안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
Q. 우크라이나에서 발사했다는 에이테큼스는 어떤 기술이 탑재된 무기 인가요,
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.우크라이나가 발사한 에이태큼스(ATACMS)는 미국이 지원하는 장거리 전술 탄도 미사일입니다.이 미사일은 다음과 같은 기술이 융합되어 있습니다:1. 장거리 사거리사거리 300km:에이태큼스는 사거리 300km의 장거리 미사일로, 이는 우크라이나가 러시아 본토를 타격할 수 있도록 허용된 미사일입니다2. 전술 탄도 미사일전술적 사용:에이태큼스는 전술 탄도 미사일로, 우크라이나군이 특정 목표물을 타격하기 위해 사용됩니다. 이는 군사 작전에서 중요한 역할을 하며, 정확한 타격을 위해 다양한 기술이 적용됩니다3. 지상-지상 미사일지상-지상 공격:에이태큼스는 지상-지상 미사일로, 이는 지상에서 지상으로의 공격을 위해 설계된 미사일입니다. 이는 드론과 같은 무인기와 달리, 지상에서 발사하여 장거리까지 타격할 수 있습니다4. 미국산 기술미국 기술 융합:에이태큼스는 미국이 개발한 기술을 기반으로 한 미사일입니다. 이는 미국의 군사 기술과 우크라이나의 군사 작전에 적합한 형태로 조합된 결과물입니다5. 방공시스템과 격추방공시스템 격추:에이태큼스는 러시아의 방공시스템에 의해 격추될 수 있습니다. 러시아 국방부는 에이태큼스 6발 중 5발을 요격하고, 나머지 1발의 파편이 떨어졌지만 인적, 물적 피해는 없다고 밝혔습니다짧게 정리하면이 미사일은 미국산 장거리 전술 탄도 미사일로사거리 300키로에 지대지 미사일로 분류 됩니다.
Q. 바행기의 엔진이 한 쪽이 고장났을 때 균형을 마춰주는 장치에는 무엇이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비행기 엔진 한쪽 고장 시 발생하는 불균형은 여러 장치와 컨트롤을 통해 감수하며 비행이 가능합니다. 그 과정에 대한 부분을 아래에 열거해 보자면1. 자동조종 시스템조종업무 부하 경감:일부 비행기는 승인받은 자동조종 시스템을 갖추고 있습니다. 이 시스템은 조종업무 부하를 경감시켜 주기 때문에, 기장(PIC) 1명만 탑승/조종할 수 있게 해줍니다2. 러더 조작기체 쏠림 현상 조정:비행기가 엔진 하나가 꺼지면, 반대쪽 엔진이 최대의 추진력을 내어 기체가 갑자기 한쪽으로 쏠립니다. 이때 조종사는 러더(rudder)를 조종하는 페달을 밟아 기체 쏠림 현상을 바로잡습니다. 러더는 수직 꼬리날개에 있는 방향타로, 기체의 수평을 유지하는 역할을 합니다3. 기체 구조안전한 비행 유지:비행기는 두 개 혹은 네 개의 엔진을 날개 양쪽에 달려 있습니다. 이들은 모두 운항 중 한쪽의 엔진이 꺼지면 자동적으로 반대쪽 엔진이 최대의 추진력을 내도록 설계돼 있습니다. 이러한 구조는 기체가 갑자기 한쪽으로 쏠리게 하는 불균형을 감소시켜 비행을 유지할 수 있도록 합니다4. 활공 착륙무동력 착륙:만일 엔진이 전부 작동하지 않는다면, 조종사는 비상착륙을 위해 활공으로 착륙할 수 있습니다. 활공은 비행기가 무동력 상태에서도 공기 역학적으로 활공을 할 수 있도록 설계되어 있습니다. 이는 비행기가 엔진이 꺼지더라도 안전하게 착륙할 수 있도록 합니다5. 조종사 훈련비상 상황 대비:조종사들은 비상 상황에 대비하기 위해 비행기 엔진을 모두 끄고 활공으로 착륙하는 훈련을 수없이 반복합니다. 이는 비행기가 엔진이 꺼지더라도 크게 걱정할 필요가 없도록 합니다간단히 다시 정리해 보면비행기 엔진 한쪽 고장 시 발생하는 불균형은 자동조종 시스템, 러더 조작, 기체 구조, 활공 착륙, 조종사 훈련 등 다양한 장치와 컨트롤을 통해 감수하며 비행이 가능합니다. 이러한 시스템들은 비행기의 안정성을 유지하고 안전한 비행을 보장하고 있는 것으로 확인 가능 합니다.
