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기계182

화성 헬리콥터 Ingenuity는 화성에 보낸 헬리콥터이다. 화성은 지구 대기압의 약 0.60%이고 중력은 지구의 약 38%이다. 전체 중량은 1.8kg이고 로터 길이는 1.2m이다. 한 번에 약 90초간 비행할 수 있고 최대 고도는 5m이고 최대 비행 거리는 50m이다. 수평 속도는 10m/s 수직 속도는 3m/s이다. 메인 프로세서는 퀄컴 스냅 드래곤 801과 리눅스을 사용한다. 2개의 비행제어 MCU, 카메라, IMU, 라이다, 직비 통신 등을 사용한다. 2021. 2. 27.
테슬라 밸브 파이프에서 한쪽 방향으로만 물이 흐르게 하기 위해서는 단방향 밸프가 사용해야 한다. 일반적인 단뱡향 밸브는 다음 그림과 같이 물 흐름에 따라 밸브가 움직이는 구조로 되어 있다. 니콜라스 테슬라가 발명한 테슬라 밸브는 움직이는 부분 없이 단방향 밸브를 구현할 수 있다. 테슬라 밸브는 다음 그림과 같다. 오른쪽에서 왼쪽 방향으로는 물이 쉽게 흐르지만 왼쪽에서 오른쪽 방향으로는 저항이 크기 때문에 쉽게 흐르지 못한다. 하지만, 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 흐름을 완전히 막지는 못한다. ☞ 체크밸브 2021. 2. 21.
헬리콥터의 프로펠러 회전속도 헬리콥터의 메인 로터(Main Rotor)의 회전속도는 보통 250~600 rpm이고 테일 로터(Tail Rotor)의 회전속도는 5~6:1 정도로 더 빨리 돈다. 최근의 헬리콥터는 보통 300 rpm의 일정속도로 회전한다. 게이지에는 퍼센트로 표시된다. 비행할 때는 게이지의 초록색 부분(100% 전후)에 있어야 한다. 헬리콥터의 로터는 일정하게 돌고 로터의 피치를 조절하여 상하좌우를 조정한다. ☞ 헬리콥터 조종 원리 2021. 2. 20.
미래소년 코난 머신 플라잉 머신 로보로이드 비행정 2021. 2. 15.
배 프로펠러에서 물이 새지 않는 원리 배의 프로펠러 구조는 다음 그림과 같다. 프로펠러 축은 Stern Tube를 통과하고 Stern Tube 안에는 오일이 들어 있다. Stern Tube 앞 뒤에는 씰이 있어 오일이 누유되는 것을 방지한다. 오일이 누유되면 오일관을 통해 오일을 계속 보충해 준다. 2021. 2. 11.
철판에 드릴로 구멍 뚫기 두꺼운 철판에 드릴로 구멍을 뚫는 것은 조금 어렵다. 철판에 구멍을 뚫을 때는 먼저 작은 드릴로 구멍을 뚫은 후에 큰 드릴을 사용하면 비교적 쉽게 구멍을 뚫을 수 있다. 절삭유를 사용하면 좀 더 쉽게 구멍을 뚫을 수 있다. ☞ 절삭유 나사산 만들기 - 탭내기 탭과 다이(Tap and Die) 탭(Tap)은 암놈 나사산(Thread)을 만드는 공구이다. 탭 비트는 다음 사진과 같다. 수동으로 탭을 낼 때는 다음 사진과 같은 T 렌치(또는 탭 렌치)에 탭 비트를 연결하여 사용한다. gammabeta.tistory.com 2020. 12. 26.
라디에이터 라디에이터(Radiator)는 냉각 또는 난방을 위해 사용되는 열교환기(Heat Exchanger)를 의미한다. 열교환기는 다양한 종류와 목적으로 사용될 수 있지만 그중 냉각 또는 난방을 위해 사용될 때 라디에이터라고 부른다. 이름은 Radiator이지만 대부분의 열은 복사(Radiation)가 아닌 대류(Convection)로 열이 전달된다. 자동차의 라디에이터는 엔진의 열을 냉각수를 이용한 라디에이터를 통해 열이 공기 중으로 방출되며 엔진을 냉각 시키는 용도로 사용된다. 사무실 등에 있는 라디에이터는 사무실을 난방 또는 냉방하는 용도로 사용된다. 컴퓨터 CPU 등에 사용되는 히트싱크는 라디에이터의 한 종류이다. ☞ 열교환기(Heat Exchanger) 열교환기 (Heat Exchanger) 열교환기(.. 2020. 12. 8.
