안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 우리나라 버스가 중국차가 절반가까이 된다는데 우리나라 버스기술이 역전된건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.결국은 돈 때문 인데요.중국산 전기버스는 일단 싼 가격으로 경쟁합닏.또한정부의 무공해 차량 보급 목표에 따라 보조금 지급하는데중국산 전기차가 보조금을 수단으로 잠식한 것이죠.국산 중국산 차등없이 보조금을 지급하니중국산이 최대 1억까지 싼 값으로 보급이 됩니다.물론 정부도 이제 그걸 인지하고 보조금을 개편하겠다는데,환경부가 배터리 성능에 따라 보조금 차등을 발표했기에국산과 중국산은 보조금 차이가 5천만원 이상 벌어질 수 있습니다.그 정책 덕분에지난해 까지 45.9 프로 까지 내려갔던 국산 점유율이올 상반기는 국산이 59.3프로 점유율로 복귀하긴 했는데요..결국 그렇다 하더라도 정책이 배터리 성능에 따라 보조금 주는 것이니중국산이 배터리 성능이 좋아지면 또 다른 상황이 온다는 거지요결국 국산전기버스도 품질과 성능 개발에 손놓으면결국 뒤쳐지게 되니품질/ 성능 을 높여 경쟁력 강화를 하고정부는 정부대로 국내산업발전을 위해 정책을 손봐야 하겠습니다.
기계공학
Q. 우리나라의 레이저무기가 발사하는데 단돈2천원이라고 들었습니다
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로 레이저 무기는 대공무기 시스템의 비용절감 면에서 엄청난 효율을 보여주기에개발이 진행되어 일부 실전 배치가 되어있다고하지만 정확하게 공표는 안하고 있습니다.특히소형 드론이나 소형 미사일 같은 물체 타격 시몇 백만원도 안하는 물체를수억 수십억에 달하는 미사일 발사로 격추한다는게 상당히 비경제적인 부분도 있거니와레이저 무기의 정확 정밀도가 미사일에 비해 탁월하고발사 시 소요 비용이 터무니없이 싸기에정확도 및 비용 면에서 무조건 적으로 필요한 대공방어 무기 체계가 되겠지요.국방부 2023~2027 국방중기계획 발표 내용에 따르면무인기를 탐지하거나 요격할 수 있는 4개 사업에 5600억원을 투입하고 레이저로 무인기를 파괴할 수 있는 레이저 대공무기는 연구·개발을 오는 2026년까지 완료한 뒤 전력화를 시작할 계획이라 되어있습니다. 방해 전파로 무인기 기능을 상실하게 하는 소형무인기 대응체계 역시 2020년대 중반전력화 목표로 체계 개발이 진행 중이라고 발표하였습니다.정확한 비용은 딱 집어서 얼마라곤 할 수 없으나 예산 투입은 저 정도 수준이네요.외국 사례를 보면미국은미해군 기술연구기관인 해양 시스템 사령부에서7년간 4천만 달러(현재 환율로 약 440억)을 들여 개발을 시작했고오바마 행정부 때 부터 15년간 50억 달러( 6조 9천억)을 들여서항공기 탑재 레이져 무기를 개발하는 계획을 세웠습니다.영국에서는 2023년에 첫 테스트를 목표로1억 3천만 파운드( 1억 6천만달러 = 2200 억)의 개발비를 투입하였습니다.이런 사례를 보면개발하는 데 수천억에서 수조의 개발비를 생각하기에 많다고 생각할 수 있으나물체 타격 횟수 대비 미사일 소요 비용을 생각해 본다면유지에 드는 비용이 거의 없기에 레이져 타격 무기개발에 많은 개발비를 투입하게 되겠습니다.
기계공학
Q. 에어컨의 무풍시스템원리는 무엇인지요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.요즘 나오는 무풍 에어콘은이름은 무풍이나 실제 바람이 나오지 않는 것은 아닙니다.에어컨의 공기에 의한 처리열량을계산식으로 나타내 보면q = Cp x ρ x Q (Tr - Ts) 의 열량 식으로 나타낼 수 있는데요( q: 실내의 현열부하 Cp : 공기의 비열 ρ : 공급 공기의 밀도 Q : 송풍량 Tr : 실내공기 온도 Ts : 송풍공기 온도 )실내온도가 일정하게 유지되려면실의 현열부하와 송풍공기에 의해 공급/ 제거 되는 현열량이 같아야 합니다.ΔT = Tr - Ts : 실내공기와 송풍공기의 온도차 라고 간단히 나타내볼 때온도차를 크게하면 송풍량을 적게 해도 제거하는 열량이 동일하게 되므로 좋을 수 있으나실내공기 분포가 악화되고 온도가 너무 낮은관계로 장비 내 결로현상/곰팡이 발생이 심해질 수 있는데요.여기까지 일반적인 에어컨 에서의 상황을 나열하였고무풍 에어컨에서의 경우를 살펴보면무풍에어컨 냉각기술은1, 수천개의 미세한 구멍이 있는 패널을 통해 공기를 방출합니다. 이 구멍들은 지름이 몇 밀리미터에 불과하여, 공기는 매우 천천히 그리고 각 구멍을 통해 균일하게 방출됩니다.2, 팬 속도 조절을 통해 최적의 냉각 효과와 소음감소를 위해 바람의 양과 설정온도 에 맞게 최적을 조절 됩니다. 