안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 기계가 제 성능을 발휘하지 못하는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계가 시간이 지날수록 성능저하가 되는 이유는 여러 가지 요인들이 있기에관련 부분들의 정리 나열해 보면1. 기계의 노화마모:시간이 지날수록 기계의 부품은 마모를 일으킵니다. 마모는 기계의 부품이 손상되거나 변형되어 성능 저하를 일으킬 수 있습니다. 특히, 회전 기계의 베어링이나 스테이터/와인딩이 마모되면 고장을 유발할 수 있습니다부적절한 설치:부적절한 설치는 기계의 성능 저하를 일으킬 수 있습니다. 특히, 부품의 조립 오류나 부적절한 설치는 기계의 고장을 유발할 수 있으며, 이는 기계의 전체 성능에 영향을 미칩니다2, 기계적 결함베어링 결함:베어링은 회전 기계에서 부품 간의 마찰을 줄이고 움직임을 원활하게 만드는 중요한 요소입니다. 그러나 베어링 결함은 부적절한 윤활, 고속 운전, 오염, 과도한 하중 등으로 인해 발생할 수 있습니다. 이로 인해 베어링 내부의 부품이 손상되거나 마모되어 기계의 성능 저하와 노이즈가 발생합니다스테이터/와인딩 결함:스테이터/와인딩 결함은 회전 기계 내의 권선이나 절연체 문제로 주로 발생합니다. 고온, 과도한 전류, 물리적 충격 등이 고장을 유발하며, 이로 인해 모터 내부 단락이 발생할 수 있습니다3. 외부 요인온도 변화:온도 변화는 기계의 성능을 저하시킬 수 있습니다. 고온은 기계의 부품을 열화시키거나 부식시키는 데 기여할 수 있으며, 저온은 기계의 유연성과 고정성을 저하시킬 수 있습니다오염 물질오염 물질은 기계의 부품을 손상시키거나 마모시키는 데 기여할 수 있습니다. 특히, 기계 내부의 부품에 오염 물질이 침투하면 고장을 유발할 수 있습니다유지 보수 미흡:정기적인 유지 보수가 미흡하면 기계의 부품이 손상되거나 마모되어 성능 저하를 일으킬 수 있습니다. 특히, 윤활유량의 감소나 공기압력의 불안정 등이 기계의 고장을 유발할 수 있습니다4. 환경적 요인진동 및 충격:진동 및 충격은 기계의 성능 저하를 일으킬 수 있습니다. 특히, 기계가 진동하거나 충격을 받으면 부품이 손상되거나 변형되어 성능 저하를 일으킬 수 있습니다이러한 요인들로 인해 기계가 시간이 지날수록 성능 저하를 일으킬 수 있습니다. 따라서 정기적인 유지 보수를 통한기계성능 유지를 위한 노력을 해야만 , 성능저하에 따른 문제를 예방가능하겠습니다.
기계공학
Q. 하늘로 쏘아 올리는 로켓과 우주선의 차이는 뭘까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.로켓과 우주선이라면언뜻 비슷한 듯 하면서도 차이점이 존재하는데요여러 부분에서 차이점을 나열해 보겠습니다1. 용도로켓:로켓은 우주 공간에 인공위성이나 우주 정거장을 올려놓기 위한 발사체입니다. 주로 위성을 궤도로 보내거나 우주 임무를 수행하는 데 사용됩니다우주선:우주선은 로켓에 의해 우주로 발사된 후에 사용되는 우주 비행기입니다. 우주선은 우주에서 임무를 수행하고, 다른 행성이나 위성에 착륙하거나 인공위성을 유지하는 등 다양한 우주 작업을 수행할 수 있습니다2. 재사용 가능성로켓:로켓은 일반적으로 단일 사용으로 설계되어 한 번 발사되면 다시 사용할 수 없습니다. 