2020_Formula1

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Adrian Newey OBE

2014년부터 지금의 포뮬러1카 디자인이 시작됐습니다.
© Red Bull Content Pool

2014년 포뮬러1카는 크나큰 변화를 맞이했습니다. 1988년 이후 처음으로 터보차져 엔진을 사용하게 됐고, 복잡했던 에어로다이나믹은 다시 한번 간소화됐습니다. 파워트레인과 차체 디자인 모두가 바뀌면서 포뮬러1 경쟁의 구도도 큰 변화를 맞이해야 했습니다.

하지만 7년이 지났고, 많은 부분이 변했죠.
© Red Bull Content Pool

그로부터 약 7년이 지난 지금의 포뮬러1카는 2014년 당시와는 많이 변해 있습니다. 하나의 시즌을 진행하면서도 시즌 말에는 거의 80%가 바뀔 정도로 변화의 속도가 빠른 포뮬러1 세상에서 7시즌이나 지났다면 완전히 다른 차라고 볼 수 있습니다.

아드리안 뉴이는 지금도 제도판 위에서 손으로 설계합니다.
© Red Bull Content Pool

그럼에도 FIA가 지정한 테크니컬 레귤레이션(기술 규정)을 크게 벗어날 순 없습니다. 모든 건 주어진 규정 내에서 만들어야만 하죠. 이렇게 약 7년을 함께 한 포뮬러1카와 이제 이별 할 때가 찾아왔습니다. 왜냐하면 내년부터는 완전히 새로운 테크니컬 레귤레이션에 따라 레이스카를 제작해야 하기 때문입니다.

영국 그랑프리에서 2022년 F1카가 처음 공개됐습니다.
© Red Bull Content Pool

원래는 2021년 시즌부터 도입할 예정이었지만, 팀들의 예산 사용 제한과 함께 코로나 19 바이러스로 인해 1시즌 연기됐습니다. 하지만 팬들의 궁금증은 점점 커졌고, 더 이상 기다릴 수 없는 포뮬러1은 내년부터 사용할 포뮬러1카의 가상 이미지를 공개했습니다. 그럼 지금부터 2022년 포뮬러1카의 가상 이미지를 보면서 과연 어떤 부분들이 달라질 것인지 함께 살펴보시죠!

에어로 파츠의 변화가 가장 눈에 띕니다.
© Red Bull Content Pool

가장 큰 변화는 에어로다이나믹

내년 시즌에도 지금의 파워 유닛은 계속 사용됩니다. 따라서 파워 유닛의 변화는 없다고 보는 것이 맞겠죠. 하지만 외관상으로는 엄청나게 많은 변화가 있습니다. 그리고 외관의 변화는 곧 에어로다이나믹의 변화를 의미합니다.

에어로파츠 디자인이 전보다 더 단순해졌다는 것이 핵심!
© Alpha Tauri

우선 FIA는 2021년보다 더 단순한 에어로파츠 디자인을 요구하고 있습니다. 복잡한 구조로 겹겹히 쌓여있는 프론트 윙을 전보다 더 크고 단순하게 바꾸었죠. 뿐만 아니라 리어 윙 역시 2021년보다 더 단순하게 만들었습니다. 물론 지금까지 사용해온 DRS는 그대로 적용되겠지만, 분명한 건 전처럼 윙의 윗면이나 옆면에 작은 윙 혹은 복잡한 형상을 더하기는 어려워 보입니다.

이렇게 에어로파츠가 단순해지면서 공기의 힘으로 차를 누르는 다운포스는 이전보다 낮아질 전망입니다. 이미 2021년 레이스카에서도 다운포스를 낮추기 위한 새로운 기술 규정을 발표했는데, 2022년 새롭게 적용될 규정은 이전보다 낮은 수준의 다운포스만 생성할 수 있습니다.

