김현욱 아나운서의 Formula1 이야기 - 2 Formula One

현욱이의 포뮬러원(Formula 1) 두 번째 시간입니다. 대부분의 사람들이 낯설어하는 포뮬러 차량에 관한 이야기를 할까 하는데 어렵다 싶으면 그냥 그림만 보세요~ ^^

F1 차량을 흔히 포뮬러(Formula) 차량이라고 하며 일반적으로 자동차 회사에서 생산되는 양산차량과 구분하여 경주만을 위하여 만들어진 차량을 의미하며, F1차량, Champ Car(CART용 차량), Indycar(IRL용 차량), F3000, F3, F4 등의 차에 출입문이 없고 바퀴가 외부로 돌출된 형태를 갖추고 있는 차량을 가리킵니다.

 

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차량은 드라이버 포함 600kg 이상이고, 연료 탱크의 크기는 대 120 리터 내외입니다.

엔진은 자연흡기 방식의 3,000cc V형 10기통, 변속기는 전진 7속 이하의 자동, 반자동변속기(일반 승용차용 자동변속기와는 달리 수동변속기와 같은 형태이나 자동적인 클러치 분리와 변속단 변경을 유압 액추에이터가 실행함. 이의 수행을 위한 컴퓨터인 Gearbox Shift Model이 따로 있음)가 있습니다.

엔진은 850 ~ 900 마력 정도이고 최대 회전수는 17,000 ~ 20,000 RPM입니다.

차량의 최고 속도는 각 서킷 마다 다소 차이가 있어 실제 시합에서는 270 ~ 360 km/h 정도이나 직선로가 길거나 고속회전이 가능한 주행시험장에서는 430km/h 정도로 달릴 수 있습니다.

F1 차량에 있어서도 경량화는 가장 핵심적인 팀의 역량을 평가하는 척도가 되며, 그 이유는 경량화로 발생된 중량을 차량의 아래쪽에 밸러스트(Ballast: 중량 규정을 맞추기 위하여 차량에 추가하는 추로 차량의 무게 중심을 낮출 수가 있어 그 양이 많을수록 코너링 시에 절대적으로 유리하게 작용함) 설치가 가능하기 때문입니다.

과거로부터 F1 차량은 자동차 신기술의 경연장이 되어왔고, 그곳에서 검증된 기술이 양산용 차량으로 적용된 예는 흔히 볼 수 있습니다.

 

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 과급장치, 액티브 서스펜션(Active Suspension - 서스펜션의 높이를 조절하여 코너링 안정성과 성능을 높이는 장치), TCS(Traction Control System), 반자동변속기(Semi Automatic Transmission - 주로 최고급 스포츠카에 적용되며, 클러치 페달(Clutch Pedal) 없이 버튼만으로 변속을 수행)등이 있습니다.

일부 적용이 불허되는 몇 가지 장치(대표적으로 ABS)를 제외하고 F1 차량은 자동차의 최첨단 기술을 모두 접목시킨 최고의 작품으로 보아도 무방할 것입니다.

지구상의 스포츠 가운데 가장 빠른 경기인 F1은 직선거리 400m를 2대의 차가 경주하는 드래그 레이스(Drag Race)나, 원형의 트랙을 달리는 미국의 인디 레이싱 리그(Indy Racing League)의 평균 시속은 F1보다 빠릅니다.

그러나 굴곡이 많은 F1서킷에서 겨루면 이들은 F1머신의 상대가 되지 않습니다.

F1 머신은 코너링을 할 때 최대 5G(Gravity)의 횡압력을 받는다. 그러나 에어로다이나믹(Aerodynamics)설계로 인해 앞바퀴에 1톤, 뒷바퀴 부분에 1.2톤의 공기압력이 작용합니다.

만약에 다운 포스(Down Force)가 형성되지 않는다면 F1머신은 코너링을 하다가 대부분 뒤집어 질 것입니다.

실제로도 보잉사(The Boeing Company)와 F1팀 중 하나인 르노 레이싱 팀(Renault Racing Team)은 공기역학과 관련된 기체 설계에 대해 협력을 하고 있습니다.

 

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 자동차 자체에 대한 기술 이외에도 시속 300km 이상으로 달리는 자동차를 견뎌내기 위한 타이어의 설계와 레이싱 도중에 필수적으로 수행되는 Fit -In 상황에서 빠른 타이어의 교체 및 급유를 위한 기술들도 실제 레이싱에서 매우 비중있게 다뤄지고 있습니다.

특히 드라이버가 레이싱 도중에 Fit - In을 하게 되면 타이어의 교체와 연료의 급유가 7.5초 안에 전부 이루어지게 되는데 0.001초를 다투는 경기에서 이는 매우 중요한 부분이라고 할 수 있습니다.

현재 한국에는 F1 레이싱 팀이 존재하지 않는다. 한국 국적을 가진 F1 드라이버도 이제  겨우 3명 정도 되는것 같다. 20명 이상의 레이서를 보유하고 있는 일본의 경우와는 매우 대조적이라 할 수 있습니다.

이런 이유들은 그동안 레이싱에 대한 연구와 개발이 전혀 이루어지지 않았다고 볼 수 있습니다.

최고의 속도를 위한 고출력 엔진의 개발과 최적의 코너링을 위한 공기역학을 사용한 다운포스 형태의 에어로다이나믹 설계 개발, 그 외에도 고속 주행을 위한 특수 타이어의 개발 및 가벼우면서도 드라이버의 생명을 책임질 수 있는 차체 프레임의 설계가 시급한 상태입니다.

2010년 코리아 그랑프리(2010 Korea Grand Prix)를 개최하게 된 시점에 선진 기술과 비교하여 우리가 F1 그랑프리(F1 Grand Prix)를 위해 개발하며 준비해야할 것들은 무엇이 있는지 다시한번 점검하고 마음으로 다짐해 봐야겠습니다.

 

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