포뮬라원( F1 ) 경주차 스티어링휠 이야기

F1(포뮬라원) 차가 일반 승용차와 커다란 차이가 있다는 것은 모두 다 아실 것입니다.

하지만 F1 경주차 운전자가 경기 시작부터 종료 순간까지 붙들고 있어야 하는 스티어링휠의

경우 1992년까지만 해도 일반 승용차의 것과 모양과 기능면에서 별반 차이가 없었다는 사실을

아는 사람은 그리 많지 않을 것입니다.

 

물론 차이가 전혀 없는 것은 아니었습니다.

그러나 그 차이라는 것도 대략 3가지 정도의 버튼이 더 붙어 있다는 것입니다.

첫째는 운전자와 팀간의 원활한 교신을 돕기위한 무선통신용 버튼

둘째는 중립기어 선택을 위한 버튼

셋째는 경기중에 운전자가 땀으로 배출하는 수분을 보충하기 위한 수분공급 버튼이 바로 그것입니다.

 

그러나 1990년대 전반에 걸쳐 첨단전자장치가 F1 경주차에 도입되면서 스티어링휠 디자인에도

커다란 변화를 불러일으켰습니다. 맥라렌팀의 존바나드(John Barnard)란 엔지니어가 이같은 변화를

처음으로 시도하였고 F1 역대 월드챔피언 중의 한명으로 명성을 떨친 영국의 나이젤만셀(Nigel Mansell)

선수가 스티어링휠에서 손을 떼지 않은채 기어변속을 할 수 있었던 것도 다 이 같은 첨단기술이 도입된

덕분이었습니다.

 

 

 

2002년 페라리 F1 팀의 스티어링휠 

 

이같은 변속장치는 초기엔 스티어링휠 뒤쪽에 부착한 레버장치를 이용한 방식이었습니다.

작동방식도 왼쪽 패들(paddle)을 앞으로 당기면 기어가 한단씩 낮아지고 같은방식으로 오른쪽 패들을

당기면 높아지게끔 되게 되어있는데 요즘 판매되는 고성능 스포츠카라면 이러한 방식의 변속장치를

거의 빠짐없이 채택하고 있는 추세로 BMW 예를 들면 M시리즈가 여기에 해당됩니다.

 

여하튼 F1 차 운전자들은 스티어링휠에 부착한 변속장치 덕분에 경기중 변속을 놓치지 않게 되었을

뿐만 아니라 변속과 변속시점(타이밍)까지도 개선할 수 있게 되었습니다. 운전자 관점에서 생각한다면

반자동변속기의 도입과 함께 F1 기술사에 있어서 가장 획기적인 변화 가운데 하나라고 해도 과언이

아닐 것입니다.

 

후에 F1 경기 규정이 바뀌어 왼발로도 브레이크 조작이 가능해지자 수동 클러치가 없어지고 유압식

전자동클러치로 대체되어 운전자가 스티어링휠에 부착된 기어 변속 스위치를 작동하면 클러치도

자동으로 작동되게끔 되었지요.

 

오늘날 최신 F1 경주차에 사용하는 스티어링휠은 운전자가 경기중에 필요한 모든 기능과 계기를

스티얼링휠에 몽땅 옮겨놓은 것이나 다름 없을 정도로 복잡한 다기능 첨단전자장치의 집합체라고

해도 과언이 아닐 것입니다.

 

그 구성내용을 좀 살펴보면 엔진맵핑(mapping), 트랙션콘트롤, 론치콘트롤프로그램* 등등을 통제하고

세팅하기 위한 다양한 버튼과 토글스위치(toggle switch: 막대형 스위치스위치)가 붙어 있어서 경기

중에도 운전자 자신의 취향과 경주상황에 맞춰 정교한 셋팅이 가능하게끔 되어 있는 것이 보통이지요.

 

*론치콘트롤프로그램(=launch control program: 경주차의 처음 출발을 최적화 하기 위한 프로그램

 

이밖에도 별도의 클러치 제어레버가 붙어있는데 이 레버는 디클러치(동력과 연결을 떼기 위한)를

위한 것으로서 예를 들면 타이어교환 급유 고장 등등의 이유로 핏스톱을 할때 또는 경기중

그래이블* 지역에 빠졌을 때 엔진이 꺼지지 않도록 배려한 것입니다.

 

*gravel: 안전을 위해서 경기장의 코너부분에 주로 설치된 곳으로 코스를 이탈한 경주차의 속도를

급속히 줄이기 위해서 자갈을 깔아둔 곳

 

그러면 이처럼 복잡한 F1용 스티어링휠을 만드는 비용은 얼마나 들게 될까? 궁금하지 않을 수

없습니다. F1용 구성부품치고 싼 것이 없으니 어느정도 감은 잡으셨겠지만.. 스티어링휠 역시

예외가 아니어서 보통 23000 유로( 환율에 따라 다르나 대략 한화 3천만원 )정도가 듭니다.

 

웬만한 중형차 1대 값인 셈이지요? 포뮬라 한 팀에서 한 시즌에 대략 5개 정도를 만들고

그 중 3개는 레이스팀에서 보유하고 나머지 두개는 시험팀에서 갖게 되고 이와 별도로 정식

출전선수 1명당 2개씩을 추가로 만들게 되니 전체 계산이 나오는 것 같습니다.

 

F1 경주차의 경우 무게 절감에 사활을 걸다시피 해야 하기 때문에 스티어링휠의 제작에

사용되는 재료도 카본파이버 티타늄 알루미늄 고무 등을 적절히 조합해서 만들어집니다.

참고로 스티어링휠 한개의 무게는 위에 설명드린 기능이 모두다 포함된 120여개의 구성부품을

다 사용해도 1.3 Kg 을 넘지 않는 것으로 알려져 있으니 웬만큼 가볍다는 노트북보다도 가볍지

않을까요?

 

 

메르세데스의 F1 팀의 스티어링휠

 

끝으로 제작에 걸리는 시간은 대략 100 시간정도라고 합니다. 그럭저럭 실상을 파악하고 보니

한 팀에 스티어링휠의 설계단계서부터 잡다한 모든 것을 해결해야 하는 전담엔지니어가 최소 1명

이상 필요하다는 것이 이해가 갑니다.

 

그런데 위에 소개한 내용의 기능외에 한가지 덧 붙여야 하는 것이 있습니다. 바로 F1 안전규정에

따른 퀵릴리스 장치(스티어링휠의 탈부착이 손쉽게 한)입니다. 이 장치는 안전을 위해서 의무적으로

적용되는 규정이기 때문에 스티어링휠 설계에도 그대로 반영되어야 하는 것은 불문가지입니다^-

 

 

- B튜너 -

 

아래 사진은 2006년도 BMW 사우버(Sauber) F1팀에서 채택한 스티어링 휠의 디자인과

부분별 상세기능입니다

 

 

BMW 사우버 F1 팀의 스티어링휠과 스위치별 기능

1. Pit lane speed limiter 2. Differential + 3. Engine push 4. Gear upshift 5. Traction control + 6. Engine push setting switch 7. Clutch lever 8. Traction control 9. Team info inlap 10. Burn out 11. Multifunctional switch 12. Lambda

13. Diagnostic 14. Wing angle info switch 15. Clutch 16. Differential selective switch 17. Team radio 18. Traction control - 19. Gear downshift 20. Engine break 21. Differential - 22. Neutral 23. Display page change

출처:www.f1technical.net 

 

Formula One uncovered! - F1technical.net