실생활에 접목된 항공 우주 기술_3

ABS & HUD

 

 

Anti-Lock Brake System.

 

조종사들은 비행 중 가장 긴장된 순간으로 착륙을 꼽습니다. 

활주로 상태나 풍향에 따라 수많은 변수가 생기기 때문입니다.

(혹자는 착륙의 실력이 그 조종사의 실력이라고 말하기도 합니다.) 

 

1920년 프랑스의 가브리엘 브와쟁은 착륙한 항공기가 계속 나아가는데도 

바퀴가 멈춰 발생하는 조종불능 현상을 막기 위해 ABS를 설계했습니다. 

자동차에도 이와 같은 장치가 필요하다 판단한 메르세데스-벤츠는 1978년 보쉬가 공동개발한 ABS를 S Class에 최초로 도입했습니다. 

이후 ABS기술은 비약적으로 발전에 발전을 거듭하였고, 

오늘날 대부분의 자동차만이 아니라 자전거 등 바퀴가 달린 거의 모든 탈것에 적용되었습니다. 

(지금의 항공기에서는 이륙중, 이륙을 중단할때, 착륙시 제한된 거리에서 멈추기 위해 미끄러지지 않고 

효과적으로 속도를 줄이는데 중점되어있습니다.)

 

ABS의 풀네임은 잠김 방지 브레이크 시스템입니다. 

Anti-Lock Brake System.

 

 

 

 

왜 잠김 방지 일까요? 

브레이크라는 것은 바퀴를 잠궈주어야 하는것이 아닐까요?라는 생각을 할 수도 있습니다.

 

운전자는 위험한 사태에 직면하게 되면 먼저 브레이크페달을 밟지만 그 제동력이 너무 크면 타이어의 잠김현상이 발생합니다. 

타이어의 회전이 멈추면 스티어링 휠은 전혀 움직이지 않게 되어 운전자는 자동차의 진행방향을 컨트롤할 수 없게 되고맙니다 .

예를 들어 펌핑 브레이크라는 기술을 알고 있지만, 패닉상태에 빠지게 되면 이것을 완전히 사용할 수 없게된다는 말입니다. 

 

이러한 때에 타이어의 Lock 를 방지하여 운전자가 스티어링휠의 조작으로 위험을 회피할 수 있도록 개발된것이 

Anti-Lock Brake System.  즉, ABS입니다. 

 

펌핑 브레이크 작동을 전자제어장치나 기계적인 장치를 이용하여 1초에 10회 이상 반복되면서

제동이 이루어지도록 한게 그 원리입니다. 

 

ABS는 작동을 시작하여 완료될때까지의 타이어와 노면의 상태에서 얻을 수 있는 최단의 제동거리에서 정지 할 수 있도록 해줍니다.

이것은 브레이크가 작동된 타이어에서는 슬립률이 10~15%에서 노면과의 마찰력이 최대가 되고, 

그 이상의 슬립률에서는 마찰력이 줄어든다는 점을 이용한것입니다. 

 

쉽게 말해서, 브레이크가 작동될 때 타이어가 회전하고 있는지를 체크하고 

타이어가 Lock되면 곧 브레이크의 작동을 느슨하게 하여 타이어의 회전을 회복하여 항상 슬립률이 10~15%의 최대 마찰력을 

얻을 수 있도록 하는 장치라 할 수 있겠습니다.

 

특히, 젖은 노면이나 동결된 노면에서 유효한 시스템이며, 평상시에는 작동되지 않습니다. 

 

 

 

Head Up Display

 

최초의 HUD는 1980년 프랑스의 전투기 미라지 2000에 장착되었습니다. 

그 이후 그 기술이 땅으로 내려와 GM의 자동차를 시작으로 퍼져나가기 시작했고,

우리나라에는 K9에서 최초로 선보였습니다. 

 

그 시작은, 항공기의 조종석에 있는 속도계, 고도계, 자세지시계 등 빼곡한 아날로그 계기판들을 조종사가 그냥 보기에도 벅찰정도로 복잡했는데

고개를 들었다 내렸다 하면서 계기를 챙겨보며, 이착륙을 하거나 전투를 벌이기는 대단히 어려운 일이었습니다. 

 

그래서 조종사가 계기판을 보기 위해 고개를 숙이지 않아도 되게끔 해주는 디스플레이라는 의미로 

Head Up Display라 명명되었다고 합니다. 

 

 

 

HUD의 원리는 조종석 앞에 작은 유리판을 비스듬하게 놓고 그 밑에서 홀로그램을 쏘아주는 디스플레이입니다. 

창가에 얼굴을 들이밀면 밖에 풍경과 겹쳐서 보이게 되는 원리를 이용했습니다. 

그냥 유리에 홀로그램을 쏘아주는 방식도 있습니다. 

 

하지만 요즘에는 그것보다 더 발전한것이 HMD라하여 시야가 움직이면 화면도 같이 움직인다고 합니다. 

(Head Mounted Display)

 

 

 

이처럼 수 많은 항공기술이 자동차 에 적용된것을 알 수 있습니다. 

아직도 더 많은 기술들이 하늘에서 땅으로 내려오겠고, 우리는 그 혜택을 받고 있습니다. 

지금까지 우리나라는 Fast Follow의 역할로서 새로운 제품이나 기술을 빠르게 따라가는데 중점을 둔 산업정책을 폈으며,

아주 잘 해내었다고 생각합니다. 그만큼 우리나라가 중 선진국이 되었다고도 생각을 합니다. 

 

하지만, 이제는 우리나라도 산업의 변화를 주도 하고, 새로운 분야를 개척하고 이처럼 실생활에 도움이 되는 

기술들을 개발하여 창의적인 선도자 First Mover의 지위에 올라야 할것입니다.

 

지금 바이오, 제약, 헬스케어 등등에서 열심히, 미래를 내다보고 투자중인 회사들과 투자중인 개인들에게 

우리의 미래가 달려 있다고 생각합니다.  

 

한국의 부흥을 기원합니다.