안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
Q. 지하철 전동차의 바퀴는 왜 쇠로 되어있나요??
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.사실 지하철 바퀴를 강철로 만드는 가장 큰 이유는 효율성때문입니다. 강철 바퀴가 강철 레일위를 굴러갈때 발생하는 마찰(구름저항)이 고무 타이어보다 훨씬적습니다. 이는 열차가 무거운 하중을 싣고도 적은 에너지로 멀리 이동할수있게 해줍니다. 물론 제동시 마찰력 확보는 중요한 문제입니다. 강철 바퀴는 제동시 바퀴 자체에 마찰 패드를 대거나(점착식 제동), 전기 모터를 역으로 사용하여 속도를 줄이는 방식 등으로 제동력을 얻습니다. 고무 타이어는 소음이나 진동 면에서 유리할수있지만, 강철 바퀴는 훨씬무거운 하중과 고속 주행을 견딜수있다는 장점이있습니다. 일부 경전철에서는 고무 타이어를 사용하기도 하지만, 대부분의 무거운 지하철 전동차에는 효율성과 내구성이 뛰어난 강철 바퀴가 사용됩니다.
Q. 전투기들의 시간당 유지보수 비용이 수천만원이상 들어간다는데 많이 들어가는 이유를 알고 싶습니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.전투기의 시간당 유지보수 비용이 수천만원에 달한다는 점은 놀라울수있습니다. 이렇게 비용이 많이 들어가는데는 여러가지 이유가 있습니다. 가장 큰 이유는 현대 전투기가 극도로 복잡하고 첨단 기술의 집약체이기 때문입니다. 복잡한 전자장비, 스텔스 기능, 고성능 엔진 등 모든 부품이 고도의 정밀도를 요구하며, 이 부품들은 매우 비쌉니다. 또한, 전투기는 극한의 환경에서 운용되기 때문에 부품의 마모나 손상이 잦아 정기적이고 철저한 점검 및 정비가 필수적입니다. 이러한 정비는 고도의 전문 지식과 기술을 가진 숙련된 인력이 수행해야 하는데 , 이들의 인건비 또한 높은 비중을 차지합니다. 연료비도 상당하며, 특수 부품 조달 및 수리 비용도 만만치 않습니다. 결과적으로 전투기는 도입 가격 자체도 높지만, 수십년간 운용하면서 발생하는유지보수 비용이 기체 가격을 훨씬 뛰어넘는 경우가 일반적입니다. 이러한 요인들이 합쳐서 시간당 유지보수 비용이 높게 책정되는것입니다.
Q. 드론 기술의 현재와 미래에 대해 알고 싶습니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.드론은 이미 우리 삶의 다양한 영역에서 활발히 활용되고 있습니다. 현재 드론 기술은 여러 산업 분야에서 상용화되어 혁신을 이끌고 있습니다. 예를들어, 농업 분야에서는 농약 살포나 작물 상태 점검에 사용되며 물류 및 배송 분야에서는 택배 드론의 상용화가 시도되고 있습니다. 또한, 산업 현장에서는 시설물 안전 점검이나 감시에 활용되어 위험한 작업을 대신하기도 합니다. 측량 및 건설 현장에서도 드론을 활용한 정밀 데이터 수집이 일반화 되고 있습니다. 앞으로는 더욱 정교한 자율비행, 인공지능과의 결합, 5G통신을활용한 실시간 제어 등 기술 발전이 가속화되어 그 활용 범위가 더욱 넓어질 전망입니다.
Q. 기계 가공에 있어서 진동을 없애는 게 중요하다고 알고 있는데 어떤 것을 하면 진동을 줄일 수 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.기계가공, 특히 정밀 가공에서 진동은 가공 품질에 치명적인 영향을 미치기 때문에 진동을 최소화하는 것이 매우 중요합니다. 표면 조도 불량, 공구 수명 단축, 치수 정확도 저하 등의 문제를 유발할수있습니다. 진동을 줄이기 위해 고려할수있는 몇가지 방법이있습니다. 장비 및 고정구의 강성 확보 : 가공 장비(공작기계)자체와 가공물을 고정하는 고정구가 최대한 단단하고 흔들림이없어야 합니다. 장비 기초의 안정성도 중요합니다. 적절한 공구 및 가공 조건 : 날카로운 공구를 사용하고 가공물의 재질과 형상에 맞는 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이를 선택해야 합니다. 불필요한 진동을 유발하는 조건을 피하는것이 중요합니다. 가공물의 안정적인 고정 : 가공물이 단단하게 고정되어 가공중 떨리거나 움직이지 않도록 해야 합니다. 이외에도 진동 방지 장치를 사용하거나 장비의 정기적인 점검을 통해 부품의 느슨함이나 마모를 관리하는것도 진동 감소에 도움이 됩니다.
Q. 증기 기관차는 왜 바퀴를 독립적으로 해놓지 않고, 서로 연결해서 움직이게 만들었나요??
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.증기 기관차는 피스톤이 만들어내는 증기 동력을 보통 하나의 주 구동 바퀴에 전달합니다. 그런데 이 하나의 바퀴 만으로는 무거운 열차를 끌기에 충분한 힘(견인력)을 내기 어렵습니다. 또한, 힘이 한곳에 집중되면 바퀴가 헛도는 현상(슬립)이 발생할수있습니다. 그래서 증기기관차는 연결봉 또는 측면봉을 사용하여 여러개의 구동 바퀴를 서로 연결합니다. 이렇게 하면 피스톤에서 전달된 동력이 연결된 모든 구동 바퀴에 고루 전달되어, 전체적인 견인력을 높이고 슬립을 방지하며 안정적으로 무거운 객차나 화물을 끌고 갈수있게됩니다. 현대의 전기나 디젤 기관차는 각 바퀴나 축에 독립적인 모터가 달리는 경우가 많아 이러한 연결봉이 필요없는 경우가 많습니다.