안녕하세요 성심껏 답변 드릴 김경렬 전문가입니다.
기계공학
Q. 비행기 날개의 역할은 무엇인건가요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.앞쪽에 있는 날개는 주익입니다.양력을 만들어서 비행기가 위로 뜨게 해줍니다. 여객기 기준으로 주익에는 엔진, 에일러론, 플랩, 스포일러 등 항공기의 기동과 착륙, 동력을 담당하는 부품이 많이 있습니다. 여기서 에일러론은 항공기가 동체를 축으로 돌 수 있게 해줍니다. 플랩은 이륙, 착륙 시에 양력을 만드는데 도움을 주고, 스포일러도 착륙 시에 도움을 줍니다.뒤에 있는 꼬리날개는 보통 3개입니다. 수평꼬리날개는 엘리베이터가 있어 항공기의 상승과 하강을 조정할 수 있습니다. 그 외에도 에일로론을 이용해 기체가 기울려진 상태에서 옆으로 선회하는것을 도와줍니다.수직꼬리날개에는 러더가 달려있습니다. 러더는 항공기가 기울지 않고 옆으로 선회할 수 있게 해줍니다. 보통 착륙할 때 항공기를 활주로와 일직선상에 놓거나, 에일러론과 엘리베이터를 이용한 선회를 할 때 고도 유지역할을 합니다.
전기·전자
Q. 반도체 소자란 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.대표적인 반도체소자인 MOSFET는 전압-전류 증폭소자입니다. MOSFET는 Metal Oxide Semiconductor Feild Effect Transistor라는 아주 긴 이름을 갖고 있습니다.우리말로 하자면 금속산화 전계효과 트랜지스터라고 합니다. 전계효과에 대해 잠시 설명드리죠. 머리카락사이에 전계가 형성되면서 정전기력에 의해 서로를 잡아 당기게 되는데 이원리를 이용한 것이 FET입니다. 즉 가운데 게이트로 +를 가해주면 반대편에는 -성질의 전자들이 모여들면서 n채널이 형성되면서 전류가 흐르는 채널이 형성되고, 그곳을 통해 전류가 흐르게 되는 것입니다. 쉽게 말해 물이 흐르는 호스를 님이 발로 밟으면 물이 차단되고, 발을 놓으면 물이 흐르죠. 즉 물을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 간접적으로 물의 흐름을 제어하는 방식이라고 보면 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에는 산소가 없는데 어떻게 태양에는 불이 붙어있죠?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.태양은 산소가 아니라 수소로 인해 불이나고(폭발) 빛이 생깁니다.불이 나는 원인은 수소가 태양의 중력에 의해 높은 압력을 받는데 이 압력에 의해 핵반응을 합니다. 핵반응을 통해 적은량의 질량이 에너지로 바뀌어 우주공간으로 발산하게 됨니다.
토목공학
Q. 건물에 달려 있는 피뢰침은 누가 발명하였나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.미국 B.프랭클린이 발명한 것으로, 돌침부(突針部) ·피뢰도선(인하도선) ·접지전극(接地電極)의 세 부분으로 구성됩니다.돌침부의 돌침은 구리 또는 용융아연도금을 한 철 또는 강(鋼)으로 된 지름 12 mm 이상 막대기를 사용합니다.피뢰도선에 구리를 사용하는 것은 단면적 30 mm2 이상, 알루미늄을 사용하는 것은 50 mm2 이상의 도선을 사용하고, 전등선 ·전화선 또는 가스관으로부터 1.5 m 이상의 간격을 두고 피보호물의 외부 주위 돌극부에 설치합니다.접지전극은 두께 1.4 mm, 면적 0.35 m2 이상의 강판, 두께 3 mm 이상, 면적 0.35 m2 이상의 아연도금철판 또는 이와 동등 이상의 접지효과가 있는 막대기 모양 등을 사용하여 접지저항이 10Ω 이하가 되도록 지하에 매설합니다.
기계공학
Q. 비행기 날개의 구조는 어떻게 되어 있나요?
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.날개 구조 (Wing Structure)를 구성하는 기초 단위 요소에는 외피(Skin), 리브(Lib), 날개보(Spar), 스트링거(Stringer)가 있습니다.1. 외피(Skin): 말 그대로 날개의 외부 표면을 지칭하며 날개보(Spar), 리브(Lib)와 연결되어 비행 중의 하중과 지상에서의 하중 일부분을 지지합니다.2. 리브(Lib): 날개가 캠버(Camber)를 갖도록 모양, 날개골(Airfoil) 형상을 이루도록 만들어줄 뿐만 아니라, 외피와 스트링거로부터의 하중을 날개보에 전달하는 역할을 합니다. 동체와 평행을 이루는 방향으로 수개의 리브가 동체 가까운 부분부터 날개의 끝부분까지 채워져 있습니다.3. 날개보(Spar): 날개의 주요 구조 부재로 동체의 세로대에 해당합니다. 날개보는 가로축에 평행하게 되어 있으며, 날개 끝 방향으로 뻗쳐 있습니다. 4. 스트링거(Stringer): 스트링거는 수량이 대단히 많이 부착되며, 인장 또는 압축하중에 의한 동체의 굽힘을 방지합니다.즉,추진 기관에 의해서 추진력을 얻게 되고 날개를 통해서 양력을 얻게되며 양력이 비행기를 공중에서 받치고 있습니다.