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양력의 발생 원리에서 왜 정압이 압력인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.말씀하신 대로 비행기 날개는 위쪽이 볼록하게 되어 있어 날개 위를 지나는 공기가 아래를 지나는 공기보다 더 빠르게 흐릅니다. 여기서 베르누이의 원리에 따라 공기 속도가 빨라지면 정압은 낮아지고 속도가 느려지면 정압은 높아집니다. 따라서 날개위쪽의 정압이 아래쪽 정압보다 낮아지게 됩니다. 여기서 중요한 것은 압력이라는 힘은 어떤 표면을 수직으로 미는 힘이라는 점입니다. 양력은 바로 이 압력이 날개 위아래 면에 작용하여 생기는 힘의 차이입니다. 날개 아래쪽에서 위쪽보다 더 강하게 미는 힘(높은 정압)이 작용하기 때문에 날개가 위로 뜨는 양력이 발생합니다. 정압은 유체가 흐르든 멈춰 있든 그 표면을 수직으로 미는 실제적인 압력입니다. 우리가 보통 압력계로 측정하는 압력이 바로 정압입니다. 반면에 동압은 흐르는 유체의 운동에너지와 관련된 개념으로 실제 표면을 수직으로 미는 압력이 아닙니다. 동압은 유체의 속도 때문에 발생하는 압력 효과를 나타내는 값이지 직접적으로 날개를 밀어 올리는 힘을 만드는 압력 그 자체는 아닙니다. 베르누이 원리에서는 정압과 동압의 합(전압)이 일정하다는 관계를 통해, 속도 변화가 정압 변화를 일으킨다는 것을 설명해줍니다. 따라서 양력은 날개 위아래 면에 작용하는 정압의 차이에 의해 발생하는 힘이라고 이해하시면 됩니다. 동압은 이 정압의 차이를 유발하는 요인(속도변화)과 관련이있지만, 직접적으로 양력을 만드는 압력은 아닙니다.
학문 / 기계공학
25.06.04
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인공지능이 기계공학에 미치는 영향은?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.현재 AI는 기계 설계 및 시뮬레이션 최적화, 제조 공정 자동화 및 품질 관리, 로봇 시스템의 지능향상, 설비의 고장 예측 유지보수 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. AI덕분에 더 효율적이고 정확하며 안전한 작업이 가능해지고 있습니다. 미래에는 AI가 기계공학 분야에서 더욱 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 설계 자동화 : AI가 복잡한 설계 문제를 해결하고 최적의 솔루션을 제안할수있습니다. 스마트 제조 : 스스로 학습하고 최적화하는 자율적인 생산 시스템 구축이 가속화 될 것입니다. 로봇 기술 발전 : 더욱 정교하고 복잡한 작업을 수행하는 지능형 로봇 개발이 활발해질 것입니다. 예측 및 관리 : 설비 수명 예측 및 에너지 효율 관리 등이 더욱 정밀해질것입니다. 결국 AI는 기계공학 분야의 효율성과 혁신을 더욱 촉진하며 인간 엔지니어는 AI를 도구로 활용하여 더 창의적이고 고부가가치의 업무에 집중하게 될 것입니다.
학문 / 기계공학
25.06.04
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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.
학문 / 기계공학
25.06.04
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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.
학문 / 기계공학
25.06.04
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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.
학문 / 기계공학
25.06.04
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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.
학문 / 기계공학
25.06.04
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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.
