기계 연구의 뿌리 깊은 역사에 대해서 알아보자

기계 연구의 역사

인간이 현대인이 된다는 징표는 도구를 만드는 것이다.석기시대의 다양한 돌도끼, 해머, 나무, 가죽의 단순하고 거친 도구는 나중에 나타난 기계적 선구자기도 해.간단한 도구를 만드는 것부터 여러 개의 부품, 부품으로 구성된 현대 기계를 만드는 것까지 오랜 과정을 거쳤다. 수천 년 전, 인류는 곡물의 탈각과 분쇄를 위한 절구와 맷돌, 물을 끌어올리는 귤과 도르래, 바퀴 달린 수레, 강물을 항해하는 배와 노, 키 등을 창제했다.그 원동력은 사람의 체력에서 축력과 수력, 풍력을 이용하는 것으로 발전했다.사용된 재료는 천연의 석, 목, 흙, 가죽에서 인조 재료로 발전하였다.최초의 인조 재료인 도자기, 옹기를 만드는 도자기로서 동력, 전동, 작업의 세 부분을 갖춘 완전한 기계다. 석기시대부터 청동기시대, 나아가 철기시대까지 난로불을 불어대는 송풍기의 발달이 중요한 역할을 했어.충분한 강력한 송풍기가 있어야만 야금로를 충분히 높은 난로 온도로 얻을 수 있고,광석에서 금속을 제련할 수 있다.중국에서는 기원전 1000~900년 사이에 제련용 송풍기가 생겼고 점차 인력 송풍에서 축력과 수력 송풍으로 발전했다. 1516세기 이전에는 기계공학의 발전이 더뎠다.그러나 천년계의 실천에서는 기계발전에 대한 상당한 경험과 기술지식을 쌓아서 나중에 기계공학이 발전할 수 있는 중요한 잠재력이 되었다.17세기 이후 영국프랑스서유럽 여러 나라에 자본주의가 등장하면서 상품 생산은 사회의 중심 문제가 되기 시작했다. 18세기 후반에 증기기관의 응용은 채광업에서 방직, 밀가루, 야금 등의 업종으로 확대되었다.제조기계의 주요 재료는 점차 목재에서 더욱 강인하게 변용되고 있으나, 손으로 가공한 금속으로는 사용하기가 어렵다.기계 제조 공업이 형성되기 시작하여 몇 십 년 동안 중요한 산업이 되었다. 기계공학은 끊임없이 확대되는 실천을 통해, 분산적인, 주로 장인들의 개인적 재능과 손재주에 의존하는 하나의 기예에서 이론적으로 지도되고 체계적이며 독립적인 공정기술로 발전한다.기계공학은 18~19세기 산업혁명과 자본주의 기계대생산의 주요 기술요소였다.동력은 생산을 발전시키는 중요한 요소이다.17세기 후반 각종 기계가 개선되고 발전하면서 석탄과 금속광석 수요가 매년 증가하면서 인력과 축력으로 생산을 새로운 단계로 끌어올릴 수 없다는 느낌이 들었다.영국에서는 직물, 제분 등의 산업에서 갈수록 많은 공장들을 강변에 설치하고, 수조선을 이용하여 작업기계를 구동한다.그러나 당시 탄광석광동광 등 갱내 지하수는 여전히 많은 축력으로 끌어올려 배출해야 했다.이런 생산 수요에 힘입어 18세기 초 니오코멘의 대기식 증기기관이 등장해 갱내 배수펌프를 구동했다.하지만 이 증기기관은 연료소비율이 높아 기본적으로 탄광에만 사용된다. 1765년 와트는 응축기가 분리된 증기기관을 발명해 연료소비율을 낮췄다.1781년 와트는 다시 회전력을 제공하는 증기기관을 창제하여 증기기관의 응용범위를 확대하였다.증기기관의 발명과 발전은 광업과 공업 생산, 철도와 항운 모두를 기계적으로 동력화시켰다.19세기 거의 유일한 동력원이었던 증기기관과 보일러, 응축기, 냉각수 시스템 등은 부피가 크고 무거워 불편했다. 19세기 말, 전력 공급 시스템과 전동기는 발전하고 보급되기 시작했다.20세기 초 전기모터는 이미 공업생산에서 증기기관을 대체해 각종 공작기계를 구동하는 기본 동력이 되었다.생산의 기계화는 이미 전기화를 떠날 수 없고, 전기화는 기계화를 통해서만 생산의 효과를 발휘할 수 있다. 19세기만 해도 유럽 대학원에서 토목공사와 통합해 민간공학이라 불렸던 기계공학은 19세기 후반에야 독립학문이 됐다.20세기 들어 기계공학 기술이 발전하고 지식의 총량이 증가하면서 기계공학이 분해되기 시작했고, 전문화된 분과가 속속 생겨났다.이 같은 분해 추세는 제2차 세계대전 종전 전후에 최고조에 달했다.발전소 초기에는 증기기관을 원동력으로 활용하였다.20세기 초반에는 고효율, 고전속, 대출력 터빈이 등장하고 각종 수자원 적응용 터빈이 등장하면서 전력공급 시스템이 활성화됐다. 19세기 후반에 발명된 내연기관은 매년 개선되면서 가볍고, 효율적이고, 조종이 용이하며, 상시 작동하는 동기가 되었다.전기가 공급되지 않는 육상 공작기계를 구동하고, 이후 자동차이동기계선박에 사용하다가 20세기 중반 철도기관차에 투입됐다.증기기관은 증기터빈과 내연기관에서 밀려나 더 이상 중요한 동력기계가 아니었다.내연기관과 앞으로 발명될 가스터빈, 제트엔진의 발전은 항공기, 우주선 등 성공적인 발전의 기초 기술 요소 중 하나이다.