 끝내 사망한 사고인데요.이 사고가 로봇에 프로그램을 설치하고 확인하는작업자 과실이라면피해자가 자신이 되므로업무상 과실치사가 성립이 안될 것이나작업자가 매뉴얼대로 프로그램을 제대로 설치하였으나매뉴얼 상 오류라든지로봇의 설계상 오류라면 해당로봇의 제작업체나 작업매뉴얼 만든 기술자가형사상 책임을 물어야 하겠지요.자율주행차를 본다면자율주행 맹신으로 인한 교통사고책임이야 운전자에게 있는것으로 알려져있지만자율주행이 최고단계까지 발전한다면운전자 개입이 거의 없어지는 상황에서사고의 책임은 자동차의 오작동일 가능성이 커지겠지요.말씀하시는 로봇은아마도 AI 로봇을 말씀하시는 듯 한데그에 관해선 로봇기술에 대해서 윤리적 고려사항이 선행되야 하겠습니다.로봇이인간에게 해를 끼치는 경우누가 그 책임을 질것인가.! 제조회사? 프로그래머? 아니면 로봇을 운영하 운영자?누가 책임을 질것인가에 대한법적 윤리적 책임을 명확하게 배분하는 것이 필수겠습니다.현재의 거의 모든 법률 테두리에서는 로봇에게 책임을 물릴 수 없습니다.책임을 물릴다는 것은 로봇을 인격체로 보게 되는 것인데그들은 법적 인격체가 아니며 따라서 그들 행동에 책임을 지지 않습니다만그것이 로봇이 인간에게 해를 끼칠 수 있음을 의미하는 것과는 다릅니다.로봇 제조업체가 전통적으로 로봇의 결함/ 오류 에 대해 책임을 집니다만프로그래머 또한 로봇 동작에 대한 일정 책임이 있고또한 로봇 운영자또한 로봇이 안전하게 법에따라 운영되도록 해야하는 책임이 있습니다.로봇의 발전에 있어서 여러가지 윤리적 고려사항 또한 따라와야합니다.로봇의 자율성/통제성로봇이 수집하는 개인정보의 사용과 보호에 대한 제한로봇의 훈련데이터 편견에 따른 차별적 결과 발생 방지 고려로봇에 따른 인간작업자 대체로 실업자 양산로봇의 안정성과 책임소제이러한 로봇의 책임/ 윤리적 고려사항을 해결하려면윤리적 프레임워크가 필요합니다.그에 포함되야할 내용은책임의 명확한 배분설계 및 운영을 위한 윤리적 원칙감독 및 규제 매카니즘결론적으로로봇기술의 빠른 발전은책임가 윤리적 고려사항에 대한 심층적인 논의가 필요한 부분입니다.그런 노력을 통해서 로봇이 우리 인간사회에긍정적이고 발전적인 방향으로 가야 하는 것이 궁극적인 목표이지기본적인 토대를 만들지 않고 무작정 로봇개발을 막자는 것은그냥 위험한 부분이 있기에아무것도 하지말자는 소리와 같겠습니다.
학문 / 기계공학
24.07.13
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기계가공을 한 이후에 칩 처리는 어떻게 하나요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계 가공 시기본적으로 쿨런트 (절삭유) 비용도 엄청나게 들지만은기공시 발생하는 칩 또한 산업폐기물로 처리되는 경우가 많기에비용의 증가를 가져옵니다만칩을 올바로 처리한다면오히려 비용지불의 대상이 아닌 비용을 벌어들이는 소재가 될 수 있습니다.칩 배출 전용 업체에서 재활용 기계를 통한 금속재활용이 가능하기에재질에 따라 무게단위로 매입해 가는 것으로 알고 있습니다또한칩 재활용 시스템을 구비하신다면칩 세정 후칩을 용융시켜 다시 소재로 활용하는 시스템도 있는것으로 압니다.
학문 / 기계공학
24.07.12
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기계 가공시 에어로만 냉각해도 괜찮나요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.공작물의 열을 내리는 방법으로는절삭유가 가장 좋은 방법이긴합니다.하지만절삭유 자체가 총생산 비용에서 차지하는 비용이 15%이상 이므로효율성 대비 높은 가공비용이 듭니다.또한 에너지소비가 크고환경오염 특성이 있으며절삭유 재사용에 따른 잔류 미세 불순물에 의한 가공물의 품질저하절삭인선 부의 공구 수명저하펌프 가동에너지 비용 발생칩재활용 목적 시 세척작업 추가비용라는 습식가공의 한계점이 분명이 있습니다.따라서 실제 현장에선실질적으로 에어만으로 냉각하기보다최소윤활가공을 채용합니다.절삭유를 미스트 형태로 공구의 날에 필요한 만큼만 분사하는 기술입니다.장점으로는절삭유 누유에 의한 오염방지폐기물 발생 최소화인체 위해성 감소/개선칩의 재활용성 향상공구 수명향상칩 후처리비용 생략/재활용 가능고속 도포로 인한 생산성 향상등을 들 수 있습니다.대신 최소윤활(Minimun Quantity Lubrication)가공 에 있어서전용 절삭유를 사용해야하고소재에 맞는 공구를 선정해야 하는데 기존 절삭유 방식에 비해가공면에 도달하는 데 유리하기에특히, 드릴링 , 탭핑, 보링 등에서 효과가 가장 좋습니다
학문 / 기계공학
24.07.12
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