모터스포츠는 과학의 의존도가 큰 대표적인 하이테크 스포츠이다. 현대 기계기술의 정점인 자동차를 도구로 하기 때문이다. Fl 그랑프리에 참가하는 차는 '머신'(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 감안하면 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 놀랍다. 2006년부터는 국제 규정에 따라 Fl 머신의 배기량이 2.4리터 이내로 제한되어 있다.
이는 국산 중형차와 같은 수준이다. 2.4리터급 국산 중형차의 최고출력은 166마력, 같은 크기의 엔진을 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. 지금은 친숙해진 Fl의 윙은 1960년대 후반에 몇몇 팀에 의해 처음 도입되었다. 레이싱카의 윙은 항공기의 날개와 같은 원리로 작동된다. 다만 방향이 반대다.
물체를 위로 끌어 올리는 역할을 한다면 Fl 윙은 내리 누르는 힘이 생기도록 날개의 방향을 반대로 설정하고 있다. 이는 날개의 양쪽 면에 흐르는 공기의 속도가 다르고 이로 인해 압력차가 생긴다는 베르누이의 정리를 이용한 것이다. 현대의 Fl 머신은 코너링을 할 때 3.5G(Gravity)에 달하는 횡압력을 견디도록 개발된다. 이같은 창의적 설계를 통해 앞바퀴 부근에서 1톤, 뒷바퀴 부근에서 1.2톤 크기의 힘으로 공기가 차체를 가라 앉히도록 만들어 진다. 이 때문에 방향을 바꾸는 코너에서도 안정적으로 빠른 스피드를 낼 수 일다. 인디애나플리스에서 열리는 Fl 미국 그랑프리의 경우 시속 303k띠로 통과하는 코너도 있다. 속도가 워낙 빠르다보니 브레이크의 능력도 일반차와 비교할 수 없을 만큼 발달했다.
지난 1982년부터 Fl에 쓰이기 시작한 카본 디스크는 승용차에 들어가는 철제 디스크보다 가볍고 더 높은 온도에 견딘다. 머신에 따라 조금씩 차이는 있지만 평균적으로 카본 디스크 브레이크의 무게는 1.5kg에 불과하다. 이는 승용차는 물론 다른 레이싱카에 비해서도 경이적으로 가벼운 무게다. 예를들어 북미지역을 중심으로 하는 챔프카에 쓰이는 철제 디스크는 3kg이 넘는다. 카본 디스크는 섭씨 750도 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 놀라운 성능을 내지만 그 대가는 비싸다. 시판하는 물건이 아니어서 정해진 값은 없으나 개발비와 부품값 등을 근거로 가격을 추정해 보면 대당 100억 원 정도가 된다.
이처럼, 놀라운 성능의 F1들이 이번 시즌에도 놀라운 활약을 해줄 것이다. 각 팀의 기술력이 집결된 결정체. 이번 시즌에 출전하는 10대의 F1머신을 소개한다.
글 /
원선웅 (
글로벌오토뉴스 기자)
