프런트윙

프런트 윙(Front Wing)

프런트윙(Front Wing) 또는 프론트윙은 차량의 앞쪽에 다운포스의 상당 부분을 만들어 주는 날개 모양의 장치이다.

[타고] 1개월 단위로 전기차가 필요할 때! 타고 월렌트 서비스

개요

레이싱에서 다운포스는 빠질 수 없는 요소이다. 때문에 일반 차량에서는 볼 수 없으며 F1 머신에서만 존재한다. 따지자면 일반 양산형 차와 양산형 레이싱카는 프론트 스플리터, 카나드 윙이 그 역할을 하고 있어 프론트 윙이라고 불리기도 한다. 레이싱에서는 보통 다운포스의 추정치 비율이 프론트윙이 25%, 리어윙이 35%로 10%가량 전륜의 축하중이 차이가 나는데, 그렇기에 프론트그립을 유지하는 것이 상당 부분이고 단지 무작정 다운포스만 늘리는게 아닌 리어와의 밸런스를 잡아가면서 드래그를 최소화시켜 가져가야 하며 프론트 윙이 차량 전체의 에어로의 영향을 주는 만큼 상당히 중요한 파츠이기도 하다.

특징

F1 머신은 일반 승용차와 달리 앞 범퍼라는 것도 따로 없고, 전면 라디에이터가 없어 엔진에 공기를 순환시킨다는 목적을 가지지 않아 바나나 보트의 날씬한 형태로 큰 윙을 달아 오로지 다운포스의 목적을 달성한다. 프론트윙은 각도를 더 세우면 세울수록 공기를 위로 밀어 올려 더욱 큰 다운포스를 만들어 내지만 공기가 경사진 프론트윙을 만나 공기저항이 늘어난다는 것이 단점이다. 하지만 다운포스를 더욱 중요시 여기어 더 극단적인 다운포스를 위하여 프론트 윙을 달게 된다. 여기서 F1은 복잡한 규정들로 차량의 설계 자유도를 심각하게 제한하여 비슷한 차들끼리 경쟁하도록 유도하기 때문에 경기마다 프런트윙의 참신한 디자인의 최적의 결과물을 만들어 내는 것이 승리의 발판이라고 생각할 만큼 중요히 여긴다. 예전이라면 대규모 레이스 팀에서나 풍동실험 터널 등을 이용하여 과학적 실험을 통해 최적화된 설계를 하였지만 점점 컴퓨터가 발달하고 엔지니어링 기술과 정보화 시대가 도래하면서 전 세계 공기역학 전공의 에어로다이믹 전문가가 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 의뢰받아 프론트윙을 컨설팅해 주는 경우가 늘어나고 있다.

구성

프런트 윙 구성

프런트 윙 정면 구성

과거의 프론트 윙은 메인 플레이트와 엔드 플레이트로 구성될 만큼 간단한 구조였다. 그러다 공기의 흐름을 제어하는 것이 차량의 움직임과 안정성에 영향을 미치는 중요한 요소임을 알게 되면서 프론트 윙에 여러 추가적인 구조물이 늘어나기 시작하고 그 형태가 점점 복잡해졌다.

