안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
기계공학
Q. 대형건물 공조 환기시스템으로도 환기가 잘 되나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.백화점과 같은 대형 건물의 공조 환기 시스템은 창문 없이도 충분히 효과적으로 환기를 시킵니다. 이러한 시스템은 단순히 공기를 순환시키는 것을 넘어, 실내 환경을 쾌적하게 유지하기 위해 종합적으로 설계된 공조 설비, Heating , Ventilation, Air Conditioning)입니다. 주요 기능은 다음과 같습니다. 외기 도입 및 순환 : 외부의 신선한 공기를 끌어와 실내로 공급하고, 오염된 실내 공기는 외부로 배출합니다. 공기 청정 : 미세먼지나 오염 물질을 걸러내는 고성능 필터를 사용하여 깨끗한 공기를 유지합니다. 온습도 조절 : 난방, 냉방 기능과 함께 실내 온습도를 일정하게 유지하여 쾌적함을 제공합니다. 오히려 일반적인 창문을 통한 환기보다 미세먼지, 외부 소음 등의 영향을 적게 받으면서 계획적이고 체계적인 공기질 관리가 가능합니다. 따라서 대형 건물은 외부 환경에 관계없이 쾌적한 실내 공기를 유지할수있도록 정교하게 설계되어 운영됩니다. 다만, 많은 사람이 밀집된 공간에서는 시스템이 계속 작동하더라도 일정 시간 머무는 것이 권장됩니다.
기계공학
Q. 시력 검사 기계는 어떤 원리로 시력을 검사하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.이 기계는 바로 자동굴절 검사기또는 자동 검안기라고 불립니다. 이기계의 작동 원리는 다음과 같습니다. 눈에 빛을 비추어 반사 분석 : 자동 굴절 검사기는 특정한 빛을 눈에 투사하고, 이 빛이 망막에서 반사되어 돌아오는 것을 측정합니다. 초점 조절 및 데이터 분석 : 기계 내부에는 먼 곳에 있는 듯한 풍경 (예:열기구,동산, 집 등) 이미지가 있는데, 이 이미지를 조절하여 망막에 선명하게 초점이 맺히도록 합니다. 이때 기계는 빛이 눈에 들어갔다가 반사되어 나오는 각도와 경로의 변화를 분석합니다. 굴절력 계산 : 렌즈 역할을 하는 눈의 각막과 수정체의 도수(굴절력)와 안축장(안구의 길이)에 따라 빛이 꺾이는 정도가 달라지는데 자동굴절검사기는 이 반사된 빛의 정보를 통해 눈의 근시, 원시, 난시 등의 굴절 이상 정도를 자동으로 측정하고 수치화합니다. 즉, 이기계는 사람의 주관적인 응답 없이도 눈의 기본적인 굴절 상태를 빠르고 객관적으로 파악해주는 역할을 합니다. 이는 안과 검사의 첫 단계로 사용되어 시력 검사의 효율성을 높여줍니다.
기계공학
Q. 공기의 밀도와 종이 비행기의 비행시간에 대해서 궁금하네요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.공기의 밀도 차이는 종이 비행기의 비행시간에 상당한 영향을 미칩니다. 공기의 밀도는 온도가 높아지면 낮아지고, 온도가 낮아지면 높아집니다. 종이 비행기가 날아가는 원리는 양력과 항력, 그리고 중력의 상호작용에 기반합니다. 양력 : 비행기를 위로 뜨게 하는 힘으로 공기의 밀도가 높을수록 더 큰 양력을 얻을수있습니다. 항력 : 비행기의 전진을 방해하는 저항력으로 공기의 밀도가 높을수록 더 큰 항력을 받게 됩니다. 이제 뜨거운 방과 차가운 방에서의 차이를 설명해드리겠습니다.뜨거운 공기로 가득 찬방(공기 밀도 낮음) : 공기의 밀도가 낮아지면 양력이 줄어드는 동시에, 비행기의 전진을 방해하는 항력도 줄어듭니다. 종이 비행기의 경우, 항력이 줄어드는 효과가 비행 시간을 늘리는데 더 큰 영향을 미칠수있습니다. 따라서 뜨거운 공기로 가득 찬 방에서 종이 비행기를 날릴 경우, 공기의 밀도가 낮아져서 비행기가 더 오래 날수있을것입니다. 차가운 공기로 가득 찬 방(공기 밀도 높음) : 공기의 밀도가 높아지면 양력과 항력 모두 증가합니다. 양력이 커지지만, 동시에 공기 저항인 항력도 커져 비행기가 빠르게 속도를 잃게 됩니다. 이때문에 비행기가 공중에 머무는 시간이 단축될수있습니다. 즉, 뜨거운 방에서보다 덜 오래 날수있습니다. 요약하자면, 종이 비행기는 공기의 밀도가 낮은(뜨거운)환경에서 항력 감소 효과로 인해 더 오래, 더 멀리 날아갈 가능성이 높습니다.
