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복잡한 기계 구조의 안전성을 평가하는 방법은?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.성능 시험특성화 성능 시험: 특정한 기계류에 대한 특성화 성능 시험을 수행합니다. 이는 IEC 60601-1에 따른 전기·기계적 안전성 시험평가와 ISO 14971에 따른 Risk Management 검토를 포함합니다. 또한, 진동 및 낙하/충격 시험평가, 온습도/열충격 시험평가, 방수/방진시험평가 등 다양한 시험을 수행합니다이러한 방법들은 복잡한 구조의 기계장치의 안정성 평가를 위한 체계적인 절차를 제공합니다. 위험성 평가의 순환과 위험원 파악, 위험성 추정, 위험성 결정/결과평가, 안전성 검사, 특성화 성능 시험 등을 통해 기계장치의 안정성을 확보할 수 있습니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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소음과 진동을 줄이는 기계 설계의 원리는??
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계설계 시 소음 및 진동을 줄이는 기술을 나열해 본다면1. 음향 메타물질 기술음향 메타물질: 음향 메타물질은 특정 주파수를 차단하거나 감쇠시키는 기술입니다. 이를 통해 소음과 진동을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 메타물질을 이용한 전투차량용 소음기 개발 연구에서는 K2 전차 내부/외부 장착을 위한 소음기 설계를 통해 소음저감 특성과 유동 특성을 고려한 소음기 설계를 진행했습니다2. 머플러 최적 설계머플러 최적 설계: 머플러의 내부 구조를 최적화하여 소음과 진동을 줄이는 방법입니다. 예를 들면 오일리스 리니어 압축기 소음 저감을 위한 머플러 최적 설계 연구에서는 소음 저감 특성과 유동 특성을 고려한 최적 설계 방법을 개발했습니다3. 딥러닝 기반 음향 해석딥러닝 기반 음향 해석: 딥러닝을 활용하여 음향 특성을 분석하고, 최적 설계를 수행하는 방법입니다. 한예로, 차실 내부 시트 및 격벽 배치에 따른 차설 음향 특성 해석 연구에서는 딥러닝을 이용하여 차실 내부의 음향 특성을 해석하고, 최적화했습니다12.4. 진동 메타물질진동 메타물질: 진동 메타물질을 이용하여 진동을 감쇠시키는 기술입니다. 방사 소음 저감을 위한 진동메타물질 설계 기법 개발 연구에서는 방사 소음 저감을 위한 진동메타물질 설계 기법을 개발하고, 패널 구조 변경을 통해 유효성 검증을 수행했습니다5. 진동 제어 기술진동 제어 기술: 진동을 감소시키는 기술을 적용하는 방법입니다. 변위 제어 고성능 바닥구조는 초정밀 진동 제어가 필요한 실험시설에 활용되는 기술로, 매우 낮은 고유 진동수를 통해 진동을 대폭 저감할 수 있습니다기계설계 시 소음과 진동을 줄이는 데 도움이 되는 기술들을 나열해 보았습니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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북한이 장사정포를 전진배치했다고 하는데요. 우리나라도 장사정포요격체계가 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.북한 장사정포에 대응하는 국내 요격체계는 '장사정포 요격체계'로 불리는 'LAMD'입니다. 이 체계는 이스라엘의 '아이언 돔'과 유사한 방식으로, 북한의 저고도 미사일 위협을 대비하기 위해 개발되었습니다주요내용을 간단히 나열하면1. LAMD의 주요 특징목적: 적의 장사정포로부터 국가와 군사 중요시설의 대공 방어 능력을 확보하는 것이 목표입니다구성: 한 개의 포대는 탐색레이더, 교전통제소, 발사대, 그리고 요격미사일로 구성되어 있습니다. 