안녕하세요. 로나루 입니다.
아침에 F1 그랑프리가 개최할 예정인 전남의 서킷을 설명 해드렸는데요
지금은 F1기계가 어떻게 생겼는지 설명을 하고자 합니다.
제 글로 인해 여러분들이 F1에 대해 조금이나마 알았으면 좋겠습니다.
땅 위를 달리는 하이테크 전투기
![F1 자동차 사진]()
모터스포츠는 과학에 대한 의존도가 큰 대표적 하이테크 스포츠다.
현대 기계기술의 정점인 자동차를 도구로 하기 때문이다. Fl 그랑프리에 참가하는 차는 '머
신'(Machine) 이라고 불린다. 승용차와 달리 오직 레이스를 위해 특별히 만든 희귀품이기 때문이다.
네 바퀴가 몸체 바깥으로 나와 있고 앞뒤에 날개가 붙은 독특한 모양과 한 사람밖에 앉을 수 없는 구조
등이 Fl 머신의 외형적 특징이다. 마치 커다란 장난감 같기도 한 이 자동차는 실제 서킷(자동차경주장)
에서 최고 355km/h 인근의 스피드를 낸다. 이는 항공기가 이륙하는 속도보다
빠른 것이다 대부분의 서킷이 직선 구간이 길지 않은 대신 구불구불한 코너로 이루어져 있다는 점을 감
안하면 더욱 놀라운 수치다. Fl 머신은 실제로는 최고속도 보다는 가속과 감속에 능하게 만들어 진다.
정지상태에서 출발해 시속 160km까지 가속한 뒤 다시 완전히 멈추는데 단 5∼6초가 걸린다. 양산차의
경우 고성능 스포츠카라 해도 시속 l00km까지 속도를 올리는 데만 8∼9초가 걸린다. 이 같은 성능을
위해서는 엄청나게 큰 엔진이 필요할 것 같지만 오히려 가장 작고 가벼운 엔진이 쓰인다는 점도 놀랍
다. 2006년부터는 국제 규정에 따라 Fl 머신의 배기량이 2.4리터 이내로 제한되어 있다.
레이스만을 위해 만든 희귀품
이는 국산 중형차와 같은 수준이다. 2.4리터급 국산 중형차의 최고출력은 166마력, 같은 크기의 엔진
을 쓰는 Fl머신은 780마력 가량의 힘을 낸다. 알기 쉽게 비유를 해보면 1리터 들이 우유팩 하나 크기의
실린더에서 말 300마리가 끄는 힘을 구현하는 셈이다.엔진보다 더 놀라운 기술은 차체에 숨어 있다.
F1 머신에는 항공기 수준을 뛰어 넘는 최첨단 공기역학 기술이 쓰인다.
가장 대표적인 기술이 다운포스(공기가 차체를 내리 누르는 힘)를 얻는 에어로다이나믹 설계다. 지금
은 친숙해진 Fl의 윙은 1960년대 후반에 몇몇 팀에 의해 처음 도입되었다. 레이싱카의 윙은 항공기의
날개와 같은 원리로 작동된다. 다만 방향이 반대다.
최고 출력 780마력, 최고속도는 355km까지...
항공그 윙이 공기의 힘을 이용해서 물체를 위로 끌어 올리는 역할을 한다면 Fl 윙은 내리 누르는 힘이
생기도록 날개의 방향을 반대로 설정하고 있 다. 이는 날개의 양쪽 면에 흐르는 공기의 속도가 다르고
이로 인해 압력차가 생긴다는 베르누이의 정리를 이용 한 것이다. 현대의 Fl 머신은 코너링을 할 때
3.5G(Gravity)에 달하는 횡압력을 견디도록 개발된다. 이같은창의적 설계를 통해 앞바퀴 부근에서 1
톤, 뒷 바퀴 부근에서 1.2톤 크기의 힘으로 공기가 차체를 가라 앉히도록 만들어 진다. 이 때문에 방향
을 바꾸는 코너에서도 안정적으로 빠른 스피드를 낼 수 일다. 인디애나플리스에서 열 리는 Fl 미국 그
랑프리의 경우 시속 303k띠로 통과하는 코너도 있다. 속도가 워낙 빠르다 보니 브레이크의 능력도 일
반차와 비교할 수 없을 만큼 발달했다.
대당 100억원이 넘는 호화 머신의 F1브레이크는 양산차와 달리 카본화이버(탄소섬유)소재를 쓴다.
지난 1982년부터 Fl에 쓰이기 시작한 카본 디스크는 승용차에 들어가는 철제 디스크보다 가볍고 더 높
은 온도에 견딘다. 머신에 따라 조금씩 차이는 있지만 평균적으로 카본 디스크 브레이크의 무게는
1.5kg에 불과하다. 이는 승용차는 물론 다른 레이싱카에 비해서도 경이적으로 가벼운 무게다. 예를들
어 북미지역을 중심으로 하는 챔프카에 쓰이는 철제 디스크는 3kg이 넘는다. 카본 디스크는 섭씨 750
도 이상의 고온까지 달구어 져도 제동능력에 아무런 지장을 받지 않는다. 하지만 매우 비싸다. 카본을
수백 겹 겹쳐 구워가며 브레이크 디스크로 쓰기 적합한 두께와 크기로 만들기가 힘들기 때문이다. 고급
부품을 쓴 결과는 놀랍다. 시속 100km 정도로 달리다 완전히 멈춰서는 데 필요한 제동거리는 단 18m.
이는 일반적인 패밀리 세단의 평균 제동거리(45m)의 절반도 되지 않는 거리다. Fl 머신은 이처럼 놀라
운 성능을 내지만 그 대가는 비싸다. 시판하는 물건이 아니어서 정해진 값은 없으나 개발비와 부품값
등을 근거로 가격을 추정해 보면 대당 100억 원 정도가 된다.