미세한 구멍 아주 많은 구멍을 통해 공간내에서 공기온도 분포를 균일하게 불어주기 위해 스마트 센서를 통해 공기의 흐름을 필요한 곳으로 정확히 조절하여 팬을 조절하고 필요에 따라 실외기 컴프레서 속도까지 디지털 인버터를 통해서 조절하여 전력소모까지 줄여 줍니다.무풍 에어컨 에서의 문제점이렇게 보면 뭐 아주 완벽한 듯이 표현이 되지만은위에 나열한 일반적 에어컨 에서의 상황에 대입해 보자면어차피 열량을 해결하기 위해서는 일반바람으로 하든, 무풍모드의 수천게 미세한 바람으로 하든 열량해결을 위해서는 바람이 나가야하고미세한 바람을 통해 강한바람을 못느끼게 만들면서 풍량을 작게하려면결국 ΔT = Tr - Ts : 실내공기와 송풍공기의 온도차 가 커야 합니다.그럼 송풍공기의 온도차가 상당히 낮아야 하는데일반 공급 모드 에어콘 때 보다 훨씬 더 낮은 온도로 미세한 구멍으로 작게 바람을 보내야 하기에무풍에어콘 내부에서 엄청 차가운 공기가 정체되는 상황이 반드시 발생할 것입니다.그것은 장비의 내부 보온 상태에 따라 다르겠으나무풍 미세한 구멍 나오기 전 단계 안의 모든 부분에서 결로(물방울 발생)의 다량 발생 정체로 인해 내부 곰팡이가 상당히 많이 생길 가능성이 농후합니다.실제 그런 경우도 많고 말이지요.또한 미세한 구멍으로 정해진 풍량을 다 소화하기 위해 뿜어주려면풍량을 줄였다해도 그 압력이 상당해야 하기에 팬에 있어서도 부하가 많이 걸려, 고장의 가능성도 많기에제어 시스템이 좋아야 할 겁니다.이렇게 원리와 문제점 등을 나열해 보았는데요무풍 원리를 다시 아주 간단히 보면원래 나가야하는 송풍량과 일반적인 온도차 를송풍량을 줄인것을 또 미세구멍으로 보내서 못느끼게 만들고온도차를 상당히 내려버린 방식이라 보시면 되겠습니다.
기계공학
Q. 플라스틱 사출 금형은 어떻게 만들어 지나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.제품생산 방법 중가장 널리 사용되는 방식 중 하나가 금형사출 입니다제조업이 발달한 우리나라는대기업 중심 제조문화를 가지고있기에대량생산 중심 금형사출 문화를 가지고있는데요요즘은 1천개 ` 3천개 가량 소량 제품에도 금형사출을 이용하기도합니다.3D 프린터가 발달했으나아직 양산을 위한 활용보다는 제품설계 검증, 시제품 등 용도로 활용되기 때문이지요소량 생산 (1천개 내외) 경우 및제품의 외관/ 공차가 까다롭지 않은 경우라면 (Quick Delivery Mold) 금형을 만들어 사출하는 경우도 있는데요이는 코어를 두랄루민으로 만들고, 베이스는공용으로 사용하는 방식입니다.일반적으로 제품양산에 사용되는 금형 제조는1, 금형제작전 제품디자인, 기구개발, 기구설계 단계2, 시제품 제작 및 설계/검증 및 동작 검증3, 금형설계, 금형가공 및 조립-> 금형설계는 3D모델링 파일을 바탕으로 금형에 맞는 설계를 따로 진행4, 일반적으로 범용 밀링 및 CNC 가공을 통해 제작됩니다. 알루미늄 혹은 공구강을 깎아 금형의 형태를 가공하고 적절한 표면처리 작업5, 코어 가공6, 금형 조립의 과정으로 금형이 제조 됩니다.금형 구조는2단금형, 3단 금형, 러너시스템 등으로 나눌수 있는데특히 러너시스템은액체 상태의 재료를 캐비티로 주입하는 장치입니다. 이 캐비티를 통과하는 동안 재료는 일정한 유속과 압력을 유지하도록 설계되어 있습니다. 러너 시스템은 금형 안에 재료를 안정적으로 분배하는 기능을 담당하며 3가지 요소로 구성되어 있습니다.
기계공학
Q. C타입은 어떤부분이 좋기에 다 C타입으로 바뀌고 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.C타입 에 대해서 질문하셨는데요우선적으로 과거의 단자는 위아래가 바뀌면 꽂을 수 없는 점으로 불편했는데C타입 경우 위아래 모양이 같다보니 간편하게 사용가능하지요.하지만이런 점 때문에 전세계 IT기기들이 C타입으로 채택되는 변화가 일어나는 것은 아닙니다.근본적인 장점을 보면1, 데이터 전송 대역폭이 넓음 기존의 다른 인터페이스 까지 모두 통합하여 USB-C타입 하나로 해결이 가능하다는 것입니다. 예를들면 애플의 2015년형 맥북의 경우 단 하나의 USB-C 타입만 달려있다보니 당황한 유저가 많았습니다만, usb-c 타입 단자 하나로 usb외에 전원 충전, 외부 영상 출력까지 모두 수행이 가능하여, 보다 깔끔하고 사용도 편리했지요2, 데이터 전송능력 향상 기존 USB 2.0 3.1 등 함께 표시된 숫자도 함께 확인해봐야겠지만은 최대 40Gbps를 지원하는 썬더볼트3, USB4 또한 USB-C 타입으로 통합되었기에, usb-c 타입이 기존의 규격보다 더 빠르다라 할수있습니다.충전기 측면에서 본다면1, 빠른 충전속도2, 하나로 다양한 기기와 호환3, 표준화된 프로토콜로 안정적 전력장달 (과전류나 과열 등 문제 예방)4, 편리한 휴대성 이런 점들로 인해C타입 은 현대사회에서 필수적 부분으로 자리해 가고 있습니다.