기계공학
Q. 문득 궁금해 지는데 자동차에 타이어에 홈이 파진 이유는 어떤 과학적 원리인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.트레드 패턴에는 중요한 과학적 원리가 숨어있습니다. 크게 두가지 역할을 합니다. 배수 역할 : 빗길 주행시 타이어와 노면 사이에 물이 들이치면 접지력을 잃고 미끄러지는 수막현상(하이드로폴레이닝)이 발생할수있습니다. 타이어의 세로로 굵게 파인 홈(그루브)들은 이 물을 효과적으로 바깥으로 배출하여 타이어가 도로와 직접적으로 접촉하게 돕습니다. 마찰력 및 접지력 향상 : 타이어의 홈과 패턴은 도로와의 마찰 면적을 넓히거나 불규칙하게 만들어 미끄럼을 방지하고 견인력과 제동력을 높여줍니다. 특히 가로로 새겨진 얇은 선들인 사이프는 타이어 블록의 변형을 통해 지면과의 접지력을 더욱 향상시켜 안전성을 높입니다. 이러한 홈들은 다양한 도로 환경에서 자동차가 안전하고 효율적으로 주행할수있도록 하는 핵심적인 과학적 설계 요소입니다.
기계공학
Q. 풍력발전기의 블레이드는 3개인데 이유가 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.풍력발전기 날개가 세 개인 데는 아주 합리적인 이유가 있습니다.풍력발전기의 블레이드를 3개로 만드는 가장 큰 이유는 효율성, 안정성, 그리고 경제성을 최적화하기 위함입니다. 효율성 : 날개 수가 너무 적으면(예:1~2개) 바람의 운동 에너지를 충분히 포착하기 어렵고, 너무 많으면 오히려 공기 저항이 커져 효율이 떨어집니다. 세 개의 날개는 바람 에너지를 최대한 효과적으로 포착하면서도 불필요한 저항을 최소화하는 균형점을 제공합니다. 안정성 : 세개의 날개는 회전시 무게 균형을 잘 맞춰줍니다. 이는 로터의 진동을 줄여 기기 안정성을 높이고 기계적인 부담을 최소화하여 수명을 연장하는데 기여합니다. 경제성 : 블레이드는 풍력 발전기 부품 중 약 20%를 차지할 정도로 매우 비쌉니다. 날개수가 많아질수록 생산 비용과 유지보수 비용이 증가하기 때문에 세개의 날개가 효율과 비용 면에서 가장 합리적인 선택입니다. 이러한 이유들 때문에 대부분의 대형 풍력 발전기에는 세개의날개가 사용됩니다.
기계공학
Q. 청진기는 언제 누가 발명했나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.의학 진단에 혁명을 가져온 청진기는 프랑스의 의사 르네 라에네크가 1816년에 발명했습니다. 최초의 청진기는 지금의 복잡한 형태와는 매우 달랐습니다. 당시 라에네크는 비만 환자의 심장 소리를 듣기 위해 긴 종이를 돌돌 말아 사용했고, 이후 이를 발전시켜 나무나 종이로 만든 원기둥 모양의 관 형태 청진기를 만들었습니다. 이는 라에네크 자신도 실린더 라고 불렀습니다. 오늘날 우리가 아는 Y자형 청진기는 훨씬 나중에 개발된 형태랍니다.