그러나 일부 로켓은 재사용 가능한 설계를 가지기도 합니다.우주선:우주선은 로켓에서 분리되어 로켓과는 달리 다시 사용할 수 있습니다. 우주선에는 일반적으로 우주 비행사들이 탑승하고 지구로 돌아올 수 있도록 설계된 탈출 시스템이 있습니다특히 최근 테슬라 스페리스 X 는 재사용을 목표로 연구개발하여 성공적인 결과를 보여주고 있습니다.3. 설계 및 구성로켓:로켓은 연료를 태워 가스를 만들어 노즐을 통하여 분출시킴으로써 추력을 얻습니다. 로켓은 고체로켓과 액체로켓으로 크게 구분할 수 있으며, 다양한 부품을 포함하여 추력과 비추력을 극대화합니.우주선:우주선은 로켓에 의해 우주로 발사된 후에 사용되며, 다양한 임무를 수행하기 위해 설계됩니다. 우주선에는 일반적으로 우주 비행사들이 탑승하고, 지구로 돌아올 수 있도록 설계된 탈출 시스템이 포함됩니다4. 목적로켓:로켓의 최종 목표는 우주로 인공위성을 궤도에 올리는 데 있습니다. 이는 추력과 비추력을 극대화하여 페이로드 중량을 최대로 늘리는 것을 목표로 합니다우주선:우주선의 목적은 우주에서 임무를 수행하는 데 있습니다. 이는 우주에서 다른 행성이나 위성에 착륙하거나 인공위성을 유지하는 등 다양한 우주 작업을 수행하는 데 사용됩니다.위와같은 차이점들로 인해, 로켓과 우주선은 서로 다른 용도와 설계를 갖고 있습니다. 로켓은 주로 발사체로 사용되는 반면, 우주선은 우주에서 임무를 수행하는 데 사용됩니다.특히 앞에서도 기술한것처럼스페이스 X 에서의 로켓의 재사용 기술이 더욱 발전하여 정교해 진다면발사비용의 비약적 절감에 따른 우주여행/ 탐사 의 기회가 비약적으로 증가할 것으로 판단됩니다.
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Q. 플라스틱만 제거 하는 기계는 만들수 없나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.사람이 환경을 위해 분리수거를 아무리 잘 한다해도결국 분리수거 최종 처리 하는 곳에서 기계적으로 자동으로 되어야 할 텐데요일단 현재 사용되고 있는 기계를 나열해 본다면AI 자동 분리수거 기계:이 기계는 인공지능 기술을 활용하여 쓰레기를 자동으로 분리배출합니다. 기계 입구에 쓰레기를 놓으면 웹캠이 쓰레기의 종류를 구별한 후 로봇이 쓰레기를 집어 알맞은 쓰레기통에 분리해 넣습니다수퍼빈의 네프론 기계:수퍼빈의 네프론 기계는 투명 페트병과 캔을 재활용할 수 있도록 설계되었습니다. 이 기계는 페트병을 깨끗하게 씻어 말린 후에 넣으면, 인공지능이 인식하여 재활용 가능하면 들어갑니다. 이 기계는 플라스틱 재활용을 위해 개발되었으며, 사용자가 쉽게 플라스틱을 분리할 수 있도록 돕습니다광학 선별기:광학 선별기는 근적외선과 가시광선을 사용하여 플라스틱의 분자 구조를 파악하고, 플라스틱 재질과 색상을 동시에 인식하여 종류별로 갈라놓습니다. 이 기계는 첨단 기술을 적용하여 높은 정확도와 속도를 제공하며, 재활용률을 높이는 데 중요한 역할을 합니다이런 종류의 기계들이 모두 플라스틱을 분리수거하는 데 도움이 되고있으며, .재활용률을 높이고 환경을 보호하는 데 기여중이긴 합니다만그냥 아무렇게나 다 집어넣어버리고 기계가 알아서 하는 것을 원한다 하더라도정작 효율을 위해서는 인간의 기본적 분리수거가 뒷받침 되어야 한다 판단됩니다.
