안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
기계공학
Q. 엔드밀이 대부분 초경으로 만들어지는 이유는 뭔가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.알루미늄 가공 외에 다른 재료를 깎을때 초경 엔드밀이 주로 사용되는 것은 이 재료가 가진 뛰어난 특성들 때문입니다. 초경 엔드밀은 고품질 초경 합금으로 제작되는데 이는 다음과 같은 장점들을 제공합니다. 우수한 내마모성 : 초경은 매우 단단하여 마모에 강합니다. 이 덕분에 공구의 수명이 길어지고 가공시 정밀도를 오래 유지할수있습니다. 높은 내열성 및 고온 안정성 : 절삭 과정에서 발생하는 고열에도 형태 변형이 적습니다. 이는 공구의 손상 없이 더 빠른 속도로 가공할수있게 하여 생산성을높여줍니다. 최고의 절삭 성능 : 높은 경도와 내열성 덕분에 주철, 합금, 스테인리스강, 티타늄과 같은 가공하기 어려운 단단한 재료들을 효율적으로 절삭할수있습니다. 향상된 가공 품질 : 마찰 계수가 낮아 칩(CHIP)흐름이 좋고 열 축적이 줄어들어 가공물의 표면 품질이 매끄럽게 나옵니다. 생산 효율성 증대 : 초기 구입 비용은 하이스 엔드밀 보다 높지만, 절삭 속도가 10배 이상 빠르기 때문에 전체 적인 생산 효율성을 높여 장기적으로는 비용 절감 효과를 가져옵니다. 이러한 특성들 덕분에 초경 엔드밀은 정밀하고 까다로운 가공 작업에 필수적으로 사용되며, 항공우주, 의료, 금형, 발전 산업 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있습니다.
기계공학
Q. 방호장치가 없는 일반컴퓨터가 우주입자로 인하여 프로그램이 손상/변형될 확률은?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.이는 우주 환경에서 전자기기 신뢰성과 직결되는 중요한 문제입니다. 정확한 % 수치를 제시하기는 어렵습니다만, 관련 정보를 통해 설명해 드릴수있습니다. 우주 공간의 컴퓨터는 우주 방사선, 특히 고에너지 입자들의 영향을 받습니다. 이러한 입자는 컴퓨터 칩의 비트를 뒤집거나 메모리 오류를 일으킬수있으며, 이를 단일 이벤트 효과라고 합니다. 이는 프로그램 오류나 시스템 고장으로 이어질수있습니다. 일반적으로 방호장치 없이 우주에 노출된 일반 컴퓨터는 이러한 우주 방사선에 매우 취약합니다. 지구 대기와 자기장은 이러한 방사선을 상당 부분 막아주지만, 우주 공간에서는 이러한 보호막이 없기 때문입니다. 일부 자료에서는 유성이나 행성의자기력으로 인해 프로그램이 손상될 확률이 연 100만분의 1 정도로 극히 낮다고 언급하지만 이는 직접적인 우주 입자(방사선)의 영향과는 다를수있습니다. 우주선에 탑재되는 컴퓨터는 이러한 방사선으로부터 보호하기 위해 알루미늄, 탄탈륨, 텅스텐, 폴리에틸렌 등의 특수 차폐 재료를 사용하건, 여러 층의 재료를 조합한 복합 차폐를 적용하여 보호합니다. 너무 두꺼운 차폐는 오히려 2차 방사선을 생성할수 있어 최적화된 설계가 필요할 만큼, 우주 방사선의 영향은 매우 중요하게 다루어집니다. 결론적으로, EMP 방지판 같은 장치 외에 우주 방사선에 대한 특별한 방호 장치(차폐나 경화된 부품)가 없는 일반 컴퓨터가 우주에서 프로그램 손상/변형을 겪을 확률은 지구 환경보다 현저히 높으며, 상당한 수준의 위험이 존재합니다. 하지만 대략적인 % 수치를 제시하기는 어렵습니다.
