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2022년 F1 경주차, 드라이버 빼고 전부 바뀐다?

FIA가 새로운 F1 경주차를 공개했다. 변화의 핵심은 안전과 공기역학이다

2021.09.08

 

다가오는 2022년 F1 그랑프리에는 안팎으로 크게 변한 경주차가 투입될 예정이다. 초점은 ‘드라이버는 더욱 안전하게, 공기흐름은 더욱 부드럽게’에 맞췄다. 이를 위해 FIA는 7500회에 달하는 시뮬레이션 테스트를 진행했다. 2022년 규정에선 먼저 충돌 테스트를 강화했다. 기존보다 경주차 앞부분은 48%, 뒷부분은 15% 더 많은 충격 에너지를 흡수할 수 있어야 한다. 또한 충돌 시 연료탱크가 폭발할 위험을 줄이기 위해 파워트레인이 차체에서 쉽게 분리되도록 제작해야 한다. 지난 2020년 바레인 그랑프리 중 로맹 그로장의 사고에서 배운 교훈이다.

 

 

다음은 공기 역학이다. 기존 F1 경주차는 주행 중에 생기는 공기의 흐름인 후류로 인해 불규칙한 공기인 더티에어를 만들어내는 수준이 심각했다. 더티에어가 일으키는 예시 중 하나는 고속도로 주행 중 트럭이 옆을 스치면, 차가 트럭 쪽으로 빨려 들어가는 상황이다. F1 경기 중 앞 차가 일으키는 더티에어 때문에 뒤 따르는 경주차는 다운포스를 상당 부분 잃게 된다. 뒤차가 안정감을 잃을 뿐 아니라 추월을 힘들게 만드는 요인이다. 시뮬레이션에 따르면 현재 사용되고 있는 경주차는 앞차와의 간격이 경주차 약 4대 길이인 20m일 때 다운포스의 35%가 손실된다. 다운포스의 저하는 경주차의 안정감을 감소시켜 추월을 더욱 어렵게 만들었다. 새로운 모델은 유선형의 입체적인 디자인으로 공기 흐름을 정리해 10m 거리에서도 다운포스의 손실이 18%밖에 나지 않아 더욱 재밌는 경주가 될 전망이다. 이러한 개선점들로 인해 2022년 새롭게 달릴 경주차의 무게는 기존 대비 약 38kg 늘어난 790kg다.

 

 

타이어 F1에 관심이 있다면 최근 F1 경주차 테스트 영상을 봤을 테다. 그리고 휠과 타이어가 달라졌음을 눈치챘을 것이다. 맞다. 새로운 F1 경주차는 18인치 휠과 얇아진 타이어를 장착한다. 이유는 간단하다. 제동 시 타이어가 노면과 마찰을 일으키며 발생하는 열을 줄이기 위해서다. 게다가 타이어가 얇아지면 회전하면서 타이어 뒤로 흐르는 공기 흐름을 다듬어준다. 휠을 덮고 있는 커버 역시 이 공기 흐름을 더 부드럽게 다듬는 역할을 한다.

 

오버휠 윙렛 F1 경주차가 가진 오픈휠 구조는 공기 흐름을 제어하기가 어렵다. 기존 F1 경주차 휠에서 발생하는 난류가 주행 안정성을 해쳤고 이를 방지하기 위해 프런트 윙에서 인위적인 와류를 발생시켰다. 문제는 이 방법이 오히려 뒤따르는 차를 방해하는 더티 에어를 만들어낸다는 점이다. 그래서 새로운 F1 경주차에는 오버휠 윙렛이라는 구조를 도입했다. 이 구조는 기존처럼 휠에서 발생하는 난류를 제어하면서도 뒤차가 뒤집어쓸 공기는 더 부드럽게 만들어준다.

 

프런트 윙 사실 새로운 F1 경주차에선 프런트 윙이 사라질 뻔했다. 하지만 구조를 단순화하고 역할을 최소화하는 선에서 여전히 자리를 지키게 됐다. 더티 에어의 주범이기 때문이다. 그래서 뒤차에 방해가 되지 않는 선에서 일관된 다운포스만 생성하도록 했다. 또한 바퀴만 만나면 엉망이 되는 아웃 워시를 방지하고자 공기 흐름을 다듬는 역할도 맡는다.

 

 

바닥 금지된 기술 그라운드 이펙트가 새로운 F1 경주차에 다시 돌아왔다. 그라운드 이펙트는 비행기 날개 구조를 거꾸로 해 다운포스를 최대화하는 기술이다. 이 기술을 적용한 1978년 로터스팀은 더블 챔피언을 차지했다. 하지만 작은 실수에도 다운포스가 쉽게 사라지는 치명적 단점이 발견돼 금지된 기술로 40년이 흘렀다. 그사이 F1은 드라이버 안전을 어느 정도 보장할 수 있는 스포츠가 됐다. 그뿐만 아니라 체계적인 설계로 더 이상 쉽게 다운포스를 상실하는 일도 없다. 그라운드 이펙트는 그렇게 40년의 세월을 건너 부활했다.

 

 

리어윙 새로운 F1 경주차에 달린 유선형 리어윙을 보고 구형 F1 경주차의 리어윙을 보면 1차 세계대전에서 사용하던 재래식 무기를 보는 듯한 느낌을 받을 수 있다. 끝이 말려 올라간 새로운 형태의 리어윙은 디퓨저와 함께 차체 뒤로 흐르는 공기를 요리해 버섯 모양으로 끌어올린다. 덕분에 더티 에어가 크게 줄어든다. 기존 앞차와 간격이 1초 이내로 붙었을 때 사용할 수 있는 DRS 기능은 그대로 유지한다.

 

 

엔진 1.6ℓ V6 터보 엔진과 모터가 힘을 합치는 기존 파워트레인은 변함이 없다. 이 이상 다운사이징을 이루기도 힘들 터다. 연료가 바뀌면서 부품 구성이 약간 달라진 수준의 변화만 있을 뿐이다. 아, 센서를 보다 촘촘히 추가해 FIA가 감시할 수 있는 영역이 늘어난 것도 달라진 부분이다.

 

연료 F1도 지구온난화에서 자유로울 수 없다. 그래서 깨끗한 먹거리로 새로운 F1 경주차 체질 개선을 이뤄냈다. 여기서 말하는 깨끗한 먹거리는 E10 연료다. 즉, 에탄올을 비롯한 여러 연료를 혼합해 기존 5.75%이던 바이오 성분을 10%까지 끌어올렸다. 이제 새로운 F1 경주차가 배출하는 탄소 배출량은 거의 없는 수준이다. 심지어 바이오 연료는 지속가능한 방식으로 제작한다.
 

 

 

 

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CREDIT

EDITOR : 홍석준 인턴기자PHOTO : F1, 애스턴마틴

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