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2021년 9월 17일 (금) 09:50 판
에어로파츠(Aeroparts)는 완성차에 덧붙이거나 원래 있던 부품을 떼어내고 달아 자동차가 달릴 때 생기는 공기의 흐름을 의도하는 방향으로 바꾸어 차의 성능을 향상시키는 부품을 말한다.
목차
역할
자동차가 고속으로 달릴 때 받는 공기저항이 대단하다. 공기의 흐름을 유도해 같은 속도에서 비행기에 달린 날개는 비행기 동체를 땅 위로 끌어올리는 역할을 하고, 자동차에 달린 에어로파츠는 차체를 땅으로 끌어당겨 접지력을 높이고 불필요한 저항을 줄이는 역할을 한다. 전 세계인이 열광하는 자동차경주의 포뮬러원(F1) 경주용차를 보면 하나같이 커다란 윙을 차 뒷부분에 달고 있다. 시속 300km를 넘나드는 속도에서 차 주위에 흐르는 공기가 윙을 거치면서 차를 눌러주는 힘은 매우 크다. 그렇기 때문에 포뮬러원 경주차를 자세히 살펴보면 차의 각 부분, 예를 들면 차체에서 튀어나온 앞바퀴나 뒷바퀴 주위에 여러 형태의 날개를 달아 공기의 흐름이 차의 성능을 떨어뜨리지 않게 설계한다. 또 경주차의 바닥에 여러 갈래의 통로를 만들어 공기의 흐름을 유도해 머신이 노면에서 떨어지지 않게 안정성을 높이는 효과를 얻는다. 그래서 공기의 흐름을 바꾸는 일은 자동차에 있어 아주 중요한 부분이다. 실제로 새로운 차가 발표되었을 때 완성차 메이커들이 경쟁적으로 밝히는 수치가 공기저항계수다. 그 수치가 낮을수록 공기의 저항을 적게 받기 때문에 연비나 운동성능 면에서 유리할 수밖에 없다. 공기저항계수가 낮다는 것은 단순히 저항을 최소한으로 줄였다는 의미지만 공력특성이 좋다는 얘기는 공기저항을 원하는 방향으로 유도해 최고의 운동성능을 낼 수 있게 해준다는 얘기다. 에어로파츠는 이런 자동차 공력특성을 향상시키는 기능적 역할을 할 뿐만 아니라 남들과 다른 개성 있는 겉모습을 연출하는 구실도 한다. 일반적, 보편적인 기준에 맞춰 만들어지는 양산차를 더욱 특별하게 꾸미고 싶어하는 사람들이 에어로파츠의 주된 수요층이다.
종류
전면
프런트 스포일러
프런트 스포일러(front spoiler)는 앞범퍼 아래 장착되는 에어로파츠로, 자동차 아랫부분으로 들어가는 공기의 양을 줄여 양력으로 인해 차가 떠오르는 현상을 막는다. 공기가 차량의 앞쪽에 부딪히면 차를 기준으로 위아래로 갈라지는데, 이때 차량 밑으로 흐르는 공기의 양이 많으면 차량이 호버보드를 탄 것처럼 살짝 뜨게 되고 접지력을 잃은 타이어로 인해 조향 성능이 떨어지게 된다. 심각한 경우 차량이 뒤집히는 사고가 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위해 범퍼 밑에 프런트 스포일러를 장착하면 차량 밑으로 흐르는 공기의 양이 줄어들게 되고 차량 주변으로 더 많은 공기가 흐를 수 있게 한다. 그리고 차를 눌러주는 힘을 발생시켜 안정성을 높일 수도 있다. 프런트 스포일러는 공기의 흐름을 위아래로 분리해 고속에서 차량 전면의 접지력을 높여주는 역할 외에도 공기를 라디에이터 그릴이나 에어덕트로 유도해 원활한 냉각을 돕기도 한다. 간혹 탄소섬유와 같은 고가의 특수 소재로 제작하기도 하는데 과속방지턱을 지나거나 지하 주차장을 출입하면서 파손될 가능성도 있으므로 주행 시 주의를 기울여야 한다.[1]
프런트 스플리터
