안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. "안티 드론(Anti Drone)"이 무엇인가요?
무인 비행체인 드론 기술이 발전하면서 ‘안티 드론’ 시장도 함께 성장하고 있다. 안티 드론이란 사생활 침해 등 범죄 수단으로 이용되고 있는 드론을 무력화하는 기술을 말한다.현재 안티 드론 시스템은 무력화 기술, 탐지 기술로 나뉘어 개발되고 있다. 먼저 무력화 수단으로 활용하는 RC(Radio Control) 대역과 GNSS(Global Navigation Satellite System) 대역의 재머(Jammer)다. 무인 비행체 기술이 발전하면서 조종자의 개입이나 GNSS 신호 수신 없이 탑재된 관성 합법 장치와 영상 센서, 기압계 등을 활용해 목적지까지 비행시키는 기술이 종종 소개되고 있다. 무인 비행체의 기술 발전을 고려할 때 재머를 활용한 무력화는 확실한 대응 수단이 될 수 없다. 또한, 포획 그물망은 사용할 수 있는 거리가 매우 짧고, 다수의 무인 비행체를 활용한 군집비행에 대응하기 어렵기 때문에, 레이저 빔을 활용한 요격 기술이 개발되고 있다.이와 함께 안티 드론 시스템은기본적으로 전천후 활용이 가능한 레이더를 기반으로 영상 센서, RF 탐지 센서 등이 보조 수단으로 활용된다. 그러나 레이더 장비는 민간에서 도입하기에 가격이 비싸다. 이 때문에 장비의 가격을 낮추고, 탐지 성능 요구조건을 완화하는 방향으로 개발이 진행 중이다. 야간용 영상 획득을 위한 열상 장비 또한 비용이 매우 높아 대체할 수 있는 수단을 모색 중이다. 이처럼 전 세계적으로 무인 비행체의 기술이 발전하고, 보급이 활성화됨에 따라 이를 활용한 테러나 불법행위에 대비하기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다. 그러나 역설적으로 안티 드론 기술을 무용지물로 만드는 새로운 드론도 등장하는 추세다. ETRI 무인자율운행연구그룹 이용민 책임연구원은 “지상에서 따로 전파를 수신하지 않고, 미리 입력된 프로그램에 따라 비행해 방해 전파로도 잡기 힘든 드론이 개발됐다.”라며, “방패에 해당하는 안티 드론에 맞서 드론의 창도 더 날카로워지고 있다.”라고 말했다.제4차 산업혁명의 핵심 기술인 드론이 인류에 어떠한 영향을 미칠지는 이제 드론을 활용하는 사람들의 손에 달렸다. 어쩌면, 드론 산업의 발전보다 공익에 도움이 되는 안전한 드론 개발과 환경 조성에 힘을 모아야 할 때가 아닐까 조심스럽게 생각해 본다. 이를 위해 기술개발 로드맵에 따른 정부 차원의 제도적 지원(주파수 할당, 전자파 인체 보호 기준마련, 무인 비행체 요격 기준 등)이 수반되어야 하는 숙제가 남았다.
기계공학
Q. 인체를 감지해 톱날이 서는 쏘스탑에 대해서 궁금합니다
말씀하시는 톱날은아마도전기톱 중에토목 쪽에서 목공 다이 위에서 사용하는 절단 중에회전톱 사용을 말씀하시는 듯 합니다목공절단 시 손가락 등 절단 사고가 많이 일어납니다.절단할 물건을 절단 시손이 닿는 순간 정지하는 동작 단계 입니다만여기서 톱날은 금속성으로 도체 입니다.거기에 사람 손이 닿으면 사람 손이 도체인 관계로톱날에 도체가 닿으면바로 브레이크가 작동되는 시스템 입니다브레이크에 연결된 카트리지에 전기신호가 전달되고카트리지가 폭발하면서 안전장치 브레이크를 작동시켜전기톱날 회전이 정지하는 시스템입니다..전기신호는 빛의 속도와 거의 동일하므로안전장치로 폭발신호를보내고폭발에 의한 안전브레이크가 작동하여톱날이 멈추게 되므로손은 거의 부상없이 안전을 지킬 수 있는 원리 입니다.