• 노즈콘(Nose cone): 프론트 윙을 연결하는 가운데 뭉툭한 부분을 말하며 보통 팀의 로고를 노즈콘에 부착한다. 노즈콘의 정면 부분을 뚫어 놓아 공기의 흐름이 아래로 잘 깔리게 하여 공력성능을 높일 수 있다.
• 프론트 윙 메인 플레이트(Main Plate): 다운포스를 형성하는 부분으로 윙의 넓적한 판을 말한다.
• 프론트 윙 엔드 플레이트(End Plate): 메인 플레이트 양옆에 판을 세운 형태로 차량 바깥으로 지나가는 공기를 조절해서 차량 쪽으로 향하게 하여 디퓨저의 역할을 극대화하는 역할을 한다. 또한 공기 흐름 차제를 조절해서 부드럽게 정리하는 역할도 한다. 팀에 따라서 한 장에서 심지어 4장까지 여러 형태를 보인다.
• 노즈 파일런(Nose Pylon): "Wing Piller"라고도 하며, 노즈콘과 프론트 윙을 연결하는 부분을 말한다. 과거 프론트 윙이 단순했던 시절에는 노즈콘과 윙이 바로 연결되었지만 노즈콘과 윙이 분리되어 있는 형태에서는 연결이 필요해 졌다.
• 프론트 윙 플랩(Flap): 다운포스의 상당 부분이 만들어지는 곳으로 2~5장으로 형성되어 있다. 보통 상단 쪽의 플랩은 각도 조절이 가능하며 두 개의 플랩 사이로 브레이크 덕트 인렛으로 들어가는 에어로의 대부분이 공급된다 윙 플랩의 각도상 약간의 에어로가 타이어 상단과 부딪히기도 한다.
• 케스케이드 윙(Casecade Wing): 최근 들어 상당히 중요한 역할을 하고 있는 부분으로 F1 머신은 바퀴가 노출되어 있는데 공기가 앞바퀴를 지날 때 만들어지는 터뷸런스가 차체에 영향을 주기 때문에 공기를 타이어 위쪽과 바깥쪽으로 흘려보내서 영향을 줄이는 것이 목적이다. 엔드 플레이트와 함께 케스케이드 윙이 공기를 정리해주는 역할을 하게 된다.
• 풋 플레이트(Foot Plate): 엔드 플레이트를 얹기 위한 받침으로 곡선의 형태를 하여 공기의 흐름을 조절하기도 한다.
• 케스케이드 지지대 베인(Cascade wing support vane): 케스케이드를 지탱하는 지지대용 베인
• 플랩 조정부(Flap Adjuster): 플랩의 각도나 간격을 조절할 수 있도록 하는 부위로 안쪽은 하단 플랩 조절, 윙 플랩 바깥쪽은 상단 플랩만 각도 조절이 가능하다.
• 케스케이드 윙렛(Cascade Winglets): 케스케이드에 붙은 작은 날개들로 프론트에 추가적인 다운포스와 타이어에 가해지는 전방 풍압을 조금이나마 타이어 상단으로 올리는 데에 목적을 둔다.
• Flap Slot Gap: 메인 플랩과 윙 플랩 또는 윙 플랩 간의 간극의 공간으로 다운포스와 드래그의 절충 지점 과도한 다운포스의 유발은 노즈콘 연결부나 파일런을 부러트릴 수 있고 프런트윙 뒷부분의 에어로를 망가트릴 수 있다.
• 거니 플랩(Gurney Flap): 보통 리어윙에 달리는 것으로 다운포스를 극대화하기 위해 프론트윙의 앞 또는 뒤에 각을 세워 놓기도 한다.

이 이외에도 복잡하고 많은 부품들이 자리잡고 있기도 하고, F1 규정이 계속에서 바뀜에 따라 추가되거나 바뀌는 부분이 어렷생기기도 한다.

참고자료

• jayspeed, 〈F1카 프론트 윙에 대한 이해〉, 《티스토리》, 2014-09-30
• 찰스, 〈레이스카 에어로다이나믹 - 2. 프론트 스플리터와 프론트 윙〉, 《네이버 블로그》, 2017-11-02
• 커피너마저, 〈올해 F1의 프런트윙 규정변화로 인한 공기역학의 이해〉, 《클리앙》, 2019-03-18
• jayspeed, 〈벨기에GP~싱가폴GP - 테크이야기〉, 《티스토리》, 2015-10-28
• 참정신과 닥터권, 〈모형으로 알아보는 F1 구조 #1 프론트 윙 / F1 프라모델〉, 《네이버 블로그》, 2016-01-06

