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안녕하십니다. 오늘 자동차 전시해설을 해줄 저는 국립중앙과학관에서 해설을 담당하고 있는 고경력 과학기술인 이상주 위원입니다. 먼저 여러분에게 자동차의 발달과정에 대하여 그림을 통하여 설명드리도록 하겠습니다. 사람들은 생활을 유지하기 우해 더 빨리 더 높이 그리고 더 멀리 가기 위한 도전을 해왔습니다. 기원전 5000년 경 바퀴가 발견되었고 그 이후에 내연기관을 활용한 자동차기술이 발명되면서 사람들의 이동시간은 급격히 단축되기 시작했습니다. 그리고 지속적인 발전을 통하여 이제 땅에서 하늘로 우주로 향하고 있습니다. 자동차에 발전을 곧 인류의 발전이기도 합니다. 오늘은 우리생활과 가장 밀접하게 관련되어 있는 자동차에 대해서 설명해보려고 합니다. 먼저 세계 자동차 기술의 발전과 한국의 자동차 개발에 대해 설명할 것입니다. 또한, 자동차를 이루고 있는 부품들과 그것들의 기능을 살펴보고 미래의 자동차에 대해 알아볼 것입니다. 세계 최초의 자동차는 1770년 프랑스의 과학자 니콜라 퀴뇨가 발명한 세 발로 된 증기자동차입니다. 물론 주행 중 집과 충돌하여 최초의 자동차 사고를 일으켰다는 불명예를 하고 있지만 인류의 자동차 문명의 서막에서 중요한 시발점이 된 것은 분명합니다. 1986년 다임러와 벤츠가 휘발유를 사용한 휘발유 엔진을 발명 현대의 자동차와 같은 구조의 자동차가 개발되었습니다. 1900년대 들어서 포드에 의해서 컨베이어 시스템을 활용한 대량생산의 체계가 구축되면서 자동차의 대중화가 시작되었고 이를 기반을 비약적인 발전을 하게 된 것입니다. 우리나라에 처음으로 도입된 자동차는 1903년 고종 황제 즉위 40주면을 기념하여 들어온 왕실의 어차였습니다. 근데 불행히도 1904년 러일전쟁을 통하여 소실되어 자동차는 남아 있지 않습니다. 다만 기록에 의하면 ‘포드 자동차 모델’로 전해지고 있습니다. 순종 황제 때 유사한 모델의 자동차가 들어왔고 그것은 지금 현재 국립박물관에 보관되어 있습니다. 실질적으로 우리가 직접 자동차를 만들기 시작한 것은 한국 전쟁 이후가 되겠습니다. 한국 전쟁을 통하여 들어온 군용 자동차들과 드럼통을 이용하여 우리 기술자들이 손수 작업을 하여 만든 시발자동차의 국산 자동차의 효시라고 할 수 있습니다. 그 이후 1970년대에 현대자동차에서 한국의 고유한 자동차 모델의 포니가 개발되었습니다. 1974년 이탈리아의 자동차 전시회에서 전시하였고 많은 호평을 받았습니다. 그 이후 미국 등 많은 나라로 수출하게 되었습니다. 1982년 포니2가 개발되어 전 세계의 자동차 수출의 길이 활짝 열리게 되었습니다. 그 이후 브리사, 로얄, 소나타 등을 거치면서 오늘날의 자동차 강국으로 성장하게 되었습니다. 이제부터는 자동차의 구조에 대하여 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다. 여기 있는 이 장치는 자동차의 모형에 해당됩니다. 자동차는 많은 부품들로 이루어져 있습니다. 여러분들 자동차에 얼마나 많은 부품들이 들어가고 있는지 아십니까? 하나의 자동차에 보통 3만 개 이상의 자동차의 부품들이 들어가고 있습니다. 여기에 있는 자동차는 도로상에 주행하고 있는 자동차의 겉의 모습이 제거된 속에 중요한 부분들만 보여주는 장치입니다. 자동차의 구조를 보다 상세하게 설명하기 위하여 만들어진 장치인 것입니다. 여러분은 자동차에 무엇이 가장 중요한지 아십니까? 그럼 사람에서는 무엇이 가장 중요하다고 생각하십니까? 