프런트 스플리터는 일반적으로 프런트 스포일러와 함께 사용하는 장치로, 프런트 스플리터보다 밑에 장착한다. 스플리터 윗면은 맞바람으로 압력을 발생시키고, 스플리터 밑면으로 매우 빠르게 공기가 흡입되면서 다운포스를 만들어 낸다. 하지만 윗면에서 발생하는 압력이 클수록 다운포스를 잘 만든다는 장점도 있지만 강한 압력을 견디지 못하면 2차 사고로 이어질 수 있다. 실제로 레이싱 경기 중에는 단단한 서스펜션으로 인해 지면에 부딪혀 파손되기도 한다. 그리고 공도에서는 고르지 못한 노면 상태, 물렁한 서스펜션으로 인해 망가질 수 있어 적당한 길이를 선택해야 한다.[2]
카나드
카나드 또는 에어 인테이크(air intake)란 전앞범퍼 좌우에 달린 작은 날개 형상의 에어로파츠다. 휘어진 방향대로 공기의 방향을 유도하여 범퍼를 눌러줌으로써 자동차의 접지력을 상승시키는 역할을 담당한다. 큰 영향의 다운포스를 만들어 내는 것은 아니지만 전략적으로 배치해 차에서 발생하는 마찰력을 줄이거나 전후방 공기 흐름 균형을 개선하는데 도움이 된다. 카나드가 제대로 설치되면 차량 옆면에서 차량 아래로 흐르는 공기를 차단하는 에어커튼을 만들어내 차량이 다운포스를 지속적으로 유지할 수 있도록 한다. 그리고 무엇보다 시각적인 이유로 카나드를 많이 설치하곤 한다. 다만 범퍼 외부로 튀어나온 형태이기 때문에 담당 기관에 문의해 안전상의 문제는 없는지 확인해야 한다. 특히 금속 소재는 자동차뿐만 아니라 보행자에게 큰 피해를 줄 수도 있어 일반 도로 주행용 자동차에서 사용하기에 바람직하지 못하다. 한편 범퍼의 구멍도 에어 인테이크에 포함된다. BMW M이나 벤츠 AMG 같은 고성능 모델을 살펴보면 일반 모델보다 더욱 확장된 인테이크 홀을 갖춘 모습을 볼 수 있다. 이는 과격하고 날렵한 이미지를 심어주는 것 외에도 냉각성능을 높이고 공기를 좌우로 원활하게 배분해 공기저항을 줄이면서 다운포스를 향상시키는 역할도 한다.[3]
측면
사이드 스커트
차체 측면부 하단에 장착되는 사이드 스커트(side skirt)는 프런트 스포일러와 마찬가지로 자동차 아랫부분의 공기 흐름을 조절해 주행 안정성을 높인다. 차량 측면부로 흐르는 공기 흐름과 하부로 흐르는 공기의 간섭을 제어해 주는데, 만약 사이드 스커트가 없다면 자동차 옆면을 따라 흐르는 공기 흐름이 차 밑으로 밀고 들어가게 되고, 프런트 스포일러의 효과가 사실상 무력화된다. 그래서 사이드 스커트는 프런트 스포일러와 마찬가지로 낮게 장착한다. 사이드 스커트는 미드쉽 엔진이나 리어 엔진 구조의 경우 리어 펜더에 장착된 에어덕트로 공기를 유도해 냉각성능을 돕기도 한다. 경주용 차의 경우 기능을 극대화하기 위해 지면에 맞닿을 정도로 낮게 장착하기도 한다. 그러나 일상적으로 사용하는 자동차에 지나치게 낮은 사이드 스커트를 달았다가는 부품이 파손될 수도 있으므로 주의가 필요하다.[4]
후면
리어 스포일러
주로 트렁크 리드 위나 루프라인 끝자락에 자리 잡는 리어 스포일러(rear spiler)는 다운포스, 즉 공기가 차체를 아래로 누르는 힘을 발생시켜 고속 주행이나 코너링 시 주행 안정성을 높이는 기능을 한다. 뒤쪽에서 일어나는 와류 현상을 없애고 다운포스를 형성해 차량 뒷부분을 눌러줌으로써 리어의 접지력을 극대화시킨다. 만약 자동차 뒤쪽으로 떨어지는 지점과 트렁크 사이에서 발생하는 공기 흐름이 원활하지 않으면 불규칙한 공기 흐름이 형성된다. 이를 방지하기 위해 스포일러를 장착해 공기 흐름을 원활하게 돕고 저항을 줄임과 동시에 가속력을 향상 시킨다. 대한민국 도로교통법 제한 속도 내에서는 스포일러가 큰 역할을 하지 않지만 서킷에서는 정말 큰 차이를 만든다. 일반적인 차량의 경우 엔진이 위치한 앞부분에 비해 상대적으로 뒷부분이 가볍기 때문에 적잖은 효과를 볼 수 있다. 그러나 너무 과한 형상의 리어 스포일러를 장착할 경우 미관을 해치는 것은 물론, 최고속도 등이 오히려 떨어질 수 있기 때문에 서킷을 즐겨찾지 않는다면 과한 것은 피하는 게 좋다.[1]
