공부60 Ramjet Engine (램제트 엔진) Ramjet Engine을 이해하기 위해서는 우선 shock wave에 대해서 알아야한다. 어떤 물체가 음속보다 빠르게 이동을 할 때, 위 사진과 같이 sound wave가 콘 형태로 발생하게 된다. 여기서 200nm 두께의 고온, 고압의 영역이 만들어지는데, 이 부분을 shock wave라고 부른다. 물체가 이동하면서 공기를 밀어내면 압력 파면을 만들어내는데, 이 압력파는 음속으로 이동하게 된다. 따라서 물체가 음속보다 빠르게 이동하게 되면 빨간색 영역에 있는 입자들은 움직이는 물체가 만들어내는 disturbance에 대한 정보를 알 수 없다. 하지만 초록색 영역에 있는 입자들은 disturbance가 이전의 정보로 부터 만들어져 있다. 초록색과 빨간색 영역의 입자들이 순간적으로 상호작용하는 순간, .. 2025. 4. 28. Stepper Motor (스테퍼모터) Stepper Motor는 closed feed back control 없이 각도를 컨트롤 할 수 있기 때문에 많은 산업 분야에서 사용된다. 우선 가장 간단한 형태인 variable reluctance stepper motor부터 살펴보자. 이 모터는 위 사진처럼 6개의 stator teeth를 갖고 있고, 세개의 power source로 부터 전력을 공급받는다. 그리고 rotor는 얇은 쇠판을 쌓아서 만든다. Rotor의 teeth의 개수는 모터마다 달라지는데, 이 경우에는 4개가 되도록 했다. Teeth의 개수를 정할 때는 위 사진처럼 하나의 rotor teeth가 stator teeth와 정렬되어야한다. 이 상황에서 rotor가 돌아가는 원리는 간단하다. A에 전원을 끊고, B에 전원을 .. 2025. 4. 28. Jet Engine (제트 엔진) 주로 항공기에서 사용되는 엔진으로, 뉴턴의 제 3법칙인 작용 반작용을 통해 항공기가 앞으로 나아갈 수 있도록 한다. 위 사진처럼 jet engine에서 나오는 빠른 속도의 jet에 의한 reaction force가 항공기가 앞으로 움직이게 한다. 따라서 jet engine은 결국 빠른 속도의 jet를 만들어내는 것이 중요하다. (Thrust force가 jet의 속도에 비례하므로) 빠른 속도의 jet를 만들어내기 위해서는 들어오는 차가운 공기의 온도를 높여서 뜨겁게 만들어야한다. 온도가 높아진 공기는 크게 팽창하면서 빠른 속도의 jet를 만들어낸다. 이를 위해서 위 사진과 같이 combustion chamber가 사용된다. atomized 된 연료가 combustion chamber에서 연소되면서 .. 2025. 4. 28. Helicopter (헬리콥터) 헬리콥터의 블레이드가 회전할 때, 블레이드 상하의 압력 차이에 의해서 lift force가 발생하고, 이를 통해서 헬리콥터는 뜰 수 있다. 이전의 글에서 본 Turbo shaft를 통해서 헬리콥터의 블레이드는 회전한다. 헬리콥터를 원하는 방향으로 움직이는 것은 비교적 쉽다. 앞으로 가고 싶다면 위 사진처럼 블레이드의 축이 앞 쪽을 바라보도록 기울이면 된다. 블레이드에 의해서 발생하는 힘에 의해서 앞으로 가려는 thrust가 발생하기 때문에 헬리콥터는 앞으로 갈 수 있다. 실제 헬리콥터가 어떻게 몸체를 기울이는 지를 이해하기 위해서는 airfoil의 원리에 대해서 알아봐야한다. 위 사진에서 알 수 있듯이, 블레이드의 angle of attack (받음각)에 따라서 lift force가 달라지는데, 일.. 2025. 4. 