레이싱 경기에서 멋진 레이싱카를 쭉~ 보다 보면 일반 승용차와 다른 여러가지 부분들을 발견하게 됩니다.
그 수 많은 차이점 중 하나가 차체위에 멋지게 붙어있는 날개(?) 입니다.
이러한 날개는 차량의 앞부분에 붙어 있으면 프론트 윙(Front Wing), 뒷 부분에 붙어 있으면 리어 윙(Rear Wing Spoiler)로 부르게 됩니다.
그럼 이 레이싱카는 얼마나 달리면 하늘을 날게 될까요?
하지만! 아무리 달려도 결코 하늘을 날 수는 없을 것입니다. 날려고 붙인 날개가 아니라 날지 말라고 붙인 날개이기 때문입니다.
비행기가 속도를 내게되면, 날개 주위에 공기 속도차로 인하여 양력, 즉 하늘로 비행기가 충분히 뜰 만큼 큰 힘을 얻게 됩니다. 여기에 착안, 날개를 꺼꾸로! 달은 것이 레이싱카의 날개입니다.
즉, 레이싱카는 속도가 증가하면 증가할 수록, 공중으로 뜨게하는 힘을 거꾸로 받아, 땅바닥에 착~ 달라 붙게됩니다.
어려운 말로 하면, 물체를 띄우는 힘은 양력(Lift Force), 차체를 땅바닥에 붙여주는 힘을 다운 포스(Down Force)라고 합니다.
레이싱카는 기본적으로 무게를 규정에 맞게 최대한 줄였기 때문에, 고속 주행 급가속, 급감속시 최대한 안정성을 유지하는 것 역시 중요하게 되어, 다운 포스를 더욱 신경쓰게 됩니다. 국내에서 벌어지는 튜어링카 레이스에서도 프런트 부분에 다운 포스를 위한 에어로 파트를 부착합니다. (리어 윙은 기본이죠..)
하지만, 리어 윙은 다운 포스를 얻는 대신 공기 저항을 증가 시키기도 하는 데요, 이 때문에 레이스시에는 리어 윙을
그때 그때 코스마다 최적화 시켜, 경기에 출전하게 됩니다. 실제 예를 살짝 들어 보면, 1994년 BMW M3입니다.
양력 계수 (Lift Coefficient)가 작을 수록 뜨는 힘이 적은, 즉 다운 포스가 커지는 것입니다.
레이스에서는 코스에 따라 공기저항을 늘려서라도 다운 포스를 크게 할때도 있고, 다운 포스를 약간 줄여서라도 공기 저항을 줄이기도 하는 것이죠.
다운포스가 부족하면 이러한 비극이...
이러한 날개는 간혹 시내 도로에서 튜닝한 차량들에게서도 볼 수 있지만, 튜닝샵에서 범용으로 파는 리어 윙은 그 차량에 최적화가 안되있기 때문에 크게 효과를 보지는 못합니다.
그래도 제대로 설치하였다고 하면, 어느 정도 다운 포스를 이끌어 낼 수는 있습니다. 튜닝 샵에서 파는 많은 에어로 파트 중 그나마 제일 효과적인 아이템 중 하나 입니다.
물론 무게 증가 및 공기 저항 증가 가능성은 감안하셔야 겠지요. 그래도 요즘 튜닝 샵에서 파는 리어 윙 매우 가볍게 제작되어, 무게는 크지 않습니다. 하지만 가벼운 만큼 쉽게 부서지겠죠?
그리고, 부가적으로 주위의 시선을 확단실하게 모으는 무시 못할 기능 역시 있습니다.
그러면 차량, 특히 레이싱카에는 어떤식으로 최적화를 할까요?
먼저, 날개의 단면 형상을 컴퓨터 시뮬레이션(Computational Fluid Dynamics)을 통하여 최적화 한 다음, 3차원 형상, 즉 날개의 길이, 폭 등 실제 형상에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 다시 수행, 날개를 설계합니다.
이렇게 설계된 날개를 실제 차량에 부착, 또 한번의 컴퓨터 시뮬레이션과 풍동 시험(Wind Tunnel Test)를 통하여 최종 개발 및 검증을 하게 됩니다.
이렇게 설계된 날개는 레이싱카를 더욱더 빠르게 결승선으로 이끌어주는 역활을 하게 됩니다.
1초가 아까운 레이서에게는 천사의 날개라고나 할까요?
이상 지엠대우 톡의 토비토커 바람돌이 였습니다.
