지난 번 현대제철 유튜브 채널 페페 스튜디오의 <쇠맛토크> 코너가 다룬 F1(포뮬러 원) 이야기 눈 여겨 보셨나요? 올해 개봉한 영화 <F1 더 무비>가 쏘아 올린 공, F1 경기의 인기에 탑승해 'F1의 모든 것'이라는 영상을 공개했는데요. 이번엔 그 후속, 2편으로 돌아왔습니다! 바로 F1을 가능하게 하는 놀라운 기술들을 주제 삼은 건데요. 사회자 곽재식 교수, 윤재수 쿠팡 플레이 F1 해설 위원, 박혜연 자동차 전문 기자가 다시 모였습니다. 그 내용 함께 살펴보시죠. 😃
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<쇠맛토크> F1편 두 번째 시간, 윤재수 쿠팡 플레이 F1 해설 위원은 공기역학을 주제 키워드로 던집니다. 공기역학은 F1 경기를 가능하게 하는 핵심적인 과학적 요소라고 말하는데요. 지금부터 100년 전에도 보다 빠르고 안전한 레이싱 경기를 위한 공기저항 연구가 많았다고 합니다. 1968년, 처음으로 F1 레이싱 카에 윙, 즉 날개를 다는 시도가 이뤄집니다. 이 시초는 1955년 어느 아마추어 대회에 나간 대학원생이 자기 차에 날개를 단 것이었다고 해요. 비행기 날개를 거꾸로 달아본 그는 그렇게 했을 때 다운포스(아래로 작용하는 힘)가 발생해 차체가 가라앉는다는 걸 알게 됩니다.
윤재수 해설 위원은 “바퀴가 도로에 붙는 게 정말 중요하다”고 이 대목을 설명합니다. 바퀴가 도로에 닿는 감각이 느껴져야 드라이빙이 수월하고 차의 속도와 성능도 올라간다는 것이죠. 1968년부터 F1 차량들에 날개가 달리기 시작합니다. 다운포스라는 힘을 제대로 다루지 못했던 1968년 이전에는 차량 사고도 많았다고 해요. 출연진은 1930년대 후반 당대 인기 레이서 베른트 로제 마이어(Bernd Rosemeyer) 드라이버가 대결 중 기록을 세웠지만, 안타깝게도 차가 날아올라 뒤집어져 사망한 이야기를 예로 들었습니다. 과학 원리를 이용한 차량 날개의 등장으로 이러한 안타까운 사고를 예방할 수 있게 됐습니다. 💚
이야기를 들은 곽재식 교수가 ‘F1에서 말하는 DRS(Drag Reduction system)’에 대해 묻습니다. DRS란 직역하면 공기 저항 시스템, F1에서는 차량의 공기 저항을 조절하기 위한 날개 구조를 말하는 건데요. 윤재수 해설 위원은 F1 차량의 DRS인 리어윙을 소개합니다. 차량의 앞날개와 뒷날개로 2단 구성된 리어윙은 가변 시스템으로, 드라이버가 버튼을 누르면 뒷날개를 열 수 있다고 합니다. 움직임을 조절할 수 있는 뒷날개(가변 리어윙)으로 공기량을 조절해 공기 저항을 콘트롤할 수 있는 것이죠. 드라이버는 경기 중 정해진 구간에서 이 기능을 사용할 수 있습니다. 🚩
타이어 교체, 최고의 조합을 위한 두뇌 싸움
F1 차량의 핵심 요소 중 또 하나는 바로 타이어입니다.🛞
F1에 사용하는 타이어는 기본적으로 합성고무입니다. 윤재수 해설 위원은 그 구조를 요모조모 설명하는데요. 우선 섬유 재질로 타이어 내부를 튼튼하게 지지하는 카카스(타이어의 뼈대)라는 구조 요소가 있습니다. 거기에 강철 와이어층으로 지지력을 제공하는 벨트, 도로와 직접 닿는 부분인 트레드, 휠과 고정되는 고무/강철 조합인 비드로 구성됩니다.