기계공학
Q. 왜 전기선을 주로 구리로 만드는 건가요?
최근 이슈로 떠오르는 초전도체 같은 경우는거의 100프로 전도성을 띄기 때문에 그만큼 이슈가 되는 것입니다.말하자면 전기를 이동시키는 데 있어서 저항이 없기에 손실이 없다는 뜻인데요.전기에너지를 효율적으로 운반가능하고, 이는 곧 전기를 효과적으로 사용할 수 있도록 해준다는 의미입니다.전선을 구리로 만드는 이유는전기 전도성이 좋기 때문입니다. 그만큼 효율이 좋다는 것이지요또한 열전도성도 좋습니다열전도성이 좋으면 빠른 열전달로 전선의 오버히팅을 방지하여, 전기시스템이 안전하게 동작 가능합니다.세번째로 내식성이 좋습니다.열악한 환경에서도 산화나 부식이 타 재질보다 강하기에, 장기간 전기시스템의 수명연장에 도움이 됩니다.네번째로는 가공성이 좋습니다.다영한 형태로 가공이 가능하여, 복잡한 전선 및 케이블 디자인이 가능하여전력배송 및 데이터전송 시스템에 적합합니다.마지막으로 재활용이 가능한 자원입니다.오래된 전선은 다시 새로운 제품으로 재활용이 가능하여 환경적 부분에서도 이점이 있습니다.금속의 전도성 순위를 보면1.은 62.52.구리 58.63.금 42.44.알루미늄 37.75.마그네슘 29.36.아연 26.57.니켈 18.58.철 16.79.납 11.1로 나열됩니다.은이 더 높으나 당연히 비용문제상 구리가 유리합니다!
기계공학
Q. 비행기 이륙이나 착륙할때보면 바퀴가 굉장히 작던데 그게 큰 비행기를 지탱할수있는지가 신기한데 불안하게 왜이렇게 작게만들었을까요,
비행기 바퀴는 비행기 크기에 따라 갯수가 다릅니다.또한 대형 여객기 경우 비행기 바퀴는 약 120 cm로 다소 작게 느껴집니다만..이런 사이즈로 기체의 무게와 속도를 버티는 것은사실 사이즈 문제는 아닙니다.견디는 것은 바퀴의 공기압으로 감당하는 것입니다비행기 바퀴는 탄력이 좋은 특수 고무로 제작됩니다.특수 고무로 제작된 바퀴는 총 200psi(압력을 세는 단위, Pound per Square Inch)의 압력을 견딜 수 있습니다.이 압력은 일반 자동차 바퀴의 공기압 30~40psi 보다 약 6배 가량의 압력을 견딜 수 있어요!또한이렇게 특수 고무로 제작된 바퀴를 채운 기체는 일반 공기가 아닌 질소예요!질소는 불화성 기체로 착륙 시 마찰로 인해 고열에 노출되는 바퀴의 화재 위험률을 낮춰주고또, 높은 고도에서 낮은 저온 상태일 때도 약 섭씨 영하 173도까지 얼지 않아서 일반공기가 아닌 질소를 주입하는 것 입니다.또한안전을 위해 교체주기도 따로 있습니다대략 250-300 회 착륙을 하면 수명이 다했다 보고접지면 마모상태 체크 후 교체를 결정합니다.
기계공학
Q. Fool proof system 은 무엇인지 알수있을까요?
소위 말하는'바보 방지 시스템' 입니다.이는 시스템에 대해 어리숙하고 방법을 모르는 사람, 즉 표준작업 또는 기계의 위험성 등을 이해하지 못한 사람이라도 조작에 있어서 실수를 하지 않도록 하는 시스템을 풀프루프(Fool Proof) 시스템이라고 합니다.즉 , 작업자의 실수를 시스템이 막아준다는 것입니다.운전미숙이나 실수로도 고장이 아예 발생하지 않도록 하는 시스템정해진 기능, 절차 이외에는 작동이 되지 않도록 하는 시스템즉, 작업자의 과오나 조작실수로는 아예 동작을 하지 않도록 하는 시스템으로예를 들면-안전전압 이하 낮은 전압설계 전기기계기구-폐쇄형 배전방형 방호구조로 직/간접적 접촉방지-인터록 시스템(주차단기 다운 시 바로 비상발전기 동작)-플로그 엉뚱한데 꽂을 수 없도록 제작 ( 110볼트 / 220볼트 ) 등이 있습니다.