이번 조사에서는 스포츠카의 특징과 구조, 그리고 기술적 발전에 대해 알아보고자 합니다.
스포츠카는 일반 승용차와는 다른 성능과 디자인을 가지고 있으며, 이를 통해 자동차 산업의 발전 방향을 엿볼 수 있습니다.
평소에 멋진 스포츠카를 보면 “저건 대체 어떻게 생긴 걸까?”라는 궁금증이 생겼습니다.
그래서 이번엔 스포츠카의 구조와 특징을 직접 조사를 해보고 모델링을 해보게 되었습니다.
스포츠카는 말 그대로 ‘빠름’을 위해 태어난 차다.
일반 차량이 편안함이나 실용성을 중시한다면, 스포츠카는 오직 속도와 성능을 위해 모든 걸 쏟아붓습니다.
이러한 특성 덕분에 스포츠카는 엔진의 배기량, 출력, 차체의 무게, 공기역학적 설계 등 모든 요소가 ‘속도를 극대화하기 위한 방향’으로 최적화되어 있습니다. 불필요한 중량을 줄이기 위해 탄소섬유나 알루미늄 같은 초경량 소재가 사용되고, 공기의 흐름을 제어하는 스포일러와 디퓨저가 차체 곳곳에 배치됩니다. 그 결과 스포츠카는 단순한 이동 수단이 아니라, 인간이 기술과 감각을 총동원해 만들어낸 ‘속도의 결정체’라 불립니다.
이건 현재 제 상태입니다. 모델링을 하다가 인생이 고달파져서 조사만 하고 있었습니다. 제가 하고있는 모델링은 Ferrari – SF-24 차량인데요. 많고 많은 차량들 중 이 차량에 대해 모델링을 하고 조사를 하고 있습니다. 몇 주 전 올렸던 조사에서도 해당 차량이 포함되었는데 이번에는 보다 자세하게 조사를 해보았습니다.
Ferrari – SF-24 는 Scuderia Ferrari의 팀에서 사용중인 차량입니다. 드라이는 Charles Leclerc, Carlos Sainz이며, 차대는 탄소섬유 복합 소재, halo 보호 구조 포함을 하고 있습니다. 무게는 냉각수, 오일, 운전자 포함 시 약 798 kg가 나가며 타이어와 휠은 앞뒤 모두 18인치입니다. 현재 엔진은 Ferrari Tipo 066/12, 1.6리터 V6 터보 엔진 + 하이브리드 시스템(ERS)입니다.
Ground-effect 세대 디자인의 변화가 있었던 때 SFf-24는 이전과 다른 공기역학 철학을 일부를 채택하였습니다. 운전자들이 작년 말기에 느꼈던 ‘운전하기 쉬운’ 감각을 개선하는 방향으로 설계가 되었습니다. 또한 사이드포드& 냉각 인렛의 재설계가 있었습니다. ‘undercut’ 구조 → ‘overbite’ 구조 변화 추세에 참여하였습니다. 여기서 말하는 undercut 구조는 공기흡입구 형태, 통합 구조 또한 재조정되었습니다. 열 배출 요구가 있는 서킷마다 에어박스/엔진 커버 쿨링 패널이 변화 가능하게 설계되었습니다.
여기서 undercut 과 overbite가 무슨 말인지 저도 모르겠는데요, undercut은 초기 2022년형 F1 차량들이 주로 썼던 디자인입니다. 사이드포드 하단이 안쪽으로 파여있는 형태입니다. 앞에서 보면 공기 흡입구 아래쪽이 움푹 들어가 있어서, 공기가 차체 하단쪽으로 빠르게 흐르게 유도된다 합니다. 마치 턱이 아래로 깎여 들어간 형태라서 under-cut 이라고 불린다고 합니다. 장점으로는 플로어 아래로 들어가는 공기의 속돌을 높여 차체를 도로에 누르는 힘이 향상됩니다. 고속 안정성이 좋습니다. 반대로 단점은 공기 흐름이 예민해서 서스펜션이나 휠 주변 공기 흐름에 쉽게 간섭받습니다. 열 배출 공간이 작아지기 때문에 엔진 냉각이 까다롭습니다.
overbite 구조는 2023~2024년부터 red bull, ferrari에서 채택중인 구조입니다. 사이드포드 흡입구 위쪽이 앞으로 튀어나온 형태입니다. 입 모양으로 보자면 마치 윗입술이 아랫입술을 덮은 듯한 디자인이라 over-bite라고 불립니다. 공기 흡입구가 위쪽으로 더 확장되어있고, 아래쪽은 평평하거나 살짝 올라가있습니다. 장점은 위쪽 공기 흐름을 차체 뒤쪽으로 부드럽게 유도한다는 것입니다. undercut 구조와는 반대로 열 배출 통로가 넓어져 엔진 냉각 효율이 증가합니다. 차량이 고속 코너링 중에도 공기 흐름이 덜 불안정하여 일관된 에어로 성능 확복 가능합니다. 단점으로는 플로어 밑 공기 흐름은 언더컷만큼 강하지가 않다는 것 입니다. 초기에는 설계가 복잡하고 무게중심에 영향을 줄 수 있습니다.
프론트와 리어 서스펜션, 그리고 섀시입니다. 프론트 서스펜션은 push-rod, 리어는 pull-rod 배열입니다. 브레이크와 리어 디프 등도 유압 방식을 사용중입니다.
공기역학적으로 개선되어 플로어 및 디퓨저 영역이 개선되었습니다. 구형 부품 대비 공기흐름이 더 매끄럽게 배출되는 공기가 효과적으로 빠지도록 설계되었습니다. 노즈 모양도 넓어지고 높아지는 변화가 있습니다. 메인 윙과의 상호작용이 변화되었습니다.
마지막으로 신뢰성과 작동 범위의 확대입니다. 레이스 일정이 많아지면서, 엔진 준비와 트랙에서의 유체 모니터링이 강화되었습니다. 운전감이 예측 가능하고 안정적인 반응을 우선순위에 두었습니다.
해당 차량의 퍼포먼스 및 기록으로는 2024 시즌 여러 서킷에서 우승, 포디움, 폴 포지션, 최고 랩타임 기록이 있습니다. 르클레르, 사인즈 두 드라이버가 다양한 상황에서 좋은 성능을 보여주었습니다.
해당 차량을 모델링과 디자인하며 참고할 포인트들이 몇몇 있는데 엔진 커버 쿨링 그릴과 배출구의 디테일을 잡는 것 입니다. 그리고 노즈쪽 앞부분과 메인윙과의 면 연결부 또한 참고하기 좋습니다. 브레이크 디스크, 휠, 타이어 마크, 금속 재질 대비 탄소섬유 재질 느낌을 렌더링 시 표현하면 좋을 듯 합니다.