28. Helicopter Engine (Turboshaft) 헬리콥터의 엔진은 thrust power를 만들어내는 일반적인 여객기의 turbofan engine과 달리 shaft power를 만들어낸다. 그리고 그 shaft power는 rotor를 돌리는데 사용된다. Power shaft는 turbines 로부터 power를 전달받는데, turbine들은 블레이드를 따라서 흐르는 고온, 고압의 가스들로부터 에너지를 얻는다. Turbine의 블레이드에는 압력차가 발생하고, 그 기압차에 의해서 터빈이 돌아가게 된다. 한편, flow가 정확하게 잘 흐를 수 있도록 돕기 위해서 위사진과 같이 stator blade를 추가하여 사용하는데, 이것들은 엔진 커버에 부착되어 있다. 또한, stator 블레이드는 터빈 쪽 입구에서 충분한 유속이 유지되도록 해주는 역할을 한.. 2025. 4. 28. Escalator (에스컬레이터) 에스컬레이터는 위 사진과 같은 individual steps가 여러개 연결되어 있는 구조이다. 그리고 연결된 에스컬레이터의 상부에는 위 사진처럼 step chain이 양쪽에 붙어 있다. 에스컬레이터 내부의 track system에서 위 사진에서 표시된 부분을 따라서 step chain이 굴러간다. 그리고 track system 중 위 사진에 표시된 부분을 따라서 individual step의 하부에 달려 있는 바퀴가 굴러가게 된다. 이러한 구조를 통해서 에스컬레이터가 움직이게 하는 것이다. 그리고 step이 끝 부분에 도달하게 되면 위 사진처럼 뒤집지면서 다시 올라간다 (내려간다). 보통 step chain을 움직이는 모터는 위쪽에 위치하는데, 해당 모터를 통해서 Axle, 그리고 axle과 .. 2025. 4. 28. Universal Wheel Drive System (현대 유니휠) 전기차는 모터가 빠른 속도로 회전하면 감속기가 모터의 회전 수를 줄여 토크를 높여주고, 드라이브 shaft가 각 휠에 동력을 전달한다. 그리고 동력원과 휠 사이에 CV Joint가 있어 울퉁불퉁한 노면을 만나서 휠이 상하좌우로 움직일 때도 동력을 일정하게 전달할 수 있다. 동력원의 차이가 모터인가, 내연기관인가 하는 것만 다를 뿐 이러한 구조는 모든 차량에서 같았다. 내부 공간 확보를 위해 모터를 CV Joint와 가깝게 붙이게 되면 CV Joint의 절각이 커지면서 효율성, 내구성, 승차감이 떨어진다. 유니휠은 CV Joint, 드라이브 shaft, 감속기를 모두 휠에 넣고, 중앙에 위치하던 큰 모터를 작게 나누어 각각의 바퀴에 붙여버리는 방법을 통해 내부 공간 확보와 문제점들을 해결한다. .. 2025. 4. 28. Car Window (자동차 유리) 차량의 창문을 움직이는 가장 간단한 메커니즘은 위 사진과 같은 roll up window mechanism이다. 손잡이를 잡고 돌리면 pivot point에 대해서 회전하면서 slider가 좌우로 움직이게 되고, 창문을 위 아래로 움직일 수 있게 해준다. 하지만 이러한 메커니즘의 경우 창문이 한 포인트에서만 지지되기 때문에 창문 양쪽에 마찰력 차이가 있게 되면 창문이 기울어지고, straight로 움직이지 않을 수도 있다. 이러한 문제를 해결한 것이 위 사진과 같은 scissor mechanism이다. 해당 메커니즘은 두개의 support point가 있기 때문에 창문이 직선적으로 움직일 수 있게 된다. 해당 메커니즘의 한가지 문제점은 밑부분 근처에서 창문이 갑자기 떨어진다는 점이다. 해당 문제를 .. 2025. 4. 28. 이전 1 2 3 4 5 6 7 8 다음