가스 보일러 동작 모드 보일러는 보통 온돌난방과 실내온도 난방을 선택할 수 있다. (a) 온돌난방 - 보일러의 물 온도를 조절하는 방식이다. - 물 온도가 설정값보다 낮으면 보일러가 동작하고 설정값보다 높으면 보일러가 정지한다. - 방 실내의 온도가 아니라 방바닥의 온도를 조절한다. (b) 실내온도 난방 - 실내 온도를 감지하여 보일러를 조절하는 방식이다. - 실내 온도가 설정값보다 낮으면 보일러가 동작하고 설정값보다 높으면 보일러가 정지한다. 아래의 린나이의 보일러는 외출과 예약 버턴을 동시에 누르면 온돌난방과 실내온도 난방을 전환할 수 있다. 2020. 11. 22.
가스 보일러 동작 원리 일반적인 가스 보일러의 구조는 다음과 같다. 버너에서 가스를 연소시켜 발생하는 열은 열교환기를 거쳐 난방수의 온도를 올린다. 난방수는 펌프에 의해 난방배관을 순환한다. 온수를 사용할 때는 다음 그림과 같이 삼방변이 동작하여 난방수가 난방배관이 아닌 온수열 교환기로 순환한다. 삼방변은 배관의 물 흐름을 바꿀 수 있는 밸브이다. 온수열 교환기에서는 수도물을 받아 온수로 만든다. 이러한 온수공급방식을 순간온수식이라고 한다. ☞ 보일러 삼방밸브 구조 ☞ 열교환기 2020. 11. 22.
회전 운동 에너지 회전하는 물체의 회전운동 에너지는 다음 식과 같다. 여기서, I는 관성 모멘트이고 ω는 회전 속도 (단위 rad)이다. 관성 모멘트가 0.001인 물체가 3,000 rpm으로 회전할 때 에너지는 다음과 같다. ☞ 관성 모멘트 2020. 10. 24.
큰 구멍을 뚫는 공구 홀쏘 홀쏘(Hole saw, 구멍뚫는 톱)는 일반 드릴보다 큰 구멍을 뚫을 때 사용하는 드릴 비트이다. 일반 드릴로 가운데 구멍을 뚫고 위 사진과 같은 홀쏘를 그 구멍에 끼우고 드릴로 돌리면 큰 구멍을 뚫을 수 있다. 2020. 7. 29.
물로켓의 원리 물로켓(Water rocket)은 물과 압축공기를 이용하여 발사하는 로켓이다. 물로켓은 다음 그림과 같이 물로 채워진 로켓에 압축공기를 밀어 넣으면 물이 아래로 분출되면서 로켓이 발사된다. 추력을 높여 더 높이 발사하기 위해 물 대신 소금물이나 비눗물을 사용하기도 하고 일반 공기 대신 질소나 이산화탄소를 사용하기도 한다. 물로켓은 화약을 사용하지 않기 때문에 화재 발생 위험이 없는 장점이 있다. 2020. 7. 18.
보이저 호에 탑재된 컴퓨터 1977년 발사된 보이저(Voyager) 우주 탐사선에는 총 6개의 컴퓨터가 탑재되어 있다. 컴퓨터는 CCS (Computer Command System)와 FDS (Flight Data Subsystem)과 AACS (Attitude and Articulation Control System)의 3 종류가 있고 각각은 여분으로 1대씩 추가적으로 내장되어 총 6대의 컴퓨터가 있다. 보이저의 컴퓨터는 1977년에 발사되어 40년이 지났지만 아직도 정상적으로 동작하고 있다. 보이저 탐사선의 컴퓨터는 상용 마이크로프로세서가 아닌 커스텀 디자인 프로세서를 사용하고 6대 컴퓨터의 총 메모리는 약 64KB이다. 보이저 탐사선의 컴퓨터는 비행 중 프로그램을 바꿀 수 있게 되어 있다. 프로그램이 처음에는 포트란 5로 코.. 2020. 6. 11.
모터 감속기 토크 계산 다음 그림과 같이 모터에 감속비 N인 감속기가 연결되어 있다. 모터의 토크는 τ이다. τ1는 감속기 입력측의 관성모멘트에 가해지지는 토크이고 τ2는 감속기 출력측의 관성모멘트에 가해지지는 토크이다. 모터 토크 τ는 τ1와 τ2의 합이다. 감속기 입력측의 관성모멘트는 I1이고 각가속도는 α1이고 감속기 출력측의 관성모멘트는 I2이고 각가속도는 α2이다. 이때 각가속도는 다음 관계를 가진다. 모터의 토크와 각가속도는 다음 식과 같다. 감속기 입력측 관성모멘트는 감속비 N을 곱하여 계산된다. 2020. 6. 5.
