안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
Q. 알루미늄과 강철 중에 어떤 것이 더 강한가요.?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.일반적으로 강철이 알루미늄보다 강도가 더 높습니다. 강철은 밀도가 높고 더 단단하여 구조적인 강성이 뛰어납니다. 자동차에 알루미늄 사용이 늘어나는 주된 이유는 강도 때문이 아니라 무게를 줄이기 위해서입니다. 알루미늄은 강철에 비해 약 3분의 1정도로 가볍습니다. 자동차의 무게가 줄면 연비가 향상되고 배출가스가 감소하며 차량의 가속 성능이나 승차감도 개선될수있습니다. 물론 알루미늄도 합금을 통해 강도를 높일수있으며 특정 부품에는 적절한 강성과 경량화를 동시에얻기 위해 사용됩니다. 하지만 차체 전체의 구조적인 강성이나 충돌 안전성을 확보하는데는여전히 강철이 유리한 부분도 많습니다. 요약하면, 강도 자체는 강철이 우수하지만, 알루미늄은 뛰어난 경량성 때문에 자동차 산업에서 활용이 확대되고 있습니다.
Q. 비행기를 제작하기 위해 사용되는 기계공학적 기술에는 어떤 기술들이 있을까요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.기계공학은 항공 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 주요 기술로는 다음과 같은 것들이 있습니다. 공기역학 설계 : 비행기의 형상을 설계하여 공기 저항을 최소화하고 비행 성능을 최적화하는 기술입니다. 구조 해석 : 비행기 동체와 날개가 비행중 받는 힘과 압력을 견딜수있도록 구조를 설계하고 안정성을 분석하는 기술입니다. 엔진 설계 : 비행기의 추진력을 제공하는 엔진의 성능과 효율을 높이는 기술입니다. 제트 엔진의 작동 원리나 가스 터빈 등이 관련됩니다. 진동 분석 및 열 관리 : 비행중 발생하는 진동을 제어하고 엔진 및 시스템에서 발생하는 열을 효율적으로 관리하는 기술입니다. 제어 시스템 : 비행기의 움직임과 자세를 안정적으로 제어하는 시스템 설계에 기계공학적 원리가 적요됩니다. 이외에도 다양한 기계 부품 설계 및 제작 기술이 필수적으로 사용됩니다. 기계공학은 비행기가 하늘을 안전하고 효율적으로 날수있도록 하는 핵심 기반 학문이라고 할수있습니다.
Q. 반도체 기술로 만들 수 있는 가장 작은 크기는 얼마정도의 크기인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.반도체 칩의 성능은 회로 선폭이 얼마나 작은지에 크게 좌우되기 때문에 업계에서는 계속해서 더 작은 크기를 구현하기 위해 경쟁하고 있습니다. 현재 반도체 기술의 최첨단은 3나노미터(nm)공정입니다. 1나노미터는 10억분의 1미터로 사람 머리카락 굵기의 약 10만분의 1에 해당 하는 매우 작은 크기입니다. 삼성전자와 TSMC와 같은 주요 기업들은 이미 3nm 칩을 생산하고 있습니다. 현재 양산중인 D램 메모리 중에서는 삼성전자의 14nm D램이 가장 작은 크기로 알려져 있습니다. 하지만 이는 D램의 특성 때문에 로직 반도체(CPU,GPU등)의 최첨단 공정과 차이가 있을수있습니다. 앞으로는2nm이하의 더욱 미세한 공정 기술 개발도 계획하고 있으며 기술 발전은 계속 될 것으로 예상됩니다.
Q. HVAC의 종류와 적용사례는 무엇이 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.HVAC는 Heating(난방), Ventilation(환기), Air Conditioning(냉방)의 약자로, 건물의 쾌적한 환경을 유지하는 공기조화 시스템을 총칭하는 넓은 개념입니다. 주요 종류와 적용 사례는 다음과 같습니다. 중앙 공조 방식 : 대형 건물(사무실, 쇼핑몰, 공장)에 주로 사용되며, 중앙 장치에서 공기를 처리해 덕트를 통해 각 공간으로 보냅니다. 개별 공조 방식 : 각 공간마다 독립적인 장치(시스템 에어컨,보일러)를 설치합니다. 주택, 소규모 사무실,호텔 객실등에 사용됩니다. 시스템 에어컨(VRF방식) : 실외기 하나에 여러대의 실내기를 연결하여 각 공간을 개별 제어합니다. 중소형 건물, 상가, 주택 등에 효율적입니다. 패키지 유닛 : 실내기와 실외기가 하나로 통합된 형태로 주로 상가나 소형 건물에 사용됩니다. HVAC는 공기 조화 시스템 전체를 포괄하는 용어이므로 HVAC외에 완전히 다른 큰 틀의 시스템 보다는 HVAC시스템 내의 세부 기술이나 방식을 언급하는 경우가 많습니다.
Q. 비행기가 착륙할 때 바퀴가 작은 걸로 무게를 지탱하는데 어떻게 가능한건가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.단순히 바퀴 하나의 힘이 아니라, 여러 복합적인 기술과 시스템 덕분입니다. 여러 개의 랜딩 기어 및 바퀴 : 비행기는 보통 여러 세트의 랜딩 기어에 수십개의 바퀴가 장착되어 있어 비행기 전체 무게와 착륙시 충격을 여러 지점으로 분산시킵니다. 강력한 타이어 : 비행기 타이어는 자동차 타이어와 달리 매우 높은 압력을 견디도록 특수 제작되어 있습니다. 엄청난 하중과 속도를 견딜수있도록 설계되었습니다. 충격 흡수 장치(쇼트 스트럿) : 랜딩 기어의 핵심에는 강력한 충격 흡수 장치(주로 공기압과 유압 사용)가 있습니다. 착륙시 발생하는 엄청난 충격을 이 장치가 흡수하고 기체에 전달되는 하중을 완화하여 바퀴와 구조물에 무리가 가지 않도록 돕습니다. 구조적인 설계 : 랜딩 기어 전체 구조가 비행기의 무게를 효율적으로 지면에 전달하고 분산시키도록 정교하게 설계되어 있습니다. 즉, 작은 바퀴처럼 보여도 특수 타이어와 강력한 충격 흡수 장치, 그리고 여러개의 바퀴가 함께 작동하여 무거운 비행기의 착륙 하중을 안전하게 지탱하는 것입니다.