기계공학
Q. 선풍기에 먼지는 어떻게 생기는 건가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.선풍기가 바람을 내보내는것 같지만, 실제로는 뒤쪽에서 주변 공기를 빨아들입니다. 이 공기 중에는 늘 미세한 먼지가 떠다닙니다. 선풍기 날개에 먼지가 쌓이는 주된 이유는 다음과 같습니다. 정전기 발생 : 선풍기 날개가 공기와의 마찰이나 회전하면서 정전기가 발생하는데, 이 정전기가 공기중의 먼지 입자를 끌어당겨 달라붙게 합니다. 먼지 자체가 전하를 띠기도 합니다. 유분 및 수분 결합 : 특히 주방 근처에서 사용하면 조리중 발생하는 기름 입자나 공기 중의 습기가 먼지와 엉겨 붙어 끈적하고 검은때를 형성하기 쉽습니다. 공기 흐름의 영향 : 바람이 직선으로 흐르는 층류와 달리, 선풍기 주변의 공기 흐름은 소용돌이치는 난류를 형성하여 먼지가 날개 표면에 더 잘 접촉하도록 합니다. 그래서 선풍기는 바람을 불어내면서 동시에 먼지를 끌어모으고, 이렇게 모인 먼지들이 정전기나 유분 등으로 날개에 달라붙어 떨어지지 않는 것이랍니다.
기계공학
Q. 현대의 공기조화 설계에서 필수적으로 사용되는 습공기선도는 언제 누가 만들게 된건가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.습공기 선도에 명확한 역사가 있습니다. 습공기 선도는 흔히 현대 공기조화의 아버지라고 불리는 윌리스 캐리어가 1911년에 공기조화 시스템을 연구하고 실용화하는 과정에서 습공기의 특성을 시각화하고 계산하기 위해 개발한 것입니다. 모리엘 선도처럼 직접 이름ㄹ이 붙어 있지는 않지만, 이 습공기선도는 캐리어의 가장 중요한 발명품 중 하나로, 복잡한 습공기 상태 변화를 한눈에 파악하고 공기조화 설계를 가능하게 한 필수적인 도구입니다.
기계공학
Q. 내시경기술에대해 궁금해서질문합니다
현재 대장 내시경으로 인한 통증을 줄이기 위한 연구는 활발히 진행되고 있습니다. 특히, 캡슐 내시경 기술은 무선으로 소화기관을 검사할수있는 혁신적인 장비로, 고해상도 이미지 촬영과 위치 조정 기능이 더욱 정밀하게 발전하고 있어 향후에는 통증 없이 검사가 가능해질 것으로 기대됩니다. 내시경 기술은 과거 위 카메라부터 시작하여 끊임없이 발전해왔습니다. 새로운 영상 기술 개발로 효율성도 높아지고 있습니다. 따라서 앞으로는 통증없이 대장 내시경검사를 받을수있는 가능성은 충분하며, 이를 위한 연구와 기술 개발이 지속되고 있습니다.
기계공학
Q. 비행기 엔진에 빨려들어가는 사고에 관해..
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.비행기 엔진의 흡입력은 상상 이상으로 강력하며, 실제로 안타까운 사고들이 보고 되기도 했습니다. 하지만 엔진 흡기구를 개방하는 것은 공학적으로 필수적인 이유가 있습니다. 엔진은 엄청난 양의 공기를 빨아들여야 최고의 효율로 작동하고 충분한 추력을 얻을수있습니다. 만약 흡기구에 망이나 그물 같은 것을 설치하면 공기 흐름이 심각하게 방해되어 엔진 성능이 급격히 저하될 뿐만 아니라 연료 효율도 떨어집니다. 더욱이 , 이런 구조물 자체가 고속의 공기 흐름과 외부 환경(예:얼음,먼지)에 의해 손상되거나 떨어져 나가 오히려 엔진 내부로 빨려 들어가 더 큰 파손을 일으킬 위험이 있습니다. 따라서 항공 안전에서는 엔진 흡기구를 막는 보호막 대신, 공항 내 지상 안전 구역을 엄격히 설정하고 지상 요원에 대한 철저한 안전 교육 및 FOD(이물질)관리를 통해 사고를 예방하고 있습니다.