학문 / 기계공학
25.06.04
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대형 기계 가공은 온도에 영향을 받나요.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.대형 기계 가공시 온도가 가공 정도(정밀도)에 영향을 미치는지에 대한 질문을 주셨네요 결론부터 말씀드리면 대형기계가공은 온도에 큰 영향을 받습니다. 온도변화는 가공 정밀도에 영향을 미치는 주요 요인중 하나이며 여름처럼 더운 날과 겨울처럼 추운날에 같은 기계로 가공하면 정밀도에 차이가 발생할수있습니다. 그이유로는 재료의 열 팽창 및 수축 : 기계 부품이나 가공하려는 소재는 온도 변화에 따라 팽창하거나 수축합니다. 이러한 미세한 크기 변화는 정밀한 가공 결과에 영향을 미칩니다. 기계 자체의 열 변형 : 가공중 발생하는 열이나 주변 온도 변화로 인해 기계 본체나 중요 부품이 미세하게 변형될수있습니다. 이는 공구와 가공물 사이의 상대적인 위치에 오차를 유발하여 가공 정도를 떨어뜨립니다. 측정 오차 : 가공된 제품의 치수를 측정할때도 온도에 따라 측정 도구나 제품 자체가 변형되어 오차가 발생할수있습니다. 특히 고정밀 가공에서는 이러한 온도 변화의 영향을 최소화하기 위해 작업 환경의 온도를 일정하게 유지하는것이 매우 중요합니다.
학문 / 기계공학
25.06.04
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플라스틱 제품 같은데 두개 컬러가 약간 붙어있는 듯한 이건 어떻게 만드는것인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.자동차 플라스틱 부품에서 두가지 다른 색상이나 재질이 함께 붙어 있는 것처럼 보이는 것에 대한 질문을 주셨습니다. 페인트칠이 아닌 방식으로 제작된 것을 정확히 보셨습니다. 이것은 주로 이중 사출 성형(Double Injection Molding)또는 멀티 컴포넌트 사출 성형(Multi component Injection Molding)이라는 기술로 만들어집니다. 이방식은 하나의 제품을 만들기 위해 두가지 이상의 다른 플라스틱 재료나 색상을 하나의 사출 성형기에 연속적으로 또는 동시에 주입하여 결합하는 기술입니다. 예를들어, 투명한 부분과 검은 부분을 함께 만들때는 먼저 검은색 플라스틱을 사출하고 그 위에 투명한 플라스틱을 사출하여 두 부분이 화학적 또는 물리적으로 완전히 접합된 하나의 제품을 만듭니다. 두 벌의 금형이 사용되거나 특수한 회전 금형 등을 활용하기도 합니다. 이기술을 사용하면 서로 다른 기능(예: 단단함과 유연함)이나 미적인 효과(색상,투명도)를 하나의 부품에 구현할수있으며 별도로 조립하는 과정 없이 생산성을 높일수있는 장점이있습니다. 자동차 부품에서 여러 한 이중 사출 기술이 많이 활용되고 있습니다.
학문 / 기계공학
25.06.04
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볼피더에 대한 구조와 제품의 공급원리?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.볼피더는 자동화된 생산 라인에서 작은 부품들을 다음 공정으로 정렬하여 자동으로 공급해주는 장치입니다. <구조 및 원리>볼피더는 주로 그릇 모양의 용기(bowl), 용기를 진동시키는 구동 장치, 그리고 용기 내부에 부품을 정렬하는 트랙과 툴링으로 구성됩니다. 부품들을 용기에 넣으면 구동 장치의 진동이 부품들을 나선형 트랙을 따라 위로 이동시킵니다. 트랙에는 부품의 모양에 맞춰 설계된 다양한 장치(툴링)가 있어, 올바른 방향으로 놓인 부품만 통과하고 잘못된 방향의 부품은 다시 아래로 떨어집니다. 정렬된 부품들은 트랙 끝의 출구를 통해 일정하게 다음 공정으로 전달됩니다. <유명제조사>볼 피더 분야에는 다양한 제조사들이 있습니다. 국내 기업으로는 오리엔트전자(ORIENT)등이 알려져있으며 해외에는 Afag(스위),RNA Automation(미국) 등 오랜 경험과 기술력을 가진 회사들이 많습니다. 공급하려는 부품의 종류, 크기, 요구 속도 등에 따라 적합한 제조사와 모델을 선택하시는것이 중요합니다. 볼피더는 특히 전자, 자동차 부품, 의료기기, 식품/제약 등 소형 부품의 정확한 정렬과 공급이 필요한 분야에서 널리 사용됩니다.
학문 / 기계공학
25.06.04
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