안녕하세요. 장준원 전문가입니다.
Q. 항공기 설계에 관련하여 최신 기술 동향에 관하여 궁금합니다.
최신 항공기 설계에는 연료 효율성과 환경 친화성을 높이는 다양한 기술이 포함되는데여. 먼저 복합재료와 같은 경량화 소재를 사용해 연료 소비를 줄이고 성능을 개선합니다. 디지털 트윈 기술을 통해 설계부터 제작, 유지보수까지 항공기의 전 과정을 시뮬레이션하며 최적화하고 전기 추진 기술과 하이브리드 엔진이 개발되고 있어 탄소 배출을 크게 줄이는 데 기여합니다. 공력 성능 개선을 위해 윙렛 설계와 고효율 날개 구조가 적용됩니다. 첨단 항법 시스템과 자율 비행 기술도 설계에 통합되어 운항 효율성과 안전성을 높이고 있습니다. 마지막으로 AI 기반 설계와 빅데이터 분석이 항공기 설계와 제작 과정에서 점차 중요한 역할을 하고 있습니다.
Q. 위치 정밀도의 개선을 위한 방안에 대해서
회전하는 인덱스 장치의 위치 정밀도를 개선하기 위해서는 고정밀 엔코더를 사용해 위치 측정 정확도를 높이고 서보 모터를 활용하여 정밀한 위치 제어를 구현할 수 있습니다. 또 기어 감속기를 추가하면 모터의 분해능이 향상되어 정밀도가 증가합니다. PID 제어 알고리즘을 적용하면 제어 정확성을 더욱 향상시킬 수 있고 온도와 진동 보정 시스템을 통해 환경 변수의 영향을 최소화하는 것도 효과적입니다. 기계적 백래시를 줄이기 위해 고정밀 기어를 사용하거나 직접 구동 방식을 채택할 수 있고 정밀 레퍼런스 위치 센서를 통해 위치 재설정 정확성을 강화하는 방법도 고려해 볼 수 있겠습니다.
Q. 전기신호를 화학적 신호로 바꿔 줄 수 있는 그런 것도 있나요
네 그렇습니다. 전기 신호를 화학적 신호로 변환하는 기술은 이미 다양한 분야에서 연구되고 있는데요. 대표적으로 전자화학 센서와 전기-화학 변환 장치가 있습니다. 설명을 위해 예를 들어보면 뉴로모픽 디바이스는 전기 신호를 화학적 신호로 변환해 뇌 신경망과 유사한 작동을 구현하고 전기화학 촉매는 전기 신호를 활용해 특정 화학 반응을 유도하는 데 사용됩니다. 이런 기술은 의학, 환경, 에너지 등 여러 분야에서 응용 가능성이 높습니다. 특히나 바이오센서는 전기 신호를 생화학적 반응으로 변환해 질병 진단 등에 사용됩니다.
Q. 기계 설계를 하기 위해서 캐드 말고 사용하는 프로그램이 있나요?
기계 설계를 하기 위해서 가장 대표적인 CAD 외에도 다양한 설계 프로그램들이 있습니다. 보편적으로 SolidWorks, AutoCAD, CATIA는 각종 산업 분야에서 3D 설계에 널리 사용되고 있습니다. Fusion 360은 클라우드 기반 설계 도구로 협업과 렌더링 기능이 강력합니다. 그외 Creo와 NX는 고급 기계 설계 및 시뮬레이션에 적합하며 상대적으로 가볍습니다.
Q. 항공유는 휘발유와 무엇이 다른가요?
비행기 연료는 일반 주유소의 기름과 차이가 있는데요. 먼저 항공유는 고도에서 안정성과 성능을 유지하도록 설계된 연료입니다. 상업용 제트기는 주로 제트 연료를 사용하고 등유 기반으로 정제되고 동결점과 점화 성능이 최적화되어 있습니다. 프로펠러 비행기나 소형 항공기는 항공가솔린을 사용하고 있으며 이는 옥탄가가 높아 엔진 효율을 극대화합니다. 제조 과정은 원유를 정제해 원하는 점도와 성질을 갖도록 혼합하고 첨가제를 더해 산화와 부식을 방지합니다.