Q. 냄새를 맡고 악취를 구별하는 기계가 있다던데 그 원리가 어떻게 되나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계코(전자코, Electronic nose)라는 장비가냄새를 감지하고 악취인지 향기인지 구분하는 방법을 나열해 보겠습니다.1. 센서 어레이다수의 센서 사용:기계코는 다수의 센서 어레이를 사용하여 냄새 분자를 검지합니다. 각 센서는 특정 가스에 반응하는 성질을 가지고 있으며, 여러 개의 센서를 함께 사용하여 다양한 냄새를 감지할 수 있습니다2. 전기적 특성 변화전기적 특성 변화:냄새 분자가 센서에 닿으면, 센서의 전기적 특성이 변화합니다. 이 변화는 센서의 저항이나 전압에 영향을 미치며, 이를 통해 냄새의 종류와 농도를 정량적으로 측정할 수 있습니다3. 데이터 분석데이터 패턴 분석:검지된 센서 데이터를 분석하여 냄새의 패턴을 형성합니다. 이 패턴은 냄새의 종류와 강도를 판별하는 데 사용됩니다. 인공지능이나 딥러닝 기술을 이용하여 데이터를 패턴화하고 분석하여 최종적으로 냄새의 종류를 결정합니다4. 데이터베이스화데이터베이스화:기계코는 냄새 패턴을 데이터베이스화하여 미지의 가스가 갖는 냄새의 감성적인 부분을 판정할 수 있습니다. 이는 기계코가 이전에 검지한 냄새 데이터를 바탕으로 미지의 냄새를 분석하여 그 종류를 판별하는 데 사용됩니다실질적 예를 하나 들어보자면암 진단:예를 들어, 암 세포는 특정 휘발성 유기 화합물(VOC)을 방출합니다. 기계코는 이러한 VOC를 측정하여 암 세포와 건강한 세포를 구별할 수 있습니다. 연구에서는 난소암과 췌장암을 95%와 90%의 정확도로 구별할 수 있었습니다결론적으로기계코는 다수의 센서 어레이를 사용하여 냄새 분자를 검지하고, 센서의 전기적 특성 변화에 기반하여 데이터를 분석하여 냄새의 종류와 강도를 판별합니다. 인공지능이나 딥러닝 기술을 이용하여 데이터 패턴을 분석하여 최종적으로 냄새의 종류를 결정합니다. 이와 같이 기계적 부분과 인공지능 기술을 융합을 통하여다양한 분야에서 활용되는 기술로 발전 중임을 확인할 수 있습니다.
Q. 비행기의 엔진이 날개 아래에 있는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비행기 엔진이 날개의 아래에 위치하게 설계되는 이유는 여러가지가 있습니다관련된 이유와 장점을 나열해 보면1. 안정성과 내구성무게중심의 안정성:엔진을 날개 아래에 두면 비행기의 무게중심이 더 안정적으로 유지됩니다. 이는 특히 큰 비행기에서 중요하며, 엔진의 무게를 이용해 무게추의 역할을 하여 날개의 휘어짐을 억제합니다내구성 증가:날개의 윗면은 양력생성에 중요한 역할을 하기 때문에 엔진을 두지 않도록 피하는 것이 좋습니다. 엔진을 날개 아래에 두면 날개의 내구성을 증가시킵니다2. 정비와 접근성정비 용이성:엔진을 날개 아래에 두면 정비와 점검이 훨씬 쉬워집니다. 이는 비행기 운영에 큰 장점으로 작용합니다접근성:날개 아래에 엔진을 두면 엔진에 접근하기가 더 용이하여 수리가 더 쉽습니다. 특히, 엔진이 날개 위에 있으면 수리 시 도구를 떨어뜨리면 날개 위에 떨어져 큰 충격을 받을 수 있습니다3. 연료 공급과 효율성연료 공급 동선 최소화:날개 아래에 연료와 엔진이 모여있으므로, 연료 공급 동선이 최소화되어 연료 효율성이 높아집니다4. 공항 환경 적응짧은 활주로와 열악한 환경:작은 공항에서는 활주로가 짧고 각종 지원시설이 빈약할 수 있습니다. 엔진을 날개 아래로 빼면 활주로 길이를 줄이고 이착륙 거리를 단축할 수 있습니다양력발생 용이양력이 생기는 이유는 뉴턴 제 3법칙 작용 - 반작용 원리로비행기 날개 윗면/ 아랫면을 유체가 통과할 때 유체방향이 아래쪽으로 바뀌는데이에 대한 반작용으로 비행기가 위쪽으로 힘을 받아 올리게 되는 양력이 생깁니다.양력은 비행기 날개에 의해 흐름이 바뀐 유체의 반작용으로 발생하는 힘 이므로, 유체흐름을 방해하면양력발생에 문제가 생겨 비행효율이 떨어지게 됩니다.■ 결론적으로 비행기 엔진이 날개의 아래에 위치하게 설계되는 이유는 안정성과 내구성을 증가시키기 위한 것이며, 정비와 접근성이 용이하고 연료 공급 동선이 최소화되어 연료 효율성이 높아집니다. 또한, 항공 환경에 적응하여 FOD를 방지하고 짧은 활주로에서 이착륙을 용이하게 하며 근본적으로 양력발생을 방해하지 않기 위한 설계라 할 수 있습니다.