사람의 심장이 멈추면 사람은 살 수 없는 것처럼 자차에도 엔진이 없으면 움직일 수 없습니다. 하지만 자동차에 이 많은 부품들은 모두 다 중요한 것입니다. 사람의 몸에서 손톱이 중요한 기능을 하는 것처럼 자동차의 모든 부품 하나하나는 그 기능이 제대로 작동할 때 자동차는 움직일 수 있는 것입니다. 우리 친구들 사이에서도 마찬가지입니다. 우리의 모든 친구들 사이에서 누가 더 중요하고 덜 중요한 사람은 있을 수가 없습니다. 모든 친구가 다 중요한 사람이기 때문에 우리가 사람으로 서로 부둥켜 안고 잘 지내야 하는 것입니다. 자동차에서도 모든 부품들이 서로 상호 작용을 잘할 때 사고가 나지 않고 잘 움직일 수 있는 것입니다. 이제부터는 이 자동차의 부품 하나하나의 기능과 역할에 대해서 좀 더 구체적으로 설명드리겠습니다. 자동차는 크게 5가지의 주요 부분들로 구분할 수 있습니다. 처음에 엔진이 있고 그 다음에 자동차의 엔진의 힘을 전달해 주는 구동계가 있습니다. 다음으로 방향 전환할 때 사용하는 조향장치가 있고 또한 외부에 충격, 노면에서부터의 충격을 흡수하고 그걸 완충시켜 주는 현가계가 있습니다. 끝으로 이런 다양한 힘들을 우리가 노면에 전달해 줌으로 자동차르 움직이게 해 주는 타이어가 있는 것입니다. 지금부터는 이 하나하나의 기능에 대해서 보다 구체적으로 설명해 드리도록 하겠습니다. 여기에 있는 이 엔진은 자동차에서 힘을 내는 가장 중요한 부품에 해당되겠습니다. 지금 한국에서는 오랜 기간을 거쳐 한국 고유의 엔진을 개발하여 왔고 지금 많은 나라에 수출까지 되고 있습니다. 이 엔진은 자동차의 핵심에 해당되는 것으로 휘발유, 디젤, 수소, 전기와 같은 연료를 먹음으로 해서 움직일 수 있는 것입니다. 여기서 볼 수 있는 것은 휘발유를 먹음으로 움직이는 내연기관에 해당되겠습니다. 1970년대 포니가 개발될 때만 하더라도 우리나라의 독자적인 엔진은 없었습니다. 하지만 1990년대 알파엔진을 시작으로 타우엔진가지 개발하게 되었습니다. 2009년도 개발된 타우엔진은 미국에서 가장 유명한 잡지에 월드 베스트 텐 엔진 중에 하나로 꼽히게 되었습니다. 지금도 많은 고급차에 이 타우엔진이 사용되고 있습니다. 다음은 우리가 구동장치를 들 수 있습니다. 엔진에서 나온 회전력을 변속기라든가 보통 우리가 기어라고 얘기를 하는데 기어라던가 축을 통하여 타이어에 그 회전력을 전달해 주고 있습니다. 이렇게 전달된 회전력이 타이어로 전달돼서 자동차를 움직이게 하는 것입니다. 그 다음에 우리가 직진 운동하거나 또 방향을 바꿀 대 사용하고 있는 조향장치가 있습니다. 조향장치를 통하여 우리가 원하는 방향으로 자동차를 이동해 갈 수 있는 것입니다. 다음으로는 현가장치가 있습니다. 자동차가 다니고 있는 도로는 다양한 형태로 이루어져 있습니다. 아스팔트 포장로, 콘크리트 도로 또 경우에 따라서는 자갈길이라던가 비포장 도로로 있습니다. 이러한 길을 갈 때 현가장치 없게 되면 모든 진동과 충격이 자동차로 전달되어 우리가 자동차를 타고 이동할 때 불쾌감을 느낄 수 있게 됩니다. 따라서 현가장치는 이러한 노면에서 오는 충격을 완화할 수 있는 역할을 합니다. 끝으로 처음에 여러분들한테 말씀드렸던 타이어입니다. 기원전 5000년부터 발달된 타이어는 자동차에서 만들어진 회전력을 자동차를 움직이게 하는 힘으로 바꿔 주는 장치인 것입니다. 타이어가 없으면 지금 현재 자동차는 달릴 수가 없습니다. 자동차의 많은 부품들 중에 모든 것들이 다 중요한 것처럼 타이어는 검게 되어 있지만 자동차를 움직이게 하고 또 자동차의 안전에 가장 중요한 부품 중에 하나에 해당되겠습니다. 