1. 변속기 : 후진기어도 있지만 거의 쓰지 않는다. 오토매틱은 금지되어 있으며 대부분 티타늄으로 만
든 6단이나 7단 반자동 변속기를 얹는다. 핸들 뒤에 달린 레버를 이용,200분의 1초만에 기어를 바꿀
수 있다.
2. 브레이크 : 카본파이버로 만든 디스크를 쓴다. 카본 브레이크는 섭씨500∼800도에서 최적의 작동
을 한다. 이 온도를 넘지 않도록 주의하는 것도 드라이버의 능력이다. 시속 340km 정도로 직선을 달리
다가 코너 100앞에서 브레이킹을 해도 충분히 감속을 할 수 있다. 고속철도 KTX는 같은 속도로 달리다
감속을 하려면 최소 3km 이상의 제동거리가 필요하다. 카본 브레이크는 섭씨 2,000도의 뜨거운 열에
서 6개월 정도 구워야 만들 수 있는 희귀품이다.
3. 연료탱크 : 운전석 등 뒤에 연료탱크가 불어있다. 경기 중 급유할 때는 단 1초에 12.50 의 연료를
넣을 수 있다. 연료로는 유황 함유치가 100분의 50정도인(유럽연합 기준)휘발유가 쓰인다.
4. 타이어 : 휠을 포함한 무게가 15kg에 불과한 Fl 타이어는 높이가 33cm,폭 38cm (뒷타이어)로 폭
이 키보다 넓다. 날씨가 차고 그리 빠르지 않은 경기장에서는 노면 접지력을 높이기 위해 부드러운 재
질의 타이어를 쓴다. 반대로 더운 날씨의 고속 경기장에서는 조금 딱딱한 재질을 선호한다. 너무 부드
러우면 타이어가 금방 닳아 버리기 때문이다. 드라이버의 운전 스타일도 타이어를 선택하는 요소가 된
다.
5. 새시 : 차체는 알루미늄으로 된 벌집(허니콤) 모양의 틀에 카본판을 샌드위치처럼 앞뒤로 붙인
3.Smm 두께의 특수 합판으로 되어있다. 이를 알 루미늄허니콤이라고 한다. 현재까지 개발된 방법 중
가장 가볍고 가장 단단한 구조다.
6. 엔진 : 8기통 2,400cc 이하의 엔진만 쓰도륵 규정되어 있다. 최고출력은 730∼780마력. 실린더
등은 주조 알루미늄으로 만든다. 두 경기 당 하나 의 엔진을 쓴다. 만약 엔진이 고장 나 새로 바꾸면 출
발 순위가 10계단 낮아진다.
7. 프론트 윙 : 앞 윙의 높이는 가운데 부분의 경 우 노면에서 SOC이상은 올라와야 한다. 이 규정을
빼면 각 팀마다 독특한 개성의 디자인을 내놓고 있 다. 윙 옆에 세로로 붙은판을 앤드 플레이트라고 한
다. 앤드 플레이트는 앞 타이어에 미치는 공기저 항을 조절하는 역할을 한다.
8. 리어윙 : 리어윙의 무게는 단 )11kg지만 차의 움직임을 결정하는 핵심 부품의 하나다. 머신의 뒷
부분은 엔진 등 무거운 부픔이 몰려있기 때문에 리 어윙을 통해 차체를 가라 앉히는 다운포스를 더욱 강
하게 할 필요가 있다.
9. 바지보드 : 앞타이어와 사이드포드 사이에 붙 어있는 작은 날개다. 앞타이어에 의해 생긴 난류를
정돈하고 찬 공기를 라디에이터로 보내는 역할을 한다. 만약 이 부품을 때어내면 다운포스의 10%를
잃게 된다. 93년 맥라렌이 처음 선보였다.
10. 사이드포드 : 라디에이터 등 냉각 장치가 들 어있다. 리어윙으로 갈수록 좁아지는 모앙으로 만 들
어져 자체가 공기저항을 줄이는 역할도 한다.
11. 인덕션포트 : 엔진으로 가는 공기를 공급하 는 장치. 머신 설계에 따라 이 포트를 없애고 사이 드
포트에서 공기를 흡입하는 경우도 있다. 방송용 카메라도 이 부근에 설치된다.
12. 배기관 : 사이드포드를 거쳐 뒷 날개부근에 서 윗쪽 방향으로 배기가스를 내뿜는다. 일반승용 차
는 뒷 범퍼 아래로 배기관이 나와있다. Fl머신의 배기구 방향은 리어윙의 에어로다이나믹에도 영 향을
준다.
13. 디퓨저 : 차바닥에 설치되는 공기조절 장치. 차밑으로 들어오는 공기흐름을 빠르게 후미로 보내
는 역할을 한다. 경주차 후미의 에어로다이나믹을 결정 하는 핵심 부품이다.
14. 서스펜션 : 새가슴 모양의 삼각형 구조물이 위 아래 이중으로 달려 있는 더블 위시본 구조다. 타
이 어와 차체를 연결 시키고 충격을 흡수하는 역할을 한다. 스프링과 댐퍼는 차체 안쪽에 눕혀져 있다.
이 를 민보드 타입이라 한다.
역시 과학의 힘은 대단하군요... 게다가 최고속도가 355km까지 나온다던데..
F1 보니 사이버 포뮬러 만화가 생각이 나네요
거기는 600km까지 최고속도가 나온다던데... 물론 현실이 아닌 가상이지만..
그렇게 되면 타이어가 터지는거 아시죠?
언젠가는 600km 가능한 타이어가 개발되는 시대가 오리라 그런 생각이 좀 들고..
모두 좋은 하루 되세요~!...