기계공학
Q. 자동차 연비를 높이기 위한 공학적인 설계
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.자동차 연비 향상을 위한 공학적인 설계는 다양하게 적용되고 있습니다. 첫째, 엔진 효율 극대화입니다. 엔진처럼 연료를연소실에 직접 분사하여 연소 효율을 높이는 기술이 대표적이며, 48V 마일드 하이브리드처럼 엔진 효율을 보조하는 기술도 있습니다. 둘째, 차체 경량화입니다. 고장력 등 경량 신소재를 사용하고 구조 설계를 최적화하여 차량의 무게를 줄여 연비를 개선합니다. 셋째, 공기 역학 설계입니다. 차량의 외형을 유선형으로 디자인하여 공기 저항을 최소화하는 것도 중요한 부분입니다. 넷째, 첨단 윤활유를 사용하여 엔진 내부의 마찰을 줄이는 기술도 연비 향상에 크게 기여합니다. 이러한 종합적인 설계 노력이 높은 연비를 가능하게 합니다.
기계공학
Q. 비행기 날개구조 내부에 어떤 구조로 되어있나요? 혹시 안에가 비어있을까요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.비행기 날개 내부는 텅 비어 있는 것이 아니라, 필요한 강성을 유지하면서도 최대한 가볍게 설계됩니다. 날개안에는 스파,리브,스트링거 등 뼈대 역할을 하는 다양한 구조물들이 복잡하게 연결되어있습니다. 이 구조물들이 날개의 전체적인 형태를 지지하고 , 비행중 발생하는 엄청난 하중과 압력에 견딜수있도록 돕습니다. 빈 공간은 연료 탱크 등으로도 활용 되기도 합니다. 이러한 설계 덕분에 비행기는 안전하게 하늘을 날수있습니다.
기계공학
Q. 베터리의 역사와 유래를 설명해 주시기 바랍니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.배터리 역사는 우리 생활의 많은 부분을 바꾸어 놓을 만큼 중요하게 발전해왔습니다. 배터리의 시작은 1800년 이탈리아 물리학자 알레산드로 볼타가 발명한 볼타 전지로 거슬러 올라갑니다. 그는 아연과 구리 원판을 소금물에 적신 천으로 분리하여 지속적으로 전기를 생산하는 장치를 만들었습니다. 이후 1836년 존 프레더릭 다니엘이 더욱 개선된 다니엘 전지를 개발해 전지의 지속 시간을 늘렸고, 1888년에는 독일의 카를 가스너가 현재 우리가 흔히 사용하는 건전지의 원형을 발명했습니다. 가장 큰 전환점은 1859년 프랑스 과학자 플랑테가 충전하여 재사용이 가능한 납축전지를 발명한 것입니다. 이 2차 전지의 등장은 오늘날 자동차 배터리는 물론, 휴대폰과 노트북, 그리고 전기차와 같이 다양한 분야에서 배터리가 필수적인 역할을 하게 되는 계기가 되었습니다. 현재 배터리는 1차 전지, 2차 전지, 연료 전지 등 여러 형태로 구분되며, 끊임없이 발전하며 우리 삶과 산업 전반에 없어서는 안될 중요한 요소가 되고 있습니다.
기계공학
Q. 비행기도 자동차 처럼 비행기에 탄 인원이 한쪽으로 몰리면 기울수 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.결론부터 말씀드리면, 일반적인 상황에서는 거의 기울어지지 않습니다. 비행기는 자동차와 달리 전체적인 질량이 매우 크고 무게 중심(CG)관리가 비행 안전에 매우 중요하게 설계되어 잇습니다. 승객 몇명이 한쪽으로 이동한다고 해서 비행기의 무게중심이 크게 변화하거나 눈에 띄게 기울어지는 일은 발생하지 않습니다. 항공기는 비행 중에도 가로 안정성을 포함한 안정적인 자세를 유지할수있도록 설계되었으며, 작은 무게 이동은 비행기 자체의 안정성과 조종 시스템에 의해 상쇄됩니다. 따라서 걱정하지 않으셔도 괜찮습니다.