한 개의 발사대에 32발의 요격 미사일을 탑재하고, 6개의 발사대가 하나의 포대를 형성하기 때문에 개념적으로는 동시에 192발의 요격 미사일을 쏠 수 있습니다전력화 시기: 2029년부터 2033년까지로 첫 전력화 시점은 2029년으로 당초 계획보다 2년 앞당겨졌습니다2. 전자전기(Block-I) 확보 사업목적: 적의 위협 신호를 수집·분석하고 적 통합 방공망과 무선 지휘통신 체계를 마비·교란해 공중 전력의 생존성과 합동작전 수행 능력을 향상시키기 위한 전자전기를 확보하는 사업입니다주관: 전자전 수행 체계 연구개발 주관을 기존 국방과학연구소(ADD)에서 민간업체로 변경했습니다3. 탄도탄 방어 향상PAC-3 개량형 유도탄: 고도화된 적 탄도탄 위협 대응 능력을 보강하기 위해 PAC-3 개량형 유도탄을 추가 확보하고 발사대를 성능 개량합니다. 사업 기간은 2022년부터 2031년까지이며 총 사업비는 약 1조9507억원입니다
학문 / 기계공학
24.11.01
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우리나라의 레이저무기 천광은 만드는데 얼마나들까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.국방부 2023~2027 국방 중기계획 발표 내용을 참조해 보면무인기를 탐지 및 요격 가능한 4개 사업에 국비 5600억원을 투입하고무인기나 멀티콥터 등 파괴 가능한 수준의 레이저 대공무기는오는 2026년까 연구·개발을 지 완료한 뒤 전력화를 시작할 계획이라 명시 되어있습니다.방해 전파로 무인기 기능을 상실하게 하는 소형무인기 대응체계 역시 2020년대 중반전력화 목표로 체계 개발이 진행 중이라고 발표하였습니다.아무래도 국방관련 보안 사항이다보니 정확한 양산비용은 알기는 쉽지 않습니다.다만 외국사례를 참조하여 본다면영국에서는 2023년에 첫 테스트를 목표로1억 3천만 파운드( 1억 6천만달러 = 2200 억)의 개발비를 투입하였습니다.미국에서은오바마 행정부 때 부터 15년간 50억 달러( 6조 9천억)을 들여서항공기 탑재 레이져 무기를 개발하는 계획을 세웠고미해군 기술연구기관인 해양 시스템 사령부에서7년간 4천만 달러(현재 환율로 약 440억)을 들여 개발을 시작했습니다. 이런 사례를 보면개발하는 데 수천억에서 수조의 개발비를 생각하기에 많다고 생각할 수 있으나물체 타격 횟수 대비 미사일 소요 비용을 생각해 본다면(크기에 따라 수억~ 수십억 비용)유지에 드는 비용이 거의 없기에레이져 타격 무기 개발에 많은 개발비를 투입하는 것이미래전 양상에 대비, 효율적이고 현실적인 방안이라 하겠습니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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북한에서 시험발사에 성공한 ICBM관련 질문입니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.북한의 ICBM에 대하여 알려진 정보를 간단히 나열하며1. 사거리최대 사거리: 북한의 ICBM 중 화성-15형은 사정거리가 13,000km 이상으로 미국 전역을 타격할 수 있는 거리입니다최근 사거리: 화성-14형은 고각 발사로 약 만km에 달하는 사정거리를 인증했습니다. 이는 미국 본토 전역을 타격할 수 있는 거리입니다2. 탑재 가능한 무기핵탄두: 북한의 ICBM은 일반적으로 핵탄두를 탑재합니다. 화성-15형은 MIRV(다탄두)를 장착할 수 있어, 하나의 미사일에 여러 개의 핵탄두를 탑재할 수 있습니다다탄두: MIRV는 하나의 미사일에 여러 개의 핵탄두를 탑재하여, 다양한 목표를 동시 타격 가능합니다.. 이는 미사일의 사정거리를 확장하고, 미사일의 파괴력을 높이는 방식입니다.3. 발사체 기술 수준비행 시간: 북한의 ICBM은 86분간 비행해 역대 최장 시간을 기록했습니다. 이것은 북한 미사일의 기술 수준이 매우 높다는 것을 반증합니다.최고 고도: 최고 고도는 약 7,000km를 넘어 역대 최고를 기록했습니다. 이정도의 최고고도로 알 수 있는 사실은 , 미사일이 대기권을 뚫고 우주 공간으로 나갔다가 다시 대기권에 재돌입할 수 있는 기술 수준을 나타냅니다고각 발사: 북한의 ICBM은 고각 발사를 통해 더 긴 사정거리를 달성할 수 있습니다. 