안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 드론이 공중에서 안정적으로 비행할 수 있도록 하는 기계적 원리에 대해 설명해 주세요. 특히, 드론의 프로펠러와 자이로스코프가 어떤 역할을 하는지
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.드론 비행원리의 기본은 4개이상으로 구성된 로터를 컨트롤 해서 비행합니다. 프로펠러 라는 단어는 약간 다릅니다.( 프로펠러는 앞으로 나가는 힘만만드는 장치이고로터는 앞으로가는 추력과 하늘을 나는 양력을 같이 만드는 장치입니다.)드론이 앞으로 전지할 때는 로터 회전수 조절이 아니라로터에 붙어있는 블레이드 피치(경사각)을 조절해서 하늘로 부양합니다.즉 블레이드 피치를 올리면 날개가 공기를 밑으로 밀어주는 원리입니다.제자리 비행 원리는 공중으로 부양 후 적당 피치를 유지하면 제자리 비행이 가능합니다.그 상태에서 피치를 줄이면 착륙 모드로 갑니다.대신 블레이드를 기계의 힘으로 계속 돌려줘야 하는 부분때문에속도만 있다면 주날개에서 양력이 만들어지는 일반적인 비행기들에 비해 효율은 좋지 못합니다.4개의 로터 의 블레이드 피치를 조정해서드론은 제지리 비행, 전진 , 후진, 선회비행 을 모두 할 수 있습니다.드론이 로터를 회전하면서 비행할 경우아주 복잡한 주변의 공기변화흐름이 발생합니다.그런 복잡한 공기흐름의 변화에서선회를 하거니 제자리 비행을 하기 위해서는아주 미세하게 변동하는 동체의 움직임을 파악하고그에따라 균형을 잡기이해 블레이드 피치를 조정해야 하는데요.이것을 사람이 일일이 밸런스를 잡아 줄 수가 없습니다.따라서 드론 내부에 드론의 자세유지를 위한 자이로센서와 센서에따른 컨트롤을 자동으로 해주는 컴퓨터가 따로 장착됩니다.
기계공학
Q. 가정에서 사용하는 세탁기의 내부에는 어떤 주요 기계적 부품들이 있으며, 이들 각각이 어떻게 작동하여 세탁 과정을 수행하는지 설명해 주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.세탁기를 사용해 보셨겠지만은기본적으로 드럼 세탁조, 세탁조 회전을 위한 모터 진동방지 방진스프링 , 균형잡이 물탱크, 급배수 호수, 급배수 밸브 .그외 전자제어 목적의 회로기판 등으로 구성됩니다.세탁기의 종류에 따라 세탁과정은 약간 다릅니다.탑 로딩 세탁기 (일반적인 통돌이) 는 드럼 내부의 축동식 메커니즘과 회전직 패들들이 세탁물을 회전시켜물과 세탁물의 접촉을 통한 세탁을 꾀합니다. 프론트 로딩 세탁기(일반적인 드럼세탁기) 는 드럼이 수평이로 배치되어있고 물과 세제가 섞이면서 세탁물과 물의 낙차를 통한 타격으로 세탁물의 세탁을 꾀합니다.
기계공학
Q. 대형기계가공 장비를 이전 설치 하였을 때 문제점에 어떤 게 있을까요?
장비를 이전하는 것이동일 지역 내 가까운 곳에서 하는 것인지아니면 아예 장거리로 이전 설치하는 것인 지에 따라 다르겠지만은기게가공 장비의 핵심은 정밀도 입니다.특히 장거리로 이전 설치하는 경우장비 이전 시 운송장비에 따라 진동발생에 따른기게가공장비의 밸런스가 무너져 정밀도에 지대한 영향을 줄 수 있는 부분이 크므로장비이전 설치는 반드시 전문 이전설치 업체에서 하는 편이 좋습니다.또한이전 설치되는 구역에서당연한 이야기이지만 수평이 잘 맞아야 장비의 정밀도에 문제가 안 생기겠지요.따라서 전문 이전업체에 의뢰하는 것이 중요하며문제 발생 시 업체에서 보험으로 처리하는 부분이기에그 업체의 보험이 어떤 부분까지 보상이 되는 지도반드시 확인해야할 부분입니다.
기계공학
Q. 3D 프린터를 활용한 혁신적인 프로젝트는?
식품/의류/의료/산업현장 등 여러분야에서 활용되는 3D프린터 인데요의료분야에서도 특히 많이 사용됩니다.보청기/교정기등 개인화된 의료기기 제작, 인공혈관,인공관절 등인공장기 제작에도 많이 활용 됩니다.또한 가승 수술 실습에도 많이 사용됩니다뇌 수술이나 장기관련 수술에서도CT로 촬영된 이미지로 장기를 출력하여수술 시물레이션에도 사용되고CT나 MRI 등 의료장비로 스캔된 부위를 3D프린터로 출력 후실제 수술하듯 가상수술을 진행하면서실제 수술계획을 세우게되어수술의 안전성/성공률/의사의 숙련도 향상을 꾀할 수 있습니다.그외실제 환자의 골반 뼈등 보형물도 제작가능하므로이식형 의료기기분야에서 폭럽게 사용가능하며임플란트같은 인공치아. 치아보형물, 보청기 같은 맞춤제작에도 활용됩니다.팬데믹 기간에는 희대의 의료장비 부족에 시달렸는데현장에서 필요한 의료장비 수요 충족을 위해서도 3D프린터가 적용되는데중중환자용 인공호흡기 밸브제작에도 기여하였습니다.
기계공학
Q. 기계공학과를 가려면 고등학교는 어디로 가야하나요?
기계공학과를 가기 위해 공고를 간다는 것이딱히 도움이 안되는 것은 아니지만은공고에서 기계과를 가서 배우는 것은기계에 관련해서 설계를 한다던지 의 부분보다는실무에서 기계공작 관련 부분이 주된 내용입니다.실제로 대학의 기계공학과들은 공과대 에서도 상위클래스이므로일반 고등학교에서의 성적도 좋고수능도 점수가 좋아야 입학이 가능합니다.기계공학과로 유명한 곳이 한양대 기공인데수능 점수가 제법 높아야 합니다.어느 고등학교를 가야한다기 보다는어느 고등학교이든 내신과 수능성적이 좋아야 좋은 기계공학과로 입학이 가능하겠습니다.