안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 복잡한 기계 구조의 안전성을 평가하는 방법은?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.성능 시험특성화 성능 시험: 특정한 기계류에 대한 특성화 성능 시험을 수행합니다. 이는 IEC 60601-1에 따른 전기·기계적 안전성 시험평가와 ISO 14971에 따른 Risk Management 검토를 포함합니다. 또한, 진동 및 낙하/충격 시험평가, 온습도/열충격 시험평가, 방수/방진시험평가 등 다양한 시험을 수행합니다이러한 방법들은 복잡한 구조의 기계장치의 안정성 평가를 위한 체계적인 절차를 제공합니다. 위험성 평가의 순환과 위험원 파악, 위험성 추정, 위험성 결정/결과평가, 안전성 검사, 특성화 성능 시험 등을 통해 기계장치의 안정성을 확보할 수 있습니다.
기계공학
Q. 소음과 진동을 줄이는 기계 설계의 원리는??
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계설계 시 소음 및 진동을 줄이는 기술을 나열해 본다면1. 음향 메타물질 기술음향 메타물질: 음향 메타물질은 특정 주파수를 차단하거나 감쇠시키는 기술입니다. 이를 통해 소음과 진동을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 메타물질을 이용한 전투차량용 소음기 개발 연구에서는 K2 전차 내부/외부 장착을 위한 소음기 설계를 통해 소음저감 특성과 유동 특성을 고려한 소음기 설계를 진행했습니다2. 머플러 최적 설계머플러 최적 설계: 머플러의 내부 구조를 최적화하여 소음과 진동을 줄이는 방법입니다. 예를 들면 오일리스 리니어 압축기 소음 저감을 위한 머플러 최적 설계 연구에서는 소음 저감 특성과 유동 특성을 고려한 최적 설계 방법을 개발했습니다3. 딥러닝 기반 음향 해석딥러닝 기반 음향 해석: 딥러닝을 활용하여 음향 특성을 분석하고, 최적 설계를 수행하는 방법입니다. 한예로, 차실 내부 시트 및 격벽 배치에 따른 차설 음향 특성 해석 연구에서는 딥러닝을 이용하여 차실 내부의 음향 특성을 해석하고, 최적화했습니다12.4. 진동 메타물질진동 메타물질: 진동 메타물질을 이용하여 진동을 감쇠시키는 기술입니다. 방사 소음 저감을 위한 진동메타물질 설계 기법 개발 연구에서는 방사 소음 저감을 위한 진동메타물질 설계 기법을 개발하고, 패널 구조 변경을 통해 유효성 검증을 수행했습니다5. 진동 제어 기술진동 제어 기술: 진동을 감소시키는 기술을 적용하는 방법입니다. 변위 제어 고성능 바닥구조는 초정밀 진동 제어가 필요한 실험시설에 활용되는 기술로, 매우 낮은 고유 진동수를 통해 진동을 대폭 저감할 수 있습니다기계설계 시 소음과 진동을 줄이는 데 도움이 되는 기술들을 나열해 보았습니다.
기계공학
Q. 북한이 장사정포를 전진배치했다고 하는데요. 우리나라도 장사정포요격체계가 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.북한 장사정포에 대응하는 국내 요격체계는 '장사정포 요격체계'로 불리는 'LAMD'입니다. 이 체계는 이스라엘의 '아이언 돔'과 유사한 방식으로, 북한의 저고도 미사일 위협을 대비하기 위해 개발되었습니다주요내용을 간단히 나열하면1. LAMD의 주요 특징목적: 적의 장사정포로부터 국가와 군사 중요시설의 대공 방어 능력을 확보하는 것이 목표입니다구성: 한 개의 포대는 탐색레이더, 교전통제소, 발사대, 그리고 요격미사일로 구성되어 있습니다. 한 개의 발사대에 32발의 요격 미사일을 탑재하고, 6개의 발사대가 하나의 포대를 형성하기 때문에 개념적으로는 동시에 192발의 요격 미사일을 쏠 수 있습니다전력화 시기: 2029년부터 2033년까지로 첫 전력화 시점은 2029년으로 당초 계획보다 2년 앞당겨졌습니다2. 전자전기(Block-I) 확보 사업목적: 적의 위협 신호를 수집·분석하고 적 통합 방공망과 무선 지휘통신 체계를 마비·교란해 공중 전력의 생존성과 합동작전 수행 능력을 향상시키기 위한 전자전기를 확보하는 사업입니다주관: 전자전 수행 체계 연구개발 주관을 기존 국방과학연구소(ADD)에서 민간업체로 변경했습니다3. 탄도탄 방어 향상PAC-3 개량형 유도탄: 고도화된 적 탄도탄 위협 대응 능력을 보강하기 위해 PAC-3 개량형 유도탄을 추가 확보하고 발사대를 성능 개량합니다. 사업 기간은 2022년부터 2031년까지이며 총 사업비는 약 1조9507억원입니다