기계공학
Q. 프로펠러의 모양과 공기저항 차이?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.겉으로 보기엔 비슷해도 이들의 설계는 기능에 따라 매우 다릅니다. 두종류의 프로펠러 모두 공기를 밀어내어 힘(추력 또는 양력)을 발생시키는 원리는 같지만, 각자의 비행 목적에 맞춰 공기 역학적 효율을 극대화하도록 설계됩니다. 비행기 프로펠러 : 주된 목적은 전방 추진력을 생성하는 것입니다. 공기를 빠르게 뒤로 밀어내 전진 비행에 최적화되어 있습니다. 형태는 비교적 가늘고 긴 블레이드를 가지며 이는 고속 비행시 불필요한 공기저항(항력)을 최소화하면서도 효율적으로 추력을 만들어내기 위함입니다. 날개(블레이드)의 피치(각도)를 조절하여 다양한 속도에서 효율적인 추력을 얻고 공기 저항을 관리합니다. 헬리콥터 로터(프로펠러) : 주된 목적은 수직 양력을 생성하여 기체를 공중에 띄우고 안정적으로 제어 하는 것입니다. 공기를 아래로 강하게 밀어내는 데 효율적입니다. 형태는 비행기 프로펠러보다 일반적으로 더 넓고 굵은 블레이드를 가지며 넓은 면적으로 공기를 많이 붙잡아 양력을 극대화하도록 설계됩니다. 로터 블레이드의 각도를 정교하게 제어하여 양력 뿐만 아니라 전진, 후진, 좌우 이동 등 다양한 비행을 가능하게 합니다. 요약하자면, 비행기 프로펠러는 고속 전진을 위해 항력을 줄이면서 효율적인 추력 생성을 중시하고 헬리콥터 로터는 큰 양력을 얻기 위해 넓은 면적과 정교한 제어를 통해 공기를 강력하게 밀어내는데 초점을 맞춥니다. 이처럼 목적에 따라 설계된 모양 차이가 각 비행체에 최적화된 공기저항 및 효율성을 만들어냅니다.
기계공학
Q. 버드 스트라이크 사고시 충돌에너지는 어느정도 인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.작은 새 한마리도 항공기에 심각한 손상을 줄 수 있는 것은 사실입니다. 충돌 에너지는 새의 무게와 항공기의 속도(특히 속도의 제곱)에 비례하여 증가합니다. 즉, 항공기가 빠르게 비행할수록 충격 에너지는 기하급수적으로 커집니다. 이는 새의 작은 질량에도 불구하고 항공기의 높은 속도로 인해 엄청난 운동 에너지가 발생하기 때문입니다. 비행중인 항공기와 충돌시, 마치 총알처럼 강력한 충격을 가하여 엔진, 날개, 동체 등 항공기 구조에 심각한 손상을 일으킬수있습니다. 이러한 손상은 조종 불능이나 치명적인 고장으로 이어져 항공기 추락의 원인이 되기도 합니다.
기계공학
Q. 한국의 군수산업은 정말 짧은기간에 대단한 역량을 갖게 하고 한국을 넘어 세계로 그 우수성을 더해가고 있습니다
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.한국 방위 산업은 단기간 내 세계적 역량을 갖추게 된 것이 맞습니다. 생산 인프라는 매우 높은 수준이지만, 전세계의 동시 다발적 수요를 단기간에 모두 만족시키는 것은 어떤 국가에게든 어려운 일입니다. 그럼에도 한국은 K-9 자주포의 가격 경쟁력 , 천궁-II, 천무 등의 기술력으로 이미 세계 무기 수출 9위이며 2027년 4위권 진입을 목표로 합니다. 앞으로는 핵심 부품 기술 잘비화, 미래 첨단 기술(AI,무인화)R&D 투자 확대, 그리고 수출 후 유지보수 지원 역량 강화가 중요합니다. 기술 이전은 폴란드 등 주요 수출국과의 계약에서 절충교역 형태로 활발히 이루어지고 있으며 이는 한국 방산의 큰 강점중 하나입니다.
기계공학
Q. Ai 성장성에 대한 의문이 있습니다
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.AI 성장에 대한 비판적 시각은 매우 중요합니다. 데이터와 한계 : AI는 학습 데이터의 편향이나 오류를 반영할수있습니다.이를 보완하기 위해 데ㅐ이터 정제, 모델 개선, 설명 가능 AI 연구가 활발히 진행 중입니다. 현실 대응 : 현실의 복잡한 변수들을 모두 포괄하기 어렵다는 점은 맞습니다. 그러나 AI는 인간이 놓칠수있는 대량 데이터 패턴 분석 및 예측에서 탁월합니다. 인간의 직관과 전문성을 보조하는 강력한 도구로서 그 가치가 있습니다. AI는 만능이 아니지만, 지속적인 연구와 책임감 있는 개발을 통해 인간 능력을 증폭하고 혁신을 이끄는 방향으로 나아가고 있습니다. 질문자님처럼 건설적인 관점으로 함께 발전 방향을 모색하는것이 중요합니다.