더티 에어를 없애기 위한 설계

이렇게 다운포스를 낮추면서 동시에 더티 에어를 지금보다 더 줄이는 것이 FIA의 목표입니다. 여기서 말하는 더티에어는 레이스카 주변에서 일어나는 공기의 흐름을 말합니다. 특히 레이스카 뒷편에서 발생하는 각종 공기의 와류를 의미하는데, 공기의 흐름이 복잡해지면 뒤따라가는 레이스카의 에어로다이나믹은 무척 불안정한 상태가 됩니다. 그리고 다운포스가 낮아지는 현상을 겪게 되죠.

더티에어는 다운포스를 떨어뜨리고 추월을 힘들게 만들죠.
© Alpha Tauri

이렇게 되면 프론트 타이어의 접지력이 약해지고 따라서 컨트롤이 불안정해집니다. 결국 이 상태에서는 애써 간격을 좁혔다고 해도 추월로 이어지기가 어렵습니다. FIA의 분석에 따르면 뒤따라 달리는 F1카는 거리에 따라 평소보다 35%에서 최대 47%가량의 다운포스를 잃게 된다고 합니다.

측면에 바지보드는 사라졌고, 휠에는 캡이 씌워졌습니다.
© Alpha Tauri

비단 이런 현상은 차량 뒷 편 뿐만 아니라 옆쪽에서도 일어납니다. 특히 타이어를 비롯해 차체 측면에서 분산된 공기가 추월을 더 까다롭게 만드는 더티에어로 이어지죠. 그래서 FIA는 더 많은 추월 장면을 만들기 위해 에어로파츠를 간소화해 더티 에어를 줄이기로 결정했습니다. 프론트 윙 뿐만 아니라 리어 윙의 측면을 부드럽게 다듬었고, 차체 측면 붙어 있던 바지보드(Badge Board) 역시 제거됐습니다. 또한 타이어 측면에 휠 캡을 씌워 공기의 흐름을 일정하게 만들었습니다.

물론 이는 추월하는 드라이버에게만 유리한 것은 아닙니다. 휠에서 발생하는 와류들이 대폭 사라지기 때문에 앞서 달리는 레이스카의 안정성도 높아지죠. 이렇게 에어로파츠의 변화를 통해 발생하는 더티 에어는 4~18%까지 낮아질 거라고 합니다. 그러면 더 많은 추월이 일어날 것이고, 지난 몇 시즌처럼 특정 팀의 독주를 어느 정도 해소할 수 있을 것이라 기대하고 있죠.

그라운드 이펙트를 위한 바닥 설계

70년대 포뮬러1을 지배하던 에어로다이나믹 기술이 있었습니다. 바로 그라운드 이펙트(Ground Effect)입니다. 간단히 말해 차체 바닥의 기압을 현저히 낮추고 속도를 높여 엄청난 다운포스를 생성한다는 것이 F1의 그라운드 이펙트입니다.

그라운드 이펙트는 더 큰 다운포스를 만들어 냅니다.
© Red Bull Content Pool

한 때 이 기술은 금지된 기술이었습니다. 우선 컨트롤하기가 어렵고 만약 이 효과가 상실될 경우에는 갑작스럽게 컨트롤 불능 상태에 빠져 사고로 이어질 수 있다는 이유 때문이었습니다. 하지만 이 기술을 다시 도입한 건 더티 에어를 줄이기 위해 에어로파츠를 간소화하면서 다운포스도 함께 줄어들었기 때문입니다.

포뮬러1카에서 다운포스가 줄어들면 비단 코너 스피드만 줄어드는 것이 아니라, 코너에서 접지력 부족으로 사고 위험이 더 커집니다. 포뮬러1카는 워낙 가볍기 때문에 타이어의 접지력을 만들어 줄 힘이 반드시 필요하죠. 그래서 FIA는 에어로파츠의 복잡함을 줄이는 대신, 그라운드 이펙트를 도입해 상실된 다운포스를 보상하는 설계를 내놓았습니다.