고각발사는 미사일의 정확도와 파괴력을 높이는 기술입니다4. 대기권 재돌입 기술대기권 재돌입: 북한의 ICBM은 대기권을 뚫고 우주 공간으로 나갔다가 다시 대기권에 재 돌입할 수 있는 기술을 보유한 것으로 나타나는데. 이는 미사일의 정확도와 파괴력을 높이는 핵심 기술입니다 이 기술에서 한동안 정체되는 분위기였으나, 러시아 / 중국 등 협력을 통해 돌파한 것으로 보입니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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마트 카트는 에스컬레이터에서 어떻게 멈추나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.마트에서 사용하는 카트의 바퀴가 에스컬레이터에서 고정되는 원리를 나열해 보겠습니다.오목홈 구조:에스컬레이터의 바닥 면에는 일렬로 홈이 파져 있습니다. 이 홈은 카트의 바퀴가 홈에 들어가도록 설계되어 있습니다. 카트의 바퀴가 이 홈에 끼어들면, 카트가 에스컬레이터의 바닥 면에 고정됩니다브레이크슈 작용:카트의 바퀴에는 양 옆에 붙어있는 플라스틱이 튀어나와 있습니다. 이 플라스틱은 오목홈 구조로 바퀴가 들어가는 경우, 에스컬레이터의 바닥 면과 밀착되어 카트가 움직이지 않도록 고정됩니다. 브레이크슈가 바닥 면에 접촉하면, 카트가 움직이지 않도록 브레이크 역할을 합니다이러한 구조와 작용으로 인해, 마트에서 사용하는 카트의 바퀴가 에스컬레이터에서 안전하게 고정되며, 경사진 진행방향에서도 미끄러지지 않고 고정되게 해줍니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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유체 역학에서 난류와 층류에 관련하여 질문드립니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.층류 / 난류는 유체역학에서 아주 중요한 개념으로흐름의 특성과 행동을 이해하는 핵심적인 역할을 합니다층류유체분자가 일직선으로 일정한 경로를 따라 흐르는 현상으로흐름이 부드럽고 예측 가능유체 입자들이 서로 마찰과 상호작용을 최소화하며 규직적으로 흐르기에에너지를 절약하고 저항이 적아 효율적입니다.※ 레이놀즈 수레이놀즈 수는 유체흐름의 성격을 결정하는 중요 지표로유체의 밀도/ 속도 / 점도 와 관련이 있는데이 수치에 따라층류 / 난류 경계가 정해지는데 레이놀즈 수가 낮을 수록 층류 가능성이 높아집니다.1500 이하에서 층류 흐름이 생기고2000 이상이 되면 난류로 전환이 가속화 합니다.층류 예시병원 수술 중 생리식염수 흐름, 혈관 내 혈액 흐름을 들 수 있습니다.흐름이 일정한 방향으로 향하고세포가 부딪히지 않고 적절한 기능을 유지하는것이 중요하므로층류 특성을 활용하여 최적의 조건을 마련하여 치료 성공률을 높입니다.난류유체의 흐름이 불규칙적이고 복잡하게 되는 것으로유체 입자간 상호작용이 강해지며 혼합이 잘 이루어 집니다.주로 유속이 빨라지거나 특정 장애물에 발생합니다.레이놀즈 수가 증가하면서 유체 흐름 경로가 불안정해져유체분자들이 상호작용하면서 불규칙한 흐름을 발생시킵니다.특히 파이프나 관 통한 흐름에서 회전하는 소용돌이와 함께다양한 속도의 유체가 혼합되면서 난류가 형성됩니다.난류 예시산업 및 과학분야에서 유용하게 활용되는데특히 열교환기, 믹서기 등에서 중요한 역할을 하며다양한 재료나 물질을 효과적으로 혼합하고 반응시키는데 기여합니다.결국난류 제어는 제조과정 효율성 증대 , 품질향상에 기여가능한 기술입니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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비행기의 블랙박스는 어떤 역할을 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비행기 블랙박스의 역할은 다음과 같습니다:1. 