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자전거, 철도, 디젤선

by infobox2986 2025. 3. 8.
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자전거, 철도, 디젤선

자전거

자전거와 오토바이 등 바퀴가 둘인 탈것들은 스포츠장비로, 운송수단으로, 심지어 장난감으로 많이 이용됩니다. 요즘에는 두 바퀴의 운송수단들을 많이 볼 수 있고, 그만큼 많이 발전시켜 성능도 좋습니다. 예를 들어 고성능의 모터사이클, 곧 오토바이는 시간당 최고 300킬로미터의 속도를 자랑합니다. 공기저항과 마찰이 작아 4륜 차량보다 훨씬 효율적입니다. 자전거나 오토바이가 운전이 더 쉬워 보이지만, 2륜 탈것에 미치는 물리학적 힘을 살펴보면 쉬운 일이 아님을 알 수 있습니다. 운동방향을 결정하는 운전자에 대해 수직으로 구심력이 작용합니다. 이 때문에 우회전 중 운전자는 왼쪽으로 힘을 받고, 이 힘의 균형을 맞추기 위해 회전하려는 곡선 쪽으로 몸이 쏠립니다. 자전거와 오토바이의 경우 추진 방법이 서로 다릅니다. 자전거 운전자는 페달에 압력을 가하고, 체인의 앞사슬바퀴를 돌립으로써 체인이 움직이며, 원운동을 뒷사슬바퀴와 뒤축에 전달합니다. 오토바이의 경우 2 혹은 4 스트로크 연소엔진이 앞바퀴의 원운동을 구동하며, 체인 또는 휠 드라이브가 변속기, 즉 트랜스미션이나 기어박스를 통해 뒷바퀴와 뒤축에 전달합니다. 기어박스는 큰 기어와 작은 기어의 조합을 달리하여 맞물리면서 엔진의 분당 회전수를 제어합니다. 기어는 클러치에 의해 조절되며, 클러치는 보통 두 개의 마찰 디스크로 구성됩니다. 클러치가 풀리면 디스크가 서로 떨어지고, 기어가 이동하게 됩니다. 2륜 탈것들에 이루어진 혁신을 살펴보면 신소재 프레임, 고강도의 바디소재, 더 훌륭해진 브레이크, 개선된 버팀대, 컴퓨터 장착 등이 있습니다. 이러한 혁신들은 외관상의 스타일은 물론이고 운전자의 안전과 편안함도 향상합니다.

 

철도

철도는 그 트랙의 길이가 총 100만 킬로미터가 넘습니다. 철도는 철로가 없는 곳에는 가지 못한다는 단점이 있기는 하지만 도로에 다니는 차량보다 경제적, 탑재량 면에서 월등하게 압도합니다. 철로 운송에서 트램이라는 다른 형태의 운송모형이 있는데 이와 같이 철로와 트랙을 만드는 많은 방법이 있지만, 기본적으로는 다음과 같은 방식을 공통적으로 따릅니다. 먼저 자갈이나 콘크리트로 고속의 기차가 다닐 곳의 바닥을 다집니다. 그다음 목재나 콘크리트로 제작한 기둥을 일정한 간격으로 바닥에 세웁니다. 마지막으로 기둥과 강철철로를 조여줍니다. 기차는 바퀴의 플랜지를 사용해 철로에서 이탈하지 못하게 고정됩니다. 왼쪽 바퀴와 오른쪽 바퀴에 형성된 이 중 절단체로 바퀴와 트랙의 연결을 튼튼하게 합니다. 국제열차 운행은 트랙 푸고의 대대적 표준화에 힘입어 한결 수월해졌습니다. 표준이 다를 경우, 예컨대 폴란드 국경과 벨라루스 인근지역에서는 승객과 화물이 기차를 바쿼타야 합니다. 또는 기차 전체를 다른 새시로 옮겨야 합니다. 기차는 자동추진방식에 의해 트랙을 따라 밀리거나 끌립니다. 기차는 자동추진방식에 의해 트랙을 따라 밀리거나 끌립니다. 자동추진방식은 여러 방식으로 구동되는데, 디젤엔진, 증기엔진, 전력에 의해 구동될 수 있습니다. 디젤 방식은 3가지, 즉 디젤만 사용하는 경우, 디젤-전기, 디젤-유압을 혼용하는 경우로 나뉩니다. 전기로 구동될 경우 버스 바나 오버헤드 접촉선으로 전기를 공급받습니다. 전기차는 교류나 직류로 구동됩니다. 지하에 난 철로와 트램의 경우 직류를 주로 씁니다. 대규모의 전기철도는 대부분 교류를 쓰며, 이때 고용량의 변압기가 필요합니다. 고용량 변압기는 산업용 직류를 더 작은 주파수의 교류로 전환해 줍니다.

 

디젤선

디젤선으로 대표되는 해운업은 날이 갈수록 번창하고 있는데, 이에 따라 수익과 안전을 더욱 높이려는 필요도 더해집니다. 나라 간에 대륙간에 수출 수입이 늘어감에 따라 많은 양의 물품을 이동시킬 수 있는 디젤선을 사용하는 것은 가장 경제적인 방법이라고 할 수 있습니다. 기원전 1천 년 전에도 성행하던 해운은 오늘날에도 성행하고 있으며 수년 동안 꾸준히 성장세를 기록했습니다. 해운업체들이 갈수록 더 빠르고 더 안전한 화물선과 여객선을 요구함에 다라 유럽과 북아메리카, 아시아 지역의 선박업체들은 이에 발 빠르게 부응하고 있습니다. 현대의 조선업자들이 직면하는 근본적인 문제들은 2천 년 전의 조선업자들이 직면한 문제와 다르지 않습니다. 물 안에 잠기는 부분인 선체의 모양이 배의 속도와 안정성을 좌우합니다. 컨테이너 선은 건조화물, 제조 생산품을 담은 트럭 크기의 컨테이너들을 수송합니다. 컨테이너선은 비교적 넓고 평평해, 매우 크고 안정적인 반면 느립니다. 실린더 디젤모터 12 내지 14개가 각각 1만 마력으로 이들을 구동하며, 시간당 약 45.4킬로미터까지 속력을 낼 수 있습니다. 이러한 원리로 구축된 배 중 벌크개리어는 석탄과 밀 같은 비포장 화물을 수송하고, 탱커는 정유나 염소 같은 액체를 대량수송합니다. 고속모터보트는 적재용량보다 속도 극대화에 주안을 두고 설계되므로 화물선과는 다르게 제작됩니다. 고속 모터보트의 선체는 물살을 가를 때 물의 저항을 최소화하도록 설계됩니다. 고속으로 달리는 모터보터는 사실 물 위에 떠서 달립니다. 모터보트는 선내에 내측 모터를 두기도 하고, 외부에 장착하기도 하고, 두 방법을 혼용하기도 합니다. 모든 배의 한가운데에는 예외 없이 엔진이 있습니다. 가스터빈, 전기모터, 디젤모터 모두 배를 구동하는데 활용됩니다. 엔진의 힘은 드라이브샤프트를 타고 곧바로 프로펠러로 전달됩니다. 가스터빈엔진은 항공기 캐리어, 핵잠수함에 사용되는데, 중량대비 동력비가 높아 급속 가속할 수 있습니다. 연료 재충전 주기 내에 제트 추진과 장거리 운항을 할 수 있습니다.

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