보이지 않지만 비행기 날개와 같은 단면을 갖게 될 겁니다.
© Alpha Tauri

이 기술의 도입으로 포뮬러1카의 바닥은 이전과 달리 좀 더 움푹하게 패인 형태가 될 예정이며, 공기를 배출하는 디퓨저의 형태도 전보다 더 단순하게 변할 예정입니다. 아마 특별한 상황이 아니면 볼 수 없겠지만, 앞으로 포뮬러1카의 바닥은 마치 비행기 날개를 뒤집어 놓은 듯 부드럽게 휘어져 있을 겁니다. 거기에서 벤튜리 튜브 효과를 일으켜 더 많은 다운포스를 만들어 낼 겁니다.

최초로 18인치 휠 타이어를 도입합니다.

에어로파츠 이상으로 눈에 띄는 변화는 타이어가 바뀐다는 점입니다. 포뮬러1은 아주 오랫동안 풍선처럼 부풀어 오른 13인치 휠 전용 타이어를 사용해왔습니다. 타이어 온도를 쉽게 조절하고 좀 더 편안한(?) 승차감을 제공한다는 점에서 오랫동안 팀들에게 선호되어 왔지만, 이런 타이어를 사용하는 레이스는 포뮬러1 이외에는 거의 남아 있지 않습니다.

이미 몇 번이나 테스트를 진행했습니다.
© Red Bull Content Pool

그래서 FIA는 타이어 회사에게 더 많은 기술 개발의 기회를 주고자 일반 자동차에서도 흔히 쓰이는 사이즈의 타이어로 교체하기로 결정했습니다. 이는 몇 년 전부터 논의되어 왔던 것입니다. 새로운 타이어는 18인치 휠 전용 타이어로 전보다 타이어의 측면 폭이 더 얇아졌고 그만큼 타이어 접지면과 측면의 각도는 더 날카로워졌습니다.

타이어가 달라지면 연구해야 할게 더 많아집니다.
© Red Bull Content Pool

FIA는 18인치 타이어는 이전보다 공기흐름에 미치는 영향이 적으며, 따라서 차체 측면의 와류를 정리하기 위한 별도의 에어로파츠를 요구하지 않아 전체적으로 개발 비용을 낮추게 될 것이라 발표했습니다.

지속가능한 연료 사용 비율이 늘어납니다.

현재 포뮬러1카의 연료에는 약 5.75%의 바이오 퓨얼이 함유되어 있습니다. 이는 화석 연료 사용에 따른 탄소배출량을 줄이기 위함인데, 이 비율이 2022년부터는 더 늘어날 예정입니다. FIA는 지금 보다 더 높은 비율인 10%로 지정할 예정으로 앞으로 포뮬러1카의 연료는 약 10%의 바이오 에탄올이 함유된 E10퓨얼이 사용될 것입니다. 특히 에탄올의 경우 연소될 때 탄소 배출이 거의 0에 가까워 환경을 생각한다면 이와 같은 새로운 연료 혼합물의 사용이 바람직하다고 하네요.

무려 7,500번이나 실험한 끝에 이 디자인을 만들었다고 해요.
© Alpha Tauri

7,500번의 시뮬레이션 끝에 만들어진 규정

새로운 포뮬러1카를 만들기 위해 FIA와 F1은 무려 7,500번 이상의 시뮬레이션을 거쳤다고 합니다. 한 대의 i9 노트북을 거의 471년 가량 돌려야만 얻을 수 있는 정도의 데이터를 확보했다고 해요.

하지만 팀들은 해석이 다를 겁니다.
© Red Bull Content Pool

하지만 이건 어디까지나 FIA가 만든 규정따라서 모든 팀이 이와 동일한 디자인으로 레이스카를 만들지 않을 겁니다. 포뮬러1팀은 언제나 자신들만의 디자인으로 차이점을 만들고 거기서 우승을 위한 경쟁력을 확보해왔죠. 특히 새로운 규정이 발표될 때마다 팀들은 규정에 명시되어 있지 않거나 혹은 불완전한 해석의 여지가 있는 이른바 ‘루프홀(Loophole)’을 찾아내는데 총력을 기울여 왔습니다.입니다.