비행기록 장치(FDR)비행 데이터 기록: 비행기 블랙박스는 비행 중에 발생하는 다양한 데이터를 기록합니다. 이는 비행 상태, 엔진 작동, 기기 동작 등에 대한 정보를 포함하며, 사고 발생 시 항공 안전 당국에게 중요한 정보를 제공합니다데이터 저장: FDR는 보통 항공기 꼬리 부분에 위치하며, 비행 이후 사고 이전 까지의 기상, 기압, 항공기의 속도, 방향, 항공기 부품의 비정상적 작동 등의 자료를 모두 저장합니다2. 조종석 녹음 장치(CVR)조종사의 음성 녹음: CVR는 조종사의 음성 대화를 기록하여 비행기의 조종 및 의사소통 과정을 추적합니다. 이는 사고 발생 시 조종사의 마지막 대화 내용을 확인할 수 있도록 해 주며, 사고 원인을 파악하는 데 중요한 역할을 합니다사고 조사 도구: CVR는 사고 발생 시 조종석의 모든 음성 녹음 내용을 제공하여, 사고 직전 상황을 재현할 수 있도록 합니다. 이는 조종사의 마지막 순간의 대화 내용을 통해 사고 원인을 추적할 수 있습니다3. 사고 원인 밝히는 단서사고 분석: 블랙박스는 항공기 사고의 원인을 밝히는 중요한 단서로 작용합니다. 이는 FDR와 CVR의 데이터를 통해 비행기 사고 직전 상황을 재현하고, 사고 원인을 파악하는 데 도움을 줍니다사고 조사: 블랙박스는 사고 발생 시 회수하여 해독한 후, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비행기가 비행하는 모습과 사고 순간을 3차원 애니메이션 영상으로 재현합니다. 이는 사고 원인을 정확히 파악하는 데 도움을 줍니다비행기 블랙박스는 항공기 사고 분석의 핵심 역할을 하며, 비행기 기록 장치(FDR)와 조종석 녹음 장치(CVR)를 포함하여, 사고 원인을 밝히는 중요한 단서로 사용됩니다. 또한, 여러가지 가혹한 환경에서도 파손되지 않고 견디도록 제작되어, 항공기 상태를 기록하여 항공기 안전을 향상시키는 데 중요한 역할을 하는 장치 입니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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우주 로봇에 사용되는 핵심 기술은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.우주에서의 로봇은지구에서와 같은 일반적인 중력 상태도 아닐 뿐더러공기가 없는 진공의 압력 상태에서 작동해야하는 부분들 때문에여러가지 최신기술의 집합체가 되어야 합니다간단히 나열해 보면1. 근접운용 및 위치유지 기술근접운용(Proximity Operations): 우주 로봇이 다른 우주 기기에 가까이 접근하는 기술입니다. 이는 우주 기기 간의 안전한 접근과 작업을 가능하게 합니다위치유지(Station Keeping): 우주 로봇이 특정 위치를 유지하는 기술입니다. 이는 우주 기기의 안정적인 작동을 보장하기 위해 중요합니다2. 캡처 및 수리 기술캡처(Capture): 우주 로봇이 다른 우주 기기를 잡는 기술입니다. 이는 우주 기기의 수리나 재충전을 위해 중요합니다수리(Repair): 우주 로봇이 다른 우주 기기를 수리하는 기술입니다. 이는 우주 기기의 안정적인 작동을 보장하기 위해 중요합니다3. EtherCAT 기술EtherCAT: 지구에서 사용되는 동작 제어 어플리케이션을 선도하는 통신 기술로, 우주 분야 어플리케이션에도 완벽하게 적용됩니다. EtherCAT은 짧은 사이클 시간과 동기화의 정확성을 제공하며, 방사선 저항력을 갖춘 칩을 사용할 수 있습니다. 이는 우주 로봇에서 일반적으로, 그리고 세부적으로 적용되는 요구 사항을 충족합니다4. 로봇 팔 기술로봇 팔: 우주 로봇 팔은 다양한 임무를 수행할 수 있도록 설계되며, 카메라, LiDAR, 적외선 카메라 등 장착이 가능합니다. 이는 궤도상에서의 부품 수리/교체, 재급유, 우주 쓰레기 제거, 위성 궤도 변경 등 다양한 서비싱을 목표로 개발되었습니다5. 통신 및 관측 기술통신 시스템: 우주 로봇은 지구와의 통신을 통해 데이터를 전송하고 명령을 수신합니다. 