타이어에 대하여 좀 더 자세히 설명드리도록 하겠습니다. 자동차의 운행 중 안전에 보다 더 밀전한 관계가 있기 때문에 자동차 타이어의 경우는 어떤 부품보다도 그 중요도가 높습니다. 또한 타이어는 겉으로 보기는 검은 고무로 간단하게 만들 수 있는 것처럼 보이지만 속을 보면 아주 복잡합니다. 여러 가지 다양한 고무들이 사용되고 고무 외에도 철, 섬유 등 다양한 재료들이 사용되고 있습니다. 많은 공정을 거쳐 만들어지고 있으며 사람의 안전과 직접적인 관계가 있으므로 엄격한 품질관리를 통하여 제조되고 있습니다. 자동차에서 타이어의 중요한 기능 중에 하나는 제동력입니다. 마찰력이 크지 않으면 우리가 원할 때 자동차를 세울 수 없기 때문에 사고를 유발하게 됩니다. 이 장치는 우리 타이어에 사용되는 특수한 고유의 마찰력을 볼 수 있는 장치입니다. 여기에 있는 재료가 바로 타이어에서 사용되는 고무입니다. 이 특수한 재료를 사용한 경우 다른 재료들 보다 마찰력이 크기 때문에 쉽게 정지하는 것을 우리가 알 수 있습니다. 따라서 자동차 타이어의 제동 특성을 미끄럼 장치를 이용하여 이해할 수 있습니다. 그렇다면 미래에는 이러한 자동차가 어떻게 바뀔까요? 아마도 우리가 상상하는 이상으로 변화가 있을지도 모릅니다. 일차적으로 우리가 직접 운전하지 않아도 되는 자율주행 자동차가 될 것입니다. 운전 면허증이 필요 없고 누구라도 자동차를 운전할 수 있게 되겠습니다. 미래 자동차는 이동의 목적이 아니라 움직이는 사무실, 움직이는 휴게실이 될 수도 있을 것입니다. 차 안에서 우리는 쉬기도 하고 이동 중에 업무도 볼 수 있을 것입니다. 지금까지 우리가 봐 왔던 기름을 사용하는 엔진 대신 전기를 사용하는 모터로 빠르게 바뀌고 있습니다. 이제 자동차 공장도 기존의 공장이 아닌 전자제품을 만드는 전자회사로 바뀔 수 있을 것입니다. 따라서 이제는 기계가 아니라 전자제품처럼 우리가 프로그램만 바꾸면 자동차의 기능이 다양하게 개선되거나 변화도리 수 있을 것입니다. 앞으로 프로그램이 중요한 사회로 바뀌어 가고 있는 것입니다. 또한 변신하는 타이어가 나와서 도로상황에 따라 적절히 변화되는 기능을 갖는 타이어가 나올 수도 있을 것이고 또 날아다니는 자동차도 나올 수가 있을 것입니다. 여러분 벌써 날아다니는 자동차르 본 적이 있으십니까? 지금 드론이라는 자동택배 운반 수단도 개발되어서 활용되고 있는 상황입니다. 미래의 자동차는 여러분이 상상하는 그 이상이 될 것입니다. 지난 100년간 발전한 것보다도 자동차 기술은 앞으로 10년간 더 많은 변화가 있을 것입니다. 여기에는 어느 한 분야만 필요한 것이 아니라 기계설계, 고분자, 공학, 물리학, 디자인 다양한 기술들이 융합되어 4차 산업과 관련된 다양한 분야와 함께 만들어 갈 필요가 있을 것입니다. 물론 지금까지 설명드린 자동차의 기본적인 기술은 크게 바뀌지 않을 것입니다. 거기에 사용되는 부품과 컴퓨터 시스템에 큰 변화가 있을 것입니다. 여러분도 이런 변화의 시대에 동참하여 여러분이 상상의 주인공이 되어 대한민국의 자동차 기술을 세계 최고로 만들 수 있으면 좋겠습니다. 지금까지 국립중앙과학관 자동차기술 전시관에 대하여 상세히 설명드렸습니다. 경청해주셔서 감사합니다.

과학할배 - 자동차편

프로그램과학할배
자료분류전시관람 > 전시해설
자료형태동영상
파일유형MP4
생산일자 2020.12.23
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