기계공학
Q. 우리나라의 레이저무기 천광은 만드는데 얼마나들까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.국방부 2023~2027 국방 중기계획 발표 내용을 참조해 보면무인기를 탐지 및 요격 가능한 4개 사업에 국비 5600억원을 투입하고무인기나 멀티콥터 등 파괴 가능한 수준의 레이저 대공무기는오는 2026년까 연구·개발을 지 완료한 뒤 전력화를 시작할 계획이라 명시 되어있습니다.방해 전파로 무인기 기능을 상실하게 하는 소형무인기 대응체계 역시 2020년대 중반전력화 목표로 체계 개발이 진행 중이라고 발표하였습니다.아무래도 국방관련 보안 사항이다보니 정확한 양산비용은 알기는 쉽지 않습니다.다만 외국사례를 참조하여 본다면영국에서는 2023년에 첫 테스트를 목표로1억 3천만 파운드( 1억 6천만달러 = 2200 억)의 개발비를 투입하였습니다.미국에서은오바마 행정부 때 부터 15년간 50억 달러( 6조 9천억)을 들여서항공기 탑재 레이져 무기를 개발하는 계획을 세웠고미해군 기술연구기관인 해양 시스템 사령부에서7년간 4천만 달러(현재 환율로 약 440억)을 들여 개발을 시작했습니다. 이런 사례를 보면개발하는 데 수천억에서 수조의 개발비를 생각하기에 많다고 생각할 수 있으나물체 타격 횟수 대비 미사일 소요 비용을 생각해 본다면(크기에 따라 수억~ 수십억 비용)유지에 드는 비용이 거의 없기에레이져 타격 무기 개발에 많은 개발비를 투입하는 것이미래전 양상에 대비, 효율적이고 현실적인 방안이라 하겠습니다.
기계공학
Q. 북한에서 시험발사에 성공한 ICBM관련 질문입니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.북한의 ICBM에 대하여 알려진 정보를 간단히 나열하며1. 사거리최대 사거리: 북한의 ICBM 중 화성-15형은 사정거리가 13,000km 이상으로 미국 전역을 타격할 수 있는 거리입니다최근 사거리: 화성-14형은 고각 발사로 약 만km에 달하는 사정거리를 인증했습니다. 이는 미국 본토 전역을 타격할 수 있는 거리입니다2. 탑재 가능한 무기핵탄두: 북한의 ICBM은 일반적으로 핵탄두를 탑재합니다. 화성-15형은 MIRV(다탄두)를 장착할 수 있어, 하나의 미사일에 여러 개의 핵탄두를 탑재할 수 있습니다다탄두: MIRV는 하나의 미사일에 여러 개의 핵탄두를 탑재하여, 다양한 목표를 동시 타격 가능합니다.. 이는 미사일의 사정거리를 확장하고, 미사일의 파괴력을 높이는 방식입니다.3. 발사체 기술 수준비행 시간: 북한의 ICBM은 86분간 비행해 역대 최장 시간을 기록했습니다. 이것은 북한 미사일의 기술 수준이 매우 높다는 것을 반증합니다.최고 고도: 최고 고도는 약 7,000km를 넘어 역대 최고를 기록했습니다. 이정도의 최고고도로 알 수 있는 사실은 , 미사일이 대기권을 뚫고 우주 공간으로 나갔다가 다시 대기권에 재돌입할 수 있는 기술 수준을 나타냅니다고각 발사: 북한의 ICBM은 고각 발사를 통해 더 긴 사정거리를 달성할 수 있습니다. 고각발사는 미사일의 정확도와 파괴력을 높이는 기술입니다4. 대기권 재돌입 기술대기권 재돌입: 북한의 ICBM은 대기권을 뚫고 우주 공간으로 나갔다가 다시 대기권에 재 돌입할 수 있는 기술을 보유한 것으로 나타나는데. 이는 미사일의 정확도와 파괴력을 높이는 핵심 기술입니다 이 기술에서 한동안 정체되는 분위기였으나, 러시아 / 중국 등 협력을 통해 돌파한 것으로 보입니다.