볼스크류 Ball Screw와 Ball Nut 사이에는 Ball로 채워져 있기 때문에 Ball Screw에서 Ball Nut을 분리하면 Ball이 분리된다. 2020. 6. 3.
자동차 물리법칙 질량 M인 자동차가 용량이 P 와트인 모터로 구동된다. 모터에서 내는 최대 힘 F와 최대 속도 v의 곱은 모터 용량 P이다. 자동차의 가속도 a는 다음과 같다.자동차 가속도는 최대 속도 v에 반비례한다. 최대 속도가 커지면 힘이 약해지기 때문에 가속도가 감소한다. 최대 속도에 도달하는 시간은 다음과 같다. 예를 들면, 100kg 질량의 자동차가 1m/s2로 가속되어 최대 속도가 1m/s가 될 때 필요한 파워는 100W이다. 2020. 6. 1.
엔드밀 엔드밀(End mill)은 밀링에 사용되는 비트의 한 종류이다. 일반적인 밀링 비트가 옆면에 날이 있어 옆면으로만 가공을 할 수 있다. 옆면 뿐만 아니라 드릴과 같이 끝에도 날이 있어 수평과 수직 두 방향으로 모두 가공을 할 수 있는 비트를 엔드밀이라고 한다. 2020. 5. 31.
비행기 조종석 회전 원판 비행기 조종석의 가운데에 흰줄이 있는 검정 원판이 있는 비행기가 있다. 이것을 Stabilizer Trim Wheel이라고 한다. Trim Wheel은 승각타를 보정하는데 사용된다. 비행기가 수평비행을 하기 위해서 Trim Wheel을 이용하여 승각타의 트립 탭(Trim Tab)을 조절한다. 비행기 속도가 빨라지면 비행기 기수가 들릴 수가 있는데 이 때 Trim Wheel을 조절하여 수평을 유지한다. Trim Wheel은 모터에 연결되어 자동으로 돌아가지만 비상 상황에서는 손으로 돌릴 수도 있다. 2020. 5. 23.
FMS (운항관리 시스템) 다음 사진과 같은 FMS (Flight Management System)은 대부분의 비행기의 조종석에 있다. FMS는 자동차의 네비게이션과 같은 장치이다. GPS와 INS에 연결되어 현재 위치를 표시하고 목적지까지의 비행 경로를 표시해 준다. FMS는 비행 전 키보드 또는 데이터 통신으로 비행 경로, 비행기 무게, 연료량 등의 정보를 입력한다. 2020. 5. 23.
계기착륙장치 (ILS) 활주로 (Runaway)의 ILS (계기착륙장치)는 Localizer (LOC)와 Glide Slope (G/S, GP)의 2개로 구성된다. LOC와 G/S는 전파 발생기로 착륙하는 비행기에서는 각각의 전파를 수신하여 활주로와의 상대 위치를 알 수 있다. LOC는 비행기가 활주로 중앙으로 정렬하기 위해 사용된다. 보통 LOC는 활주로 끝에 위치해 있다. G/S는 비행기 착륙 활공각 (약 3도)을 맞추기 위해 사용된다. 2020. 5. 23.
비행기 ADC 비행기에 사용되는 ADC (Air Data Computer)는 피톳관, 압력 센서, 온도 센서에서 입력된 데이터를 이용하여 에어 스피드, 마하속도, 고도, 고도 변화율 등을 계산하는 컴퓨터이다. F-14의 ADC 2020. 5. 23.
비행기 내부 기압 비행기 내부의 기압은 여압 장치로 조절한다. 일반 여객기의 기내는 8,000피트 (2,400미터) 상공의 기압을 유지한다. 지상 기압까지 높이지 않는 것은 기압을 너무 높여 기체에 무리가 가는 것을 막기 위해서 이다. 8,000피트 높이의 기압은 지상의 약 74% 정도이다. 고도에 따른 기압 2020. 5. 23.