리어윙
자동차 윗면을 따라 흐른 공기가 스포일러의 기울어진 각에 부딪혀 다운포스를 만들어 내기도 하지만 리어윙은 날개 위아래의 압력 차이로 발생한다. 물론 큰 다운포스가 필요한 레이스의 경우 리어윙의 각을 높게 세운다. 날개 아래 공간을 지나는 바람이 날개의 기울어진 밑면을 타고 빠르게 흐르게 되는데 이때 윗면에서 발생한 높은 기압이 날개 밑면을 타고 흐른 낮은 기압을 밀어내면서 다운포스를 만들어낸다. 그리고 실제로 리어윙을 잘 설치하면 제동력과 코너링 그립이 향상된다고 한다.[2]
거니플랩
거니플랩은 더 큰 다운포스가 필요한 레이싱 경기에서 많이 사용된다. 윙의 각도가 커지게 되면 윙 윗면에서 누르는 힘은 커지게 되지만 윙 밑면에는 불규칙적인 공기 흐름으로 저항이 발생하게 된다. 이는 윙 윗면의 높은 기압이 아랫면의 낮은 기압을 제대로 눌러주지 못하기 때문이다. 즉, 윙 각이 너무 크면 다운포스는 만들어지지 않고 저항이 생기는 것이다. 이런 경우 거니플랩을 장착해 윙 밑면에 흐르는 공기 흐름을 원활하게 만들어 주면 다운포스 효과를 볼 수 있다.[2]
리어 디퓨저
리어 디퓨저(rear diffuser)는 자동차 아랫부분으로 들어온 공기를 자동차를 띄우는 힘이 아닌 아래로 누르는 힘으로 변환시켜 타이어의 접지력을 향상시키는 기능을 수행한다. 프런트 스포일러와 사이드 스커트는 차량 밑에 적은 양의 공기를 머무르게 한다. 이 공기를 리어 디퓨저로 빠르게 내보내야 한다. 공기가 계속 머물게 되면 리프트가 생겨 차량을 들어 올리기 때문이다. 차 밑에 머물고 있는 공기를 리어 디퓨저를 통해 빠르게 내보내면 차량 위와 차량 밑 사이의 압력 차이를 크게 만들어 더 많은 다운포스와 타이어 그립력을 증가시켜 안정성을 높일 수 있다. 이렇게 리어 디퓨저는 차체 하부에서 흘러나오는 공기의 유속을 빠르게 하여 배출을 돕고 다운포스를 발생시키는 역할을 한다. 보통 프런트 대비 심심한 디자인의 리어범퍼에 포인트 역할을 하거나 싱글머플러를 듀얼머플러로 개조하면서 장착하게 된다.[3]
각주
- ↑ 1.0 1.1 김정균 팀장, 〈바람을 분석한다, 에어로 파츠의 기능〉, 《카이즈유》, 2017-08-28
- ↑ 2.0 2.1 2.2 도주혜, 〈공기흐름 아이템 에어로파츠 쉽게 이해하기!〉, 《브런치》, 2017-07-10
- ↑ 3.0 3.1 이동익 기자, 〈차의 공기저항을 책임진다! - 에어로 파츠〉, 《모토야》, 2016-12-06
- ↑ 김경수 기자, 〈한 눈에 보는 자동차 에어로 파츠 상식... 바람을 지배하라〉, 《엔카메거진》, 2017-03-24
참고자료
- 이동익 기자, 〈차의 공기저항을 책임진다! - 에어로 파츠〉, 《모토야》, 2016-12-06
- 김경수 기자, 〈한 눈에 보는 자동차 에어로 파츠 상식... 바람을 지배하라〉, 《엔카메거진》, 2017-03-24
- 도주혜, 〈공기흐름 아이템 에어로파츠 쉽게 이해하기!〉, 《브런치》, 2017-07-10
- 김정균 팀장, 〈바람을 분석한다, 에어로 파츠의 기능〉, 《카이즈유》, 2017-08-28
같이 보기