Q. 여객기의 날개와 전투기의 날개의 모양이 차이나는 것은 왜 그런가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.여객기와 전투기의 날개형상 및 단면이 차이나는 이유는 여러 가지가 있기에비행기 설계의 목적과 성능, 설계 제작 사항에 대해 열거해 보겠습니다.1. 비행 목적과 성능여객기:여객기는 일반적으로 저속 비행을 주로 하며, 안정성과 편안함을 중요시합니다. 따라서, 날개는 경제적이고 제작이 쉬운 사각형 모양의 직선익이 주로 사용됩니다. 이 형태는 저속 비행에 적합하며, 공기 역학적으로 구조상 한계가 있지만, 제작이 쉽고 비용이 저렴합니다또한, 여객기는 일반적으로 중고도 비행을 하므로, 공기 밀도는 낮아 양력이 줄어들 수 있지만, 날개 면적이 크고 가로세로 비가 큰 날개는 항력을 줄여 안정성을 높입니다전투기:전투기는 고속 비행을 주로 하며, 민첩성과 조종성능이 중요합니다. 따라서, 날개는 부드러운 곡선 형태의 타원익이나 삼각익이 주로 사용됩니다. 이 형태는 고속 비행에 적합하며, 공기 역학적으로 양력이 고르게 발생하여 추력에 대한 항력이 적게 발생합니다또한, 전투기는 초음속 비행을 할 수 있어야 하므로, 날개 끝의 공기 흐름을 최소화하기 위해 타원익이나 삼각익이 사용됩니다. 이 형태는 공기의 저항과 관계없이 긴 날개 길이를 유지할 수 있어야 하며, 특히 삼각익은 초음속 비행에 적합합니다2. 공기 흐름과 압력양력 발생:날개의 윗면과 아랫면의 압력 차이는 양력을 발생시키는 원리입니다. 윗면의 공기는 더 먼 거리를 이동하기 때문에 압력이 낮아지며, 아랫면의 공기는 더 짧은 거리를 이동하기 때문에 압력이 높아집니다. 이 압력 차이는 날개의 윗면과 아랫면의 곡면 형태에 따라 달라집니다와류와 항력:날개의 끝에는 와류가 발생하며, 이는 항력을 증가시키는 원인이 됩니다. 그러나, 가로세로 비가 큰 날개는 날개 끝의 와류를 줄여 항력을 줄여 안정성을 높입니다3. 설계와 제작안정성과 조종성능:전투기의 날개는 민첩성과 조종성능을 중요시하기 때문에, 타원익이나 삼각익이 사용됩니다. 이 형태는 고속 비행에 적합하며, 조종이 용이합니다. .삼각익은 소위말하는 델타익으로 불리며 양향비는 매우 낮지만, 기동성이 뛰어납니다.따라서 어떤 델타익의 경우 날개의 각도 조절이 가능하여, 이륙상태에서는 날개를 벌려 양력을 극대화하고어느정도 속도가 붙고 양력이 생기면 날개를 젖혀 기동성을 극대화 하게됩니다.타원익 경우는 2차대전에도 많이 사용되었으나 현재는 델타익이 전투기 날개에선 대중적 입니다.반면, 여객기의 날개는 경제적이고 제작이 쉬운 사각형 모양의 직선익이 주로 사용됩니다