이러한 타이어를 만드는 각 제조사의 기술은 외부 유출에 민감한 비밀이기도 하다는데요. 타이어 회사들이 자사 타이어의 독자적인 퀄리티를 위해 목숨걸고 경쟁한다고 합니다. 국내 모 경기를 위해서는 각 타이어 회사 연구원들이 매주 3종류씩의 새로운 타이어를 개발해와 제안했다고 하네요. 🧑💻
또 윤재수 해설 위원은 F1의 타이어 분류도 소개합니다. 타이어는 단단한 정도에 따라 C0~C6까지 분류하고, F1 자동차는 경기 중에 3개를 꼭 써야 합니다. 예로 부드러운 타이어는 접지력이 좋아 땅에 쫙 붙어 빨리 가고, 단단한 타이어는 상대적으로 좀 느리지만 오래가는 성능을 보인다고 해요. 윤 해설 위원과 박 기자는 ‘이러한 타이어들의 교체 타이밍 조율이 F1 타이어 전략의 핵심’이라고 강조합니다.☺️
박혜연 기자는 덧붙이기를, ‘타이어가 땅에 남기는 자국, 즉 *스키드 자국이 생긴다는 건 타이어가 떨어져 나가 붙은 것’이라고 소개합니다. 그 만큼 닳아 없어진다는 것이니 전략을 잘 짜서 최소한의 타이어, 최소한의 교체 시간만 쓰면서 경기 끝까지 성능을 유지해야 한다는 것이죠.
*스키드 자국(Skid mark): 자동차 타이어가 미끄러지면서 도로 표면에 남기는 자국.
윤 해설 위원은 타이어 전략이 탁월했던 경기 사례로 2000년대 미하일 슈마허(Michael Schumacher) 선수가 활약하던 시절의 이야기를 꺼내는데요. 그때는 보통 타이어 교체 없이 원스톱으로 진행하는 전략이 많았는데, 슈마허가 부드러운 타이어를 3번 교체하는 전략으로 모두를 추월한 사례였습니다. 타이어 교체 시간이 평균 20~25초인데, 그 시간을 감내하더라도 추월을 위한 전략을 세운다는 취지였죠. 🏴
레이서의 생사를 가르는 헤일로라는 존재
출연진은 헤일로가 무엇인지 알아보는 시간도 가졌습니다. 박혜연 기자는 “헤일로란 선수 머리 위쪽으로 설치한 보호구를 말한다”고 알기 쉽게 설명했습니다. “헤일로가 기술의 향연이자 중요한 소재인 이유”를 곽재식 교수가 파헤치는데요. 지속적으로 F1 선수들이 머리를 다쳐 사망한 경우가 있었고, 특히 차량 사고 시 사람에게 날아오는 타이어가 위험한데, 그걸 버틸 수 있는 헤일로는 든든한 안전 장치가 되어 주는 것이죠. ⚠️
달무리, 후광이라는 뜻을 가진 헤일로는 그 뜻대로 선수들의 뒷배가 되어 줍니다. 7kg의 티타늄으로 만든 헤일로는 12톤의 힘을 버틸 수 있다고 하는데요. 그 힘은 혼자서 런던의 2층 버스를 견딜 수 있는 강도라고 해요.
2022년 영국 그랑프리에서 저우관위(Zhōu guànyǔ)라는 중국 선수가 사고를 당했을 때도 헤일로 덕에 무사히 차에서 걸어나올 수 있었죠. 차가 뒤집어져 시속 250km 속도로 바닥을 쭉 긁고 가서 300m 뒤의 벽에 부딪쳐 하늘로 날았는 데도 말이죠.🚨
그저 박진감 넘치는 레이싱 경기인 줄로만 알았던 F1, 그 이면에는 치밀하고 중요한 공학적 계산이 숨어 있었다는 사실, 어떠셨나요? <쇠맛토크> F1편의 3인방은 곧 3편으로 돌아옵니다. 이번에는 ‘르망 24시’ 경기를 본격적으로 해부해 보는데요. 그 모든 정보가 궁금하시다면 계속 주목해 주세요! 👀