비행기 콜싸인에 Heavy를 붙이는 경우 관제탑과 비행기 연락시 콜싸인 뒤에 Heavy를 붙이는 경우가 있다. 비행기 이륙 중량이 136 톤(30만 파운드)을 넘을 때 콜싸인에 Heavy를 붙인다. 큰 비행기는 후방 난기류(Wake Turbulence)가 크기 때문에 주의를 요함을 관제탑이나 다른 비행기에 알리는 것이다. A380은 Heavy보다 더 크기 때문에 콜싸인 뒤에 Super를 붙인다. 2020. 5. 23.
열처리 Annealing 열처리 방법 중 어널링 (Annealing)은 풀림이라고도 한다. 어널링은 금속을 고온에서 오랫동안 유지시킨 후 서서히 냉가시키는 열처리 방법이다. 어널링을 하면 금속의 연성 (Ductility)이 증가하여 금속이 잘 부러지지 않고 늘어나는 성질을 가진다. ☞ 열처리 방법 2020. 5. 1.
비틀림 응력 비틀림 응력 (Torsional Stress)은 다음 그림과 같이 물체를 돌릴 때 물체에서 발생하는 응력이다. 위와 같은 원통 물체의 관성모멘트가 J이고 토크가 T일 때 중심에서 ρ 지점에 가해지는 비틀림 응력은 다음과 같다. 비틀림 응력은 중심에서 거리가 가장 먼 원통 표면이 가장 크다. 원통 표면에서 비틀림 응력은 다음과 같다. 2020. 4. 28.
베르누이 방정식 베르누이 방정식(Bernoulli's equation)은 다음과 같다. 여기서, v는 유동속도 g는 중력가속도 h는 기준면에서 높이 p는 압력 ρ는 유체의 밀도 C는 상수 베르누이 방정식은 항상 일정한 값을 가진다. 다음 그림과 같은 관에 흐르는 유체에서 베르누이 방정식은 두 지점에서 다음과 같이 항상 일정하다. 베르누이 방정식에서 위치에너지 ρgh는 매우 작은 경우가 많기 때문에 그 항을 무시하면 다음과 같다. 여기에서 두번째을 q로 두고 상수 C를 p0로 두면 다음과 같다. 위 식에서 p를 정압력(Static pressure), q를 동압력(Dynamic pressure), p0를 전압력(Total pressure)이라고 한다. 전압력은 정압력과 동압력의 합으로 항상 일정하다. 베르누이 방정식으로부터.. 2020. 4. 26.
전단력 뜻 전단력(Shear force)는 다음 그림과 같이 양쪽에서 힘이 작용하지만 힘이 일렬로 정렬되어 있지 않은 것을 의미한다. 다음과 같이 힘이 일렬로 정렬되어 있을 때는 전단력이 아니라 압축력(Compression force)이다. 가위를 사용할 때 전단력이 작용한다. 아래 그림과 같이 가위의 위쪽날과 아랫쪽 날은 아주 미세하게 벌어져 있다. 이 차이로 전단력이 작용한다. 2020. 4. 26.
윈치와 호이스트의 차이 윈치(Winch)와 호이스트(Hoist)는 비슷해 보여 혼용하여 사용하는 경우가 많다. 하지만, 윈치와 호이스트는 서로 다른 장치이다. 윈치는 로프를 당기거나 푸는 장치이다. 이에 반해 호이스트는 물건을 위로 들거나 내리는 장치이다. 윈치로 물건을 위로 들거나 내릴 수도 있지만 위험할 수 있다. 윈치와 호이스트는 브레이크 구조가 다르다. 그래서, 호이스트는 중량물을 들고 계속 있을 수 있지만 윈치는 그렇게 할 수 없다. 특정 윈치는 호이스트처럼 물건을 들 수 있는 제품도 있는데 그때도 물건을 드는 무게는 물건을 당기는 무게보다 작기 때문에 윈치 제원을 잘 봐야 한다. 2020. 4. 26.
윈치 뜻 윈치(Winch)는 줄을 당기거나 풀 때 사용하는 기계 장치이다. 윈치는 오프로드 차량의 앞에 설치하기도 한다. ☞ 윈치 호이스트 차이 2020. 4. 26.
피스톤 펌프 원리 피스톤 펌프의 구조는 다음 그림과 같다. 피스톤을 위로 올리면 유출 밸브가 닫히고 유입 밸브가 열리고 물이 실린더 안으로 들어간다. 피스톤을 아래로 내리면 유입 밸브가 닫히고 유출 밸브가 열리고 물이 실린더 밖으로 빠져 나간다. 유입 또는 유출 밸브는 물의 흐름에 따라 열고 닫힐 수 있도록 움직이는 구조로 되어 있다. 2020. 4. 25.
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