건설 중장비 발전의 주요 이정표 VIDEO: Modern Heavy Construction Equipment history

 

현대 건설 중장비들은 꽤 길고 흥미로운 역사를 가지고 있다.

 

  오늘날의 현대 건설 현장에는 다양한 종류의 무거운 건설 차량과 다른 장비들이 넘쳐나고 있다. 어떤 것들은 아주 오래된 기원을 가지고 있지만, 어떤 것들은 100년이 조금 넘었을 뿐이다.

 

이러한 점을 염두에 두고, 전 세계의 현대 건설 장비의 진화에 있어 가장 주목할 만한 이정표를 소개한다.

 

  (철도 노선의 건설에 사용된 증기 굴착기. 이미지 제공: istockphoto.com)

 

 

증기력은 유체 에너지 전달의 한 형태이지만, 가압 공기나 유압 유체 대신 열 에너지가 기체 형태로 변할 때까지 물에 추가된다. 이 변환은 가스량이 증가함에 따라 압력을 발생시키는데, 이 압력은 액츄에이터에 포착되어 대형 기계에 동력을 공급한다. 이 기술은 19세기 초처럼 증기를 모았으나 기록에 따르면 1796년에 증기를 이용한 준설로 영국의 수로를 청소했다.

 

초기 건설 장비의 엔진

고대 이래, 대부분의 건설 장비는, 그렇게 불릴 수 있다면, 인간이나 동물에 의해 작동되었다. 그것이 단순한 레버든, 도르래든, 다른 복잡한 형태의 기계든, 순수한 근육의 힘을 사용하여 작업을 수행했다.

 

Source: Eric Kilby/Flickr 

 

 

그러나 현대의 중장비 뒤에 있는 많은 기본 원칙들은 시간이 지나면서 확립될 것이다. 특히 아르키메데스의 업적 덕택에 기계적인 이득의 원리.

 

그러나 진정한 "중대한" 건설 장비의 발전을 보러면 1600년대 후반까지 거슬러 올라가야 할 것이다. 증기 엔진과 같은 기술 혁신이 가능해지자, 특히 포터블 형태 중장비가 복잡성과 그 크기를 확장하게 된다.

 

 

기중기나 수레강과 같은 중형 건설 중장비는 예부터 사용되어 왔다.

건설 장비, 특히 중장비들은 고대부터 사용되어 왔다. 첫 번째 사례 중 하나는 위대한 로마 기술자 비트루비우스에 의해 활용되었다.

 

Source: Alex1011/Wikimedia Commons

 

그가 남긴 글의 예는 현대의 학과 비슷한 초기의 중장비들을 묘사하고 있다. 이것들은 보통 나무로 만들어졌고 종종 동력을 얻기 위해 발판을 사용했다.

 

비트루비우스는 그의 논문 De Architectura에서 이 기계들에 대한 꽤 상세한 설명과 그것들이 어떻게 사용되었는지를 설명하고 있다.

로마인들은 또한 오늘날과 같이 다리 건설에 자주 사용되는 다른 종류의 정교하고 강력한 중장비들을 개발했다.

 

증기력의 출현은 큰 건설의 도약

특히 포터블 형태의 증기 엔진의 발명은 건설 장비에 있어 혁명적인 것으로 입증됐다. 오래된 형태의 기계는 이제 동물을 더 강력한 증기 기관으로 대체함으로써 슈퍼 부스팅될 수 있다.
 

(에이블링 및 포터 트랙션 엔진, 출처: Rob Mitchell/Wikedia Commons)

 

 

트랙션 엔진 트랙터와 같은 새로운 건설 장비가 만들어지고 가동됐다. 스팀롤러와 같은 다른 장비들도 등장하기 시작했다.

증기 구동식 중장비로는 증기 구동식 준설기와 증기 굴착기가 있다.

 

트랙션 엔진은 1800년대 중반 토마스 에이블링의 연구 덕택에 처음 등장했다. "트랙션 엔진의 아버지"로 알려진 에이블링의 창작은 건설에 영원히 혁명을 가져올 것이다.

 

내연기관은 건설 장비 발전의 모태

건설 장비 개발의 다음 주요 이정표는 내연기관(ICE)의 발명이었다. 초기 엔진은 주로 등유나 에탄올을 연료원으로 사용했지만 일부 초기 모델도 디젤(현재의 주요 종류)을 사용했다.

 

(출처: Jarek Tuszyskiski/Wikimedia Commons)

 

 

주로 오래된 증기 엔진을 1차 동력원으로 대체하면서, ICE 중장비들이 전 세계적으로 사용되기 시작했다. 헨리 포드 & 손사의 포드슨과 같은 초기 개척자들은 1910년대 후반에 범용 트랙터와 같은 ICE 중장비들을 대량 생산하기 시작했다.

 

유압 시스템의 등장

현대 건설 장비로 가는 길의 또 다른 주요 발전은 유압 시스템의 등장이었다. 유압학의 원리는 1600년대 중반 블레이즈 파스칼에 의해 확립된 것으로 유명하다.

 

(1954 Hydraulikbagger, 출처: 이동식 유압 팁)

 

그런데 흥미롭게도 고대에도 수력학이 사용되었다는 증거가 있다. 어떤 경우든, 건설 장비에 유압 장치를 처음 적용한 것은 1800년대 후반이었다.

