안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 헬리곱터와 드론은 어떻게 다른가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.드론과 무인 헬리콥터의 차이는 무엇일까?둘 다 로터(roter)라는 회전 날개가 있고 활주로가 없어도 그 자리에서 바로 이착륙을 할 수 있다. 다른 점은 로터의 수와 엔진 작동 방식이다.보통 무인 헬리콥터는 커다란 로터 1개를 회전시켜 비행한다. 반면 드론은 작은 프로펠러를 여러 개 사용한다. 그래서 흔히 드론을 멀티콥터(multi-copter)라고 한다. 당연히 프로펠러의 수에 따라 명칭도 달라진다. 프로펠러가 3개면 트라이콥터(tri-copter), 4개면 쿼드콥터(quadi-copter), 8개면 옥타콥터(octa-copter)라고 한다.엔진 작동 방식도 다르다. 헬리콥터는 엔진(대부분 가스 터빈 엔진)의 회전력을 이용해 긴 로터를 회전시킨다. 이를 위해 헬리콥터 로터의 아랫부분에는 복잡한 로드와 관절 등이 달려 있다. 반면 드론은 엔진에 해당하는 모터에 각각의 프로펠러가 곧바로 연결돼 있어 모든 모터의 출력을 동일하게 높이면 수직 상승한다. 때로는 여러 개 모터 중 1~2개 모터가 회전을 멈춰도 남은 모터의 출력을 이용해 착륙이 가능할 때도 있다.즉 드론은 헬리콥터에 비해 훨씬 간단한 구조와 작동 방식을 지니고 있다. 드론이 무인 헬리콥터에 비해 짧은 시간에 대중화된 이유도 이 때문이다. 조종이 쉽고 정보기술(IT) 발달로 고성능 카메라, 위성항법장치(GPS) 등도 달려 있어 다양한 임무 수행이 가능하기 때문이다. 드론의 핵심, 위성항법장치(GPS) 드론의 핵심 기술은 정확한 위치 파악이다. 이를 위해 GPS가 꼭 필요하다. GPS는 3개 이상의 인공위성으로부터 수신되는 전파를 분석해 세계 어디서나 자신의 현재 위치를 정확히 파악한다. 여러 개의 위성이 제공하는 정보를 종합하면 더욱 정확한 위치 파악이 가능하기 때문에 보통 3개 이상의 위성을 활용한다.드론을 이용한 무인 배송도 GPS와 깊은 관련이 있다. GPS가 내장된 내비게이션에 미리 비행 코스를 지정해두면 드론이 저절로 해당 경로를 날아가는 것이다. GPS는 위도·경도뿐만 아니라 고도까지 측정 가능하므로 비행 코스를 미리 설정해두면 굳이 복잡한 조종이 없어도 특정 위치까지 비행하고 되돌아오는 게 가능하기 때문이다. 다만 이착륙 시 고도 제어가 매우 중요하므로 GPS는 물론 기압계, 고도계 등 이착륙에 쓰이는 초음파 센서가 꼭 필요하다. 초음파 센서와 적외선 센서는 주변 물체와 부딪히지 않기 위해 쓰인다. 정확성을 더 높이려면 카메라가 필요하다. 카메라가 촬영한 전방 이미지를 인식하여 드론이 특정 물체를 피해 날거나 앞서 비행하는 드론을 추적할 수 있다.
Q. 눈이 왔을 때 염화칼슘 뿌리는 이유
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.하얀 눈이 내리면 동화 속의 세상이 펼쳐지기도 하지만 적설량이 많으면 교통과 물류 대란 우려가 제기된다. 이때 구원투수로 등장한 것이 염화칼슘(CaCl2)이다. 추운 날씨에도 눈과 얼음을 녹여준다. 하지만 염화칼슘은 고가인 데다 환경에도 좋지 않다. 염화칼슘은 석회석(CaCO3)이나 어패류에다 염산(HCl)을 넣어 제조한다. 이때 부산물로 생성되는 탄산가스가 염화칼슘만큼 많이 배출되고 염산도 소금물을 전기분해해 만들기 때문에 많은 전기에너지를 사용하게 된다. 염화칼슘은 지구환경을 이중으로 망치는 셈이다.캐나다가 염화칼슘 대신 암염을 사용하는 것은 이 때문이다. 암염은 값이 저렴하고 환경에 악영향을 거의 미치지 않을 뿐 아니라 자동차 부식 측면에서도 염화칼슘과 큰 차이가 없다. 하지만 우리나라는 국내에서 증발식 염전 소금과 전기영동식 소금을 만들려면 시간과 비용이 많이 들어간다는 점에서 수입 염화칼슘을 사용한다. 대학교나 연구소, 병원, 첨단 기업에서도 고순도 소금을 전량 수입한다. 반도체 제조 과정에 사용되는 극초순수 염산, 핵융합 반응로와 원자로의 냉매로 활용되는 극초순수 액체 금속(나트륨·리튬)을 만들기 위해서는 극초순도의 소금과 리튬염이 필요하지만 생산 기반이 없다.연구소에서 퇴임한 뒤 태안 바닷가 마을에 작은 실험실을 마련해 놓고 해수를 수년간 들여다보며 해양 소재를 연구했다. 그 결과 발전소가 방출하는 폐열수(약 45도)를 염전 바닥에 순환시키면 기존 염전보다 약 10배 이상 빠르게 해수를 증발시킬 수 있다는 점을 알게 됐다. 해수 온도가 일정해 생산 공정을 자동화해 연중 염전을 가동하면 약 10배 이상 소금 생산성을 높일 수 있다고 본다. 소금을 신속히 대량으로 저렴하게 만들 수 있는 길이 있는 것이다. 이 정도라면 제설제로 염화칼슘을 대체할 수 있다.염전에서 소금을 1차 분리하고 남은 여액으로 마그네슘염과 칼륨염도 쉽게 분리할 수 있다. 여액에 가성소다를 가하면 순수한 수산화마그네슘의 백색 침전이 형성돼 다양한 산업 소재 원료로 활용할 수 있다. 가리비료로 사용되는 칼륨염 역시 비슷한 화학반응으로 순수 분리가 가능하다.
Q. 사과 껍질이 벗기면 왜 색이 변하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.갈변현상은 배와 바나나와 같은 과일에서도 일어난다. 갈변을 막기 위한 방법으로는 공기를 차단하는 방법이 있으며, 또한 설탕물이나 소금물에 담가두면 갈변을 막을 수 있다.
Q. 헬리콥터가 비행기와 다르게 생긴 이유
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.날개를 가진 고정익 비행기가 어느 정도 속도의 바람과 부딪히며 날개 혹은 동체 표면 형태에서 양력을 얻는 것과는 달리 로터(Rotor, 프로펠러)를 돌려 양력을 얻는다.고정익 비행기가 양력을 얻기 위해 비행기 자체를 수평 방향으로 빠르게 움직여야 하는 것과는 달리 회전익 비행기인 헬리콥터는 지상에 정지해 있어도 양력을 얻을 수 있다. 따라서 고정익 비행기와는 달리 이착륙 시 활주할 필요가 없으며 공중에 멈춰서 정지해 있을 수도 있다. 다만 동력 구동 방식과 기체의 형태로 인한 공기 저항 등으로 인해 고정익에 비해 비행속도가 느리다.
Q. Led등 교체할때 어스선을 안꼽는이유?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.LED 거실등 교체방법은 딱 3가지만 아시면 어렵지 않습니다.1. 전기 차단기 ON/OFF 확인2. 천장 전기선 연결 분리하기3. LED 등 연결단자에 각각 맞게 하나씩 연결하기