세부 내용이 풍부하지만 안전밸브, 압력계, 급수 펌프 조절, 보일러 수위계, 윤활, 밸브 작동장치, 실린더 하부 배수, 증기를 최대한 건조하게 만드는 방법 등이 빠져 있음
각각만으로도 현재 글보다 훨씬 길게 확장할 수 있음. “물과 열로 증기를 만들고, 증기가 피스톤을 밀며, 왕복운동을 회전운동으로 바꾼다”는 설명은 단순해 보이지만 실제 장치는 전혀 단순하지 않음

제1원리부터 쌓아 올리고 촉각적·직관적 예시를 활용하는 설명을 가장 좋아함. 학습자의 지적 능력을 과소평가하지 않으면서 이를 잘 해내기는 전문가끼리 설명하는 것보다 훨씬 어려워 드문 장르임
George Polya(0), Richard Feynman(1), Grace Hopper(2)가 이런 전통의 모범임. 나도 블로그와 소스 코드로 시도하지만 대화형 시각 자료는 터무니없이 만들기 어려워, 이 글에 얼마나 많은 애정과 노력이 들어갔는지 짐작됨

오래된 기술을 볼 때 “어떻게 작동하지?”보다 “도대체 어떻게 만들었지?”가 먼저 궁금해짐. 진공을 만들고 확인한 방법, 합금을 정확한 모양으로 주조한 방법, 정밀 거울 제작법, 성공 전까지의 실패 횟수, 부품의 윤활과 밀봉 방법이 궁금함
며칠씩 공부하면 발명의 80%는 설명할 수 있겠지만, 직접 만들려 하면 계속 기술적 난관에 부딪혀 그 기계의 1%도 재현하지 못하고 각각 수년이 걸릴 듯함

그래서 Manchester 산업혁명에서 공구 제작이 필수적이면서도 자주 잊히는 부분이라고 늘 강조함

YouTube의 How to Make Everything도 재미있게 볼 만함

세 살 아이를 키우면서 예상보다 훨씬 많은 증기기관차 공학을 알게 된 것이 뜻밖의 즐거움임. 적절한 형상과 관절을 연결해 정확한 순간에 원하는 동작을 만들고 완벽한 순환과 조속기를 구현한 창의성이 놀라움
각 부품이 어떤 문제를 해결하는지 점진적으로 보여주는 설명이라 특히 훌륭하며, 기관차만 다루는 글도 보고 싶음

아버지가 준 요동 실린더 증기기관은 소중한 장난감이었음. 아마 1940년대 후반 할아버지와 아버지가 함께 만든 증기선에 들어갔던 것으로, 이런 것과 비슷하며 지금도 비교적 저렴하게 구할 수 있음
압축공기나 에스프레소 머신의 스팀 봉으로도 잘 작동함. 어린 시절에는 아버지가 강철 에어로졸 캔과 구리관, 황동판 알코올 버너로 보일러까지 만들어 줬지만, 이는 다섯 살 아이에게 적합하지 않고 당시에도 열두 살쯤 돼서야 불을 붙이게 해줬음

다음 글 후보에 기관차도 있지만, 다룰 내용이 워낙 많아 증기공학의 최종 과제에 가까움. 이 기계들을 만들 수 있게 한 공작기계와 측정 체계의 얽힌 발전, 즉 정밀도의 기원도 고려 중임
움직이며 실제 일을 하는 기계 시스템은 아이와 어른 모두에게 큰 만족감을 줌

고성능 현대식 증기기관은 내연기관보다 반드시 단순한 것이 아니라 작동 방식이 다를 뿐임. 단관 보일러는 약 1200°F의 과열증기를 만들며, 최대 출력으로 언덕을 오르는 트럭 디젤 엔진의 배기가스와 비슷한 온도임
증기기관 실린더에는 연소가 없어 냉각수 재킷을 두면 역효과가 나므로 내연기관보다 훨씬 극단적인 열 환경에서 작동함. 열팽창을 고려해 보어를 약간 테이퍼로 가공하며, 복동식 엔진은 피스톤이 양 끝에서 끼지 않도록 실린더 보어를 미세한 모래시계 모양으로 만들기도 함. 더 파고들려면 Doble 증기자동차 기술이나 Besler 항공기 엔진을 찾아볼 만함