 

 

W. G. 암스트롱 경은 케이블과 같은 것들을 이용한 기계적 전송 시스템이 아닌 유압 시스템을 이용한 최초의 굴착기 중 하나를 만들었다. 이 기계는 증기로 작동되며 선착장 건설에 사용되었다.

 

그 다음으로 주목할 만한 전유압 굴착기는 1897년 킬고어 기계 회사에서 만든 직접 작동 굴착기이다. 그러나 현대 수압 건설 장비가 실제로 나타나기에 거의 한 세기가 더 걸렸다.

 

"Demag(현재의 Komatsu)는 현재 우리가 알고 있는 최초의 360°의 유압식 트랙 구동 굴삭기를 만들었다. 1954년형 Hydraulikbagger는 42-hp, 3-기통 디젤에 의해 구동되었으며, 0.5yd의 소재를 운반할 수 있다. 

 

특히 가볍고 중간 정도의 시공 프로젝트를 위해 작고 효율적이며 민첩하며 생산성이 뛰어났다." 

 

1900년대 초에 처음  등장한 트랙 건설장비 

백호, 굴착기, 불도저와 같은 많은 현대 건설 장비들은 바퀴보다는 연속적인 트랙을 사용하는 경향이 있다.

 

(1901 롬바르드 증기 로그 하울러, 출처: 절벽 1066/위키미디어)

 

바퀴를 완전한 띠나 트랙플레이트 트레드로 교체해 표면적이 넓어질수록 차량의 무게는 가라앉지 않고 부드러운 지면에 분산된다. 그것들은 폴란드의 수학자이자 발명가인 요제프 마리아 회네 브로스키에 의해 1830년대에 처음 구상되었다.

 

1800년대 전반에 걸쳐 이 기술에 대한 다양한 실험을 한 후, 트랙을 이용한 상업적으로 성공한 최초의 중장비들이 등장한 것은 1900년대 초가 되어서였다. 1901년 앨빈 올랜도 롬버드에 의해 특허를 받은 롬버드 증기 로그 하울러는 큰 성공을 거두었다.

 

그는 이후 현대 궤도 건설 차량의 증조부인 최초의 상업용 궤도 크롤러를 만들었다. 이 기술은 또한 첫 번째 탱크가 개발되던 1차 세계대전 동안 군사용도로 사용됐다.

 

버킷 휠 굴착기 1920년대에 첫 등장

오늘날 가장 크고 무거운 건설 차량 중 하나는 버켓 굴착기다. 오늘날 1920년대까지 그들의 뿌리를 추적할 수 있는 오버버든 컨베이어 브리지 F60처럼 거대해질 수 있다.

 

(건설 장비용 휠 출처: LutzBruno/Wikimedia Commons)

 

 

보통 지표면 굴착에 사용되는 이 기계들은 땅을 굴착하는 동시에 과도한 부담을 제거하는 연속적인 굴착기 역할을 효과적으로 한다. 그 이후로 전반적인 컨셉은 크게 변하지 않았지만, 2차 세계대전 말 이후로 그 규모는 엄청나게 성장했다.

 

최초의 초대형 BWE는 1950년대 독일에서 취역했으며, 오늘날과 마찬가지로 광탄 채굴을 위해 설계되었다.

 

불도저는 모든 건설현장의 일꾼

불도저는 전면에 볼트로 고정된 거대한 금속판(도저 블레이드)을 가진 효과적으로 크고 강력한 트랙터입니다. 일반적으로 대량의 토양, 모래, 잔해 또는 기타 건설 폐기물 주변을 분로하는 데 사용되며, 추적하거나 바퀴로 회전할 수 있습니다.

(초기 불도저, 출처: Anna Frodesiak/위키미디어 공용)

 

 

오늘날에는 어디에서나 볼 수 있는 건축 장비이지만 1920년대에 처음 등장했을 뿐이다. 처음에 불도저는 오래된 농장 트랙터를 개조했지만 1923년 농부 제임스 커밍스와 초안업자 J. 얼 맥레오드가 최초의 진정한 불도저를 위한 디자인을 만들었다.

 

덤프 트럭은 모든 건설현장의 기본

그리고 마지막으로, 현대 건설 장비의 진화에 있어서 또 다른 중요한 단계는 덤프트럭의 개발이었다. 팁퍼 트럭 또는 덤퍼 트럭으로도 알려져 있으며, 그것들은 19세기 후반에 처음 고안된 것으로 알려져 있다.

 

(건설 장비 덤프트럭의 역사 최신 덤프트럭, 출처: 요한 H. 애딕스/위키미디어 공용)

 

첫 번째 차량 중 하나는 1890년대 중반에 개발되어 특별히 설계된 티퍼 메커니즘을 특징으로 하는 쏜이로프트 증기 더스트 카트로 보인다.

 

 

최초의 덤프트럭은 1910년경에 Fuuehauf Trailer Corporation, Galion Buggy Co., Lauth-Juergens에 의해 개발되었다. 비슷한 시기에 우드호이스트와 같은 다른 업체들도 유압 버전을 도입했다.

 

황기철 콘페이퍼 에디터

Ki Chul Hwang Conpaper editor 

 

(Source:  https://interestingengineering.com/9-major-milestones-in-the-evolution-of-heavy-construction-equipment)

 

Bucyrus Rail Mounted Steam Shovel(증기 굴착기)

https://youtu.be/VdGNOhtbgCw

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