전차는 왜 바퀴가 아니라 무한궤도로 만들까?

[3421 장윤석]

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시청시각 : 9시 10분 ~ 9시 15분

내용(12줄 이상) : 전차를 보면 여러 개의 바퀴가 달려있고  바퀴들은 강판에 둘러싸여 에스컬레이털처럼 구동합니다. 이와 같은 추진방식을 무한궤도라고 하는데 전차뿐만 아니라 불도저나 굴삭기 트랙터 등에서도 많이 사용합니다. 무한궤도 차량의 구성은 복잡합니다. 그런데도 무한궤도 차량이 존재하는 이유는 몇 가지 장점이 있기 때문입니다. 먼저 접지압을 크게 낮출 수 있습니다. 무한궤도 차량을 보면 주로 오프로드(비포장도로)에서 주행하는 경우가 많습니다. 이때 차량이 움직이려면 작용 반작용 법칙에 따라 차량의 구동력만큼 지면이 반력을 주어야 합니다. 그런데 지면이 발휘할 수 있는 반력에는 한계가 있습니다. 아스팔트에서는 마찰계수가 비교적 높아 무거운 차량의 구동력에 대항하는 반력을 줄 수 있으나 자갈길이나 흙길, 눈길 등 비교적 마찰계수가 낮은 노면은 높은 구동력을 감당할 수 없고 이에 대한 반력을 낼 수 없어 엔진 출력을 온전히 활용할 수 없어서 문제입니다. 그리고 차륜 차량은 접지면적이 작아 적지압이 높을 수 밖에 없는데 펄 등의 환경에서는 지면이 꺼지면서  기동이 불가할 수도 있습니다. 또한, 노면 자체가 가지는 전단파괴의 한계가 있습니다. 접지압이 높다는 것은 구동력을 발휘할 때 노면의 국소 부위에 힘이 집중됨을 의미합니다. 이 경우 노면을 구성하는 물질이 서로 떨어져 나가면서 구동력이 온전히 전달되지 않습니다. 차량을 모래밭에서 주행할 때 헛바퀴를 돌며 주변의 흙만 날리는 이유와 같습니다. 그런데 무한궤도는 접지면적을 넓혀 무게를 분산시켜 접지압을 낮출 수 있어서 노면의 국소부위에 힘이 집중되지 않습니다. 다음으로 험한 길에서 주파하는 능력을 크게 향상할 수 있습니다. 무한궤도 차량은 기동륜 높이 정도까지 통과할 수 있으므로 장애물 통과가 수월합니다. 또한, 도랑처럼 큰 웅덩이가 있을 때도 궤도가 항상 받쳐주고 있어서 차륜 차량에 비해 쉽게 통과할 수 있습니다. 그리고 공간 활용성 측면에서 차륜 차량보다 유리합니다. 

느낀점(12줄 이상) : 엣날에 전차를 보면서 왜 바퀴가 아닌 무한궤도 형식을 사용해서 만들었을까에 대한 궁금증이 있었는데 이영상을 보고 난뒤에 왜 전차가 바퀴가 아닌 무한궤도로 만들었는지 알게되어서 너무 좋았습니다. 무한궤도 구조가 단순해서 만들기도 쉬울것 같다고 생각했는데 생각보다 복잡하고 생각해줘야 할 부분이 많아서 놀라웠습니다. 왜냐하면 그냥 잔순히 안에 바퀴들만 맞춰서 만들고 체인을 두르면 끝날 것 같다고 생각했었기 때문입니다. 이 영상을 보고 난뒤 어떻게 저걸 만들 생각을 했는지 정말 대단하다는 생각이 들었습니다. 그리고 흙길이나 모래길, 눈길 등을 다닐때 왜 차들이 앞으로 가지 못하고 빠진 이유를 알게 되어 유익했습니다. 그 이유는 마찰 계수가 낮기 때문이라는 것이었습니다. 그래서 천천히 달리면 앞으로 나아갈 수 있다는 사실 또한 알게 되어 좋았습니다. 그리고 이 영상을 보고 많은 지식을 알게 되어 정말 좋았습니다. 그리고 일반 차륜 차량은 바퀴의 절반 높이까지밖에 올라가지 못하는데 전차는 기동륜 높이까지 올라갈 수 있다는 사실이 매우 충격적이었습니다. 일반 차륜 차량과 비교해보니 더 놀라운 수치였습니다. 그리고 무한궤도 차량은 도랑처럼 큰 웅덩이에 빠져도 쉽게 나올 수 있고 그냥 지나갈 수도 있다는 것 또한 놀라웠습니다. 이 영상을 시청하고 난 뒤 무한궤도 차량은 그냥 일반 차륜 차량과 다른 점이 딱히 없었다고 생각했는데 이제는 무한궤도 차량의 위대함을 알고서 다녀야 겠다는 생각이 들었습니다. 그리고 차량에서 접지면적이라는 것 또한 둥요하다는 사실을 알게되어 정말 유익했던 것 같습니다. 이로 인해 차량에 대한 지식이 더 많아진 것 같아 기분이 매우 좋았습니다.