이는 전파를 이용하여 정보를 전송하며, 전파의 특성은 물리학의 전자기학 원리에 기반합니다광학 센서: 우주 로봇에서 광학 센서는 매우 중요한 역할을 합니다. 카메라, 스펙트로미터, 라이다(LiDAR) 등을 포함하며, 빛의 반사, 굴절, 흡수와 같은 물리적 현상을 이용하여 환경을 분석합니다6. 가속도계와 자이로스코프가속도계: 로봇이 가속하는 정도를 측정하여, 로봇의 이동 방향과 속도를 계산합니다. 이는 로봇이 직선 운동을 할 때 작용하는 힘을 감지하여, 이동 경로를 추적하는 데 사용됩니다자이로스코프: 로봇의 회전 운동을 측정하여, 로봇의 자세 변화를 파악합니다. 이는 로봇의 회전할 때 발생하는 각속도를 측정하여, 이동 중 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다이러한 기술들은 우주 로봇이 다양한 임무를 수행할 수 있도록 도와주며, 우주 환경의 극한 조건을 극복하는 데 필수적입니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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동영상 편집 프로그램을 추천해 주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.요즘도 영상을 편집할 때 어도비 프리미어가 많이 사용되긴 하지만, 간단한 작업은 간편한 무료 동영상 편집 프로그램을 이용하면 쉽게 원하는 결과물을 얻을 수 있습니다.1. 다음팟인코더아쉽게도 현재는 서비스가 종료되어 더 이상 최신 버전을 출시하지 않고 있습니다.다음팟인코더가 많은 사랑을 받았던 이유는 동영상을 편집할 때 반드시 필요한 필수 기능들이 충실하기 때문인데요. 동영상의 인코딩 포맷 변환, 소리 변환 및 제거, 영상 잘라내기, 텍스트 넣기, 워터마크 삽입, 각종 이펙트까지 생각보다 많은 기능을 제공하고 있습니다. 프로그램 사용법이 무척 간단하여 금방 익숙해질 수 있습니다.2. 비디오패드(VideoPad)깔끔하고 이해하기 쉬운 구조의 비디오패드(VideoPad)는 동영상 편집 과정을 각각의 프로젝트로 만들어 보관할 수 있어 무척 편리합니다. 어도비 프리미어(Adobe Premiere)와 비슷한데, 전문 편집 프로그램인 프리미어보다는 단순한 구조로 되어 있습니다.3. 곰믹스(GOM Mix)곰플레이어(GOM Player) 제작사에서 만든 GOM Lab의 일부 서비스로 초보자도 사용하기 편하게 만들어진 무료 동영상 편집 프로그램입니다.영상에 적용할 수 있는 기본적인 필터를 제공하고 있으며, 화면 전환 효과, 오디오 편집, 화면 비율 조절, 텍스트와 이미지 삽입 등 기본 기능에 충실하게 만들어졌습니다. 물론, 고급 기능의 경우 유료 플랜인 프로나 맥스 버전을 사용해야 하지만, 초보자에게는 무료 버전에 있는 기능으로도 다양한 결과물을 얻을 수 있습니다.4. 마이크로소프트 사진앱(Microsoft Photos)윈도 8 버전 이후에 기본으로 탑재되어 있는 무료 동영상 편집 프로그램입니다. 전문적인 동영상 제작 프로그램에 비해 기능적인 면은 너무 소소하지만, 초보자가 입문용으로 사용하기에는 손색이 없습니다. 영상 분할 및 자르기, 텍스트 삽입, 속도 제어, 영상 포커싱과 몇 가지의 기본 필터를 제공하고 있습니다. 메뉴 구조가 깔끔하고 단순하여 누구라도 몇 번만 사용하면 바로 응용하거나 편집할 수 있습니다.마이크로소프트 사진앱은 윈도 왼쪽 하단 검색창에서 ‘사진’이라고 검색하면 바로 나옵니다. (윈도 10 기준)5. 파워디렉터 에센셜제공하는 기능에 비해 구조가 굉장히 직관적이고 심플하여 초보자부터 영상 편집을 자주 하는 분들까지 만족시켜 주는 프로그램입니다.현재는 최신 추세에 맞춰 구독 버전인 365버전까지 나왔지만, 무료 버전인 에센셜을 다운로드 받아서 사용할 수 있습니다. 용량이 생각보다 크고 프로그램이 무거운 편이기 때문에 저사양의 오래된 PC에서는 다소 실행이 힘들 수도 있습니다.간단히 초보자가 사용가능한영상편집 프로그램을 열거해 보았습니다.
학문 / 기계공학
24.11.01
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