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Q. 온도 조절 장치는 언제 부터 우리 생활에 접목을 시켰나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.각종 기계 및 난방장치에 온도 조절 장치가 접목되기 시작한 시기를개략적으로 정리해보면초기 에어컨 개발:최초의 전기식 에어컨은 1902년 7월경, 윌리스 캐리어에 의해 개발되었습니다. 이 에어컨은 인쇄물의 형태를 변형시키는 습도와 열기를 제거하기 위해 연구되었습니다온도 조절 장치의 발전:20세기 초부터, 온도 조절 장치의 개념은 발전하기 시작했습니다. 1820년, 마이클 패러데이가 압축-냉각된 암모니아의 기화를 통해 공기 냉각의 원리를 발견하였습니다. 이 발견은 20년 뒤인 1840년에 인류가 최초로 인공적으로 얼음을 만들 수 있게 하는 데 큰 영향을 주었습니다스마트 난방 및 냉방 시스템:스마트 난방 및 냉방 시스템의 개념은 21세기 초부터 발전하기 시작했습니다. 최초의 프로그래머블 온도 조절기는 시간대에 맞춰 온도를 조정할 수 있는 기능을 제공하였습니다자동 온도 조절기:자동 온도 조절기는 20세기 후반부터 일반화되기 시작했습니다. 이 장치는 매체 또는 주위 온도에 따라 대응하는 출력을 만드는 방식으로 작동하였습니다. 보호기, 온도 조절기, 온도 컨트롤러 등 다양한 종류가 개발되었습니다위와 같은 내용을 근거로각종 기계 및 난방장치에 온도 조절 장치가 접목되기 시작한 시기는 20세기 초부터라 볼 수있다고 판단되며, 21세기 초부터는 스마트 기술이 적용되어 더욱 효율적인 온도 조절이 가능해진상황입니다.
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Q. 기계 공학 학과중에 가장 유명한 학과는 카이스트 인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.카이스트가 꼭 가장 들어가기 어렵다고 보긴 무리가 있습니다만탑 클래스라고 보시면 되겠습니다.그 이외 기계공학 분야로 유명한 대학 및 관련학과를 국내/ 국제 부분으로 나열해 보면국내 대학서울대학교 기계공학부:서울대학교 기계공학부는 2021년부터 기계공학과와 항공우주공학으로 완전히 분리된 대학입니다. 트랙제를 운영하여 자동차, 유체공학, 제어공학 등 자신이 원하는 진로에 따라 선택이 가능합니다고려대학교 기계공학부:고려대학교 기계공학부는 학부내에서 트랙제를 운영하여 다양한 진로 선택이 가능합니다. 자동차, 유체공학, 제어공학 등 다양한 분야를 포함합니다연세대학교 기계공학부:연세대학교 기계공학부는 1962년 건설공학과에서 분리된 대학입니다. 다양한 기계공학 분야를 포함하며, 연구 중심의 대학으로 유명합니다해외대학미국 대학Massachusetts Institute of Technology (MIT):MIT은 공학 분야에서 세계 최고의 명성을 갖고 있습니다. 기계공학 전공은 MIT의 공과대학에서 가장 유명한 전공 중 하나로, 다양한 기계공학 분야를 포함합니다Stanford University:Stanford University는 아이비리그 소속이며, 기계공학 전공은 국제 관계학, 경제학, 컴퓨터 공학 등과 함께 모든 전공 분야가 최상위권에 랭크되어 있습니다University of California, Berkeley:UC Berkeley는 유서 깊은 아이비리그 대학으로, 기계공학 전공은 매우 인기 있는 전공 중 하나입니다. 다양한 기계공학 분야를 포함하며, 연구 중심의 대학으로 유명합니다California Institute of Technology (Caltech):Caltech은 미국 서부 최고의 공과 대학으로, 자연 과학과 공학에 중점을 두고 소수 정예 영재교육을 추구하는 세계적인 연구 중심 대학교입니다영국 대학University of Cambridge:University of Cambridge는 영국 스코틀랜드 글래스고에 있는 공립 대학교로, 스코틀랜드 최대의 대학원 프로그램을 제공합니다. 법의학(Forensic Science) 분야 영국 내에서 1위이며, 기계공학 전공도 매우 유명합니다Imperial College London:Imperial College London은 영국의 상위 20위권 대학에 포함되며, 기계공학 전공은 Acoustic Engineering, Fluid Engineering, Hydraulic Engineering, Motorsport Engineering, Thermal Engineering 등 다양한 분야를 포함합니다University of Oxford:University of Oxford은 영국의 가장 유명한 대학 중 하나로, 기계공학 전공도 매우 인기 있는 전공 중 하나입니다. 다양한 기계공학 분야를 포함하며, 연구 중심의 대학으로 유명합니다정도로기계공학 관련 유명 대학 학과를 정리해 볼 수 있겠습니다.