무언가를 한계까지 밀어붙인다는 “balls out”은 원심식 엔진 조속기의 추가 최고 속도에서 바깥쪽으로 완전히 벌어지는 모습에서 유래했다고 함 https://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_governor
직장 회의에서 이 표현을 썼다가 외설적이라는 항의를 받았지만, 유래를 설명하자 모두 고환과 관련된 말인 줄 알았다며 놀랐음

재미있고 그럴듯하지만 사실일 가능성은 매우 낮음. 최초로 확인되는 용례는 1945년 제509전투비행대 Milton Thompson 대위의 P-47 Thunderbolt 기수에 그려진 문구이며, 그림도 예상대로 “balls out”이라는 글자와 돌진하는 황소였음

Jay Leno가 증기 기계 컬렉션을 소개한 YouTube 영상에서 처음 들은 듯함. 조속기는 현대 제어이론의 출발에도 기여했는데, James Clerk Maxwell이 1868년 논문 “On Governors”에서 진동이 커지거나 사라지는 조건을 연구했음(논문)

나는 실제로 고환을 뜻하며 써왔지만, 앞으로 활용할 좋은 변명거리가 생겼음

“balls to the wall”도 비슷하며, 아날로그 항공기 조종장치에서 유래한 것으로 알고 있음

초기 증기 압력계의 작은 공을 가리키는 high-balling이라는 증기 기술자 용어도 있었고, 여기서 고속 이동을 뜻하게 됐음

고대 그리스에는 장난감으로 사용한 Hero’s engine이라는 증기기관이 있었음. 피스톤과 밸브 등을 만들 야금술과 기계가공 기술이 부족해 그 이상으로 활용할 수 없었음
기술 발전은 언제나 반복적으로 축적되지 갑자기 혁명적으로 생겨나지 않음. 프로그래밍 언어든 프레임워크든 방법론이든 거인의 어깨 위에 서지 않는 새로움은 적용할 기반 자체가 없음

그것은 터빈이므로 피스톤이 필요하지 않음. 부족했던 것은 터빈 날개 지식, 압력용기를 만들 야금술, 고온과 고회전 속도를 견딜 공차로 부품을 가공할 도구였음

Crossness도 훌륭하며 가끔 실제 증기를 넣어 가동하는 날이 있음. Manchester의 Museum of Science and Industry에도 직접 가동하는 크고 작은 엔진 컬렉션이 잘 갖춰져 있음

YouTube의 Quinn(Blondihacks)은 모형 엔지니어이자 기계가공 전문가로, 보일러와 증기기관 제작 과정을 외부인도 보기 쉽게 보여줌
입문 영상 The Model Engineering Learning Curve(

강력히 추천함. 수년간 모형 기관차를 제작해 영상이 100개 넘게 쌓였고(재생목록), 기계가공 모형 엔진의 “Hello World” 격인 wobbler도 소개함(영상)

Blondihacks는 훌륭하지만 보다 보면 곧 선반과 밀링머신을 사게 될 수 있음. 수동 기계가공은 코딩과 완전히 다르면서도 비슷한 몰입 상태를 만들어 주는 멋진 취미임

최초의 증기기관은 실린더를 증기로 채운 뒤 응축시켜 피스톤을 끌어내리는 진공기관이었음. Watt의 개선안과 특허는 실린더 전체를 매번 다시 가열하지 않아도 되는 분리형 응축기였고, 석탄 사용량을 절반으로 줄였음
Watt는 제조권 대신 운용 허가를 팔아, 특허 덕분에 절약한 석탄값의 절반을 받았음. 그 결과 무단 엔진이 많았고, 응축기가 실린더에서 분리된 것이 아니라 어떤 식으로든 통합됐다고 주장하는 방식으로 특허를 우회하곤 했음

Richard L. Hills의 Power from Steam: A History of the Stationary Steam Engine(1989)은 사업적 측면까지 깊이 다루는 훌륭한 개론서임. 제대로 된 도로조차 없던 시절 거대한 엔진을 제작하며 겪은 문제를 보여주는 Watt의 편지도 많이 실려 있음

글 내용을 부정확하게 요약한 셈임. 본문에 따르면 진공기관이 아니라 물로 실린더를 냉각한 것이고, 석탄 절감량도 절반이 아니라 3분의 1이었음