같이보기

• 윙
• 에어로 파츠
• 리어윙

이 프런트윙 문서는 자동차 부품에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품 □■⊕, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물 자동차 부품 계기 • 레저보어(리저버) • 레저보어 탱크(리저버 탱크) • 보조장치 • 부품 • 비순정부품 • 소모품 • 순정부품 • 스프링 • 아세이(어셈블리) • 옵션 • 운전장치 • 자동차 부품 • 정품 • 케이블 • 튜닝 • 파이프 • 햅틱 • 호몰로게이션 차대(섀시) 3 in 1 • VIN • 강선 • 강판 • 공차 (오차) • 공차 (자동차) • 공차중량 • 단차 • 드레인홀 • 롤링섀시 • 모노코크 • 바디 • 바디온프레임 • 배분중량 • 보일러 • 섀시 • 소자 • 에어백 모듈 • 연결모듈 • 오일 • 오일팬 • 워터펌프(냉각수 펌프) • 인버터 • 인클로저 • 중량 • 차대(섀시) • 차대번호 • 차량 총중량(GVW) • 철판 • 촉매장치 • 충전기 • 캐빈룸 • 캡오버 • 컨버터 • 크러시존(크럼플존) • 프레임 • 프로펠러 • 플러그 • 히트펌프 엔진 2기통 • 4기통 • 5기통 • 6기통 • 7기통 • 8기통 • 10기통 • 12기통 • 16기통 • 18기통 • 20기통 • LPDI엔진 • LPG엔진 • LPI엔진 • OHV • PS • rpm • V형엔진 • 가솔린엔진 • 가스터빈 • 공랭식 엔진 • 기화기 • 내연기관 • 냉각수 • 냉각장치 • 냉각제 • 냉각팬 • 냉간상태 • 노즐 • 다기통 • 디젤엔진 • 라디에이터 • 마력 • 배기밸브 • 밸브 • 봄베 • 부동액 • 분사 • 석유엔진 • 선박 엔진 • 수랭식 엔진 • 수소탱크 • 수소터빈 • 수평대향 엔진 • 슈퍼차저 엔진 • 스로틀바디 • 스로틀밸브 • 실린더 • 싱글터보 • 양자엔진 • 엔진 • 엔진룸 • 엔진마운트 • 엔진오일 • 엔진제어장치 • 연료분사기 • 연료시스템 • 연료전지 • 연료주입구 • 연료탱크 • 연료파이프 • 연료펌프 • 연료필터 • 열기관(열원동기) • 왕복기관 • 외연기관 • 원동기 • 원자력기관 • 원형봄베 • 자동차 엔진 • 자연흡기엔진 • 점화케이블 • 점화플러그 • 제트엔진 • 증기기관 • 증기터빈 • 직렬엔진 • 최고출력 • 최대토크 • 캠 • 캠축(캠샤프트) • 커넥팅로드(연결봉) • 크랭크 • 크랭크축 • 탱크 • 터보랙 • 터보엔진 • 터보차저 • 터빈 • 토크 • 트윈터보 • 파워팩 • 플라이휠 • 피스톤 • 피스톤 엔진 • 항공기 엔진 • 흡입밸브 모터 고정자(스테이터) • 교류모터 • 교류발전기 • 구동모터 • 구동모터 최대출력 • 동기모터 • 듀얼모터 • 모터 • 모터룸 • 발전기 • 시동모터 • 싱글모터 • 용단 • 유도모터 • 인휠모터 • 인휠시스템 • 인휠헥사모터 • 직류모터 • 직류발전기 • 축전지 • 코일 • 토크컨버터 • 트라이모터(트리플모터) • 퓨즈 • 퓨즈박스 • 퓨즈풀러 • 필라멘트 • 회전자(로터) • 회전축 구동장치 4매틱 • AWD 디스커넥터 • B-ISG • HTRAC • IGBT • PE모듈 • TCU • xDrive • 가변축 • 가속기 • 가속기 (자동차) • 감속기 • 공회전 속도조절 장치 • 공회전 제한 장치(ISG) • 구동 • 구동벨트 • 구동장치 • 구동축 • 기어(톱니바퀴) • 기어박스 • 기어비 • 기어오일 • 다운시프트 • 동력전달장치 • 뒷차축(리어액슬) • 듀얼클러치 • 무단변속기 • 미션 • 미션오일 • 배전기 • 벨트 • 변속기 • 사륜구동 • 앞차축(프런트액슬) • 업시프트 • 이륜구동 • 전륜구동 • 전축 • 종감속기어 • 차동기어(디퍼런셜) • 차동장치 • 차축(액슬) • 추진축 • 축 • 클러치 • 타이밍벨트 • 파워트레인 • 프로펠러 샤프트 • 후륜구동 • 후축 조향장치 경사각 • 너클암 • 너클 조인트 • 로어암 • 사륜조향 • 스러스트 • 스러스트 각 • 스티어링(조향장치) • 스티어링너클(너클) • 스티어링박스 • 스티어링 샤프트 • 스티어링암 • 어퍼마운트 • 어퍼암 • 전경각 • 전륜조향 • 조향축 • 캐스터 • 캠버 • 캠버각 • 킹핀 • 킹핀 경사각 • 킹핀 오프셋 • 토우 • 후경각 • 후륜조향 • 휠 밸런스 • 휠 얼라인먼트 제동장치 ABS • EBD • HHC • 경사로 밀림 방지 • 드럼브레이크 • 디스크 브레이크(디스크 로터) • 미끄럼 방지장치 • 베이퍼로크 • 보조제동장치(BA) • 브레이크드럼 • 브레이크라이닝 • 브레이크슈 • 브레이크 어시스트 시스템 • 브레이크오일 • 브레이크패드 • 슈팅 브레이크 • 오버라이드 • 오토홀드 • 전자식 제동력 분배(EBD) • 제동장치(브레이크) • 캘리퍼 • 클램프 • 클램핑력(클램프력) • 트랙션 컨트롤 시스템(구동력 제어장치) 서스펜션 가변댐퍼 • 고무부싱(러버부싱) • 기계식 서스펜션 • 댐퍼(제진기) • 더블위시본 서스펜션 • 마운트 • 매직 바디 컨트롤 • 부싱 • 서스펜션(현가장치) • 서스펜션암(컨트롤암) • 쇼크업소버 • 스트럿 서스펜션 • 액티브 서스펜션 • 에어매틱 • 에어서스펜션 • 에어스프링 • 전자제어 서스펜션 • 주파수 감응형 댐퍼 • 코일스프링 • 판스프링 • 플레이너 시스템 • 하시라 • 하이드로 부싱 • 현가상질량 • 현가하질량 흡배기장치 매연저감장치 • 배기 • 배기음 • 배기장치 • 배출 • 에어덕트 • 흡기 • 흡기장치 • 흡배기 • 흡배기장치 • 흡입 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반