FIA의 플레시블윙에 대한 검차 강화조치

 

어제는 제가 가족여행이 있었던 관계로 포스팅이 하루 늦어 졌습니다. 숙제가 많이 밀렸네요. 팀들의 업데이트가 서서히 마무리단계인 관계로 업데이트에 대한 내용은 뒤이어 따로 포스팅하도록 하고 먼저 몇가지 테크쪽 이야기를 해볼까 합니다

 

 

 지난 모나코 개러지워크에서 매너팀의 윙플랩어저스트 작업과 비슷한 사진인데요 그때는 플랩위에 올려진게 웨이트나 각도계 정도로 생각했지만 굴곡을 보니 두장의 윙플랩과 거니플랩의 굴곡까지 그대로 본뜬 윙플랩 셋업용 목형본인듯 합니다. 저 굴곡 그대로 서포트나 어저스터를 조절해 서킷에 맞는 윙플랩각을 설정하는 거겠죠

 

그렇습니다 오늘은 윙플랩 얘기입니다. 보통 두장으로 구성되어 있고 전방다운포스의 상당부분을 맘들어 내는 곳이기도 합니다. 두장의 플랩사이로 브레이크덕트로 향하는 에어로를 유도하고 레이스 피트인시 유일하게 셋업을 바꿀수 있는 부분이기도 합니다

 

 

지난 모나코그랑프리에서 개러지워크를 FP3와 퀄리를 시청하면서 라이브스타일로 진행 했습니다만 포스팅중에 베텔의 프론트윙플랩의 플렉싱이 조금 과한것 같다는 얘기를 했었지요. 다분히 문제가 될 소지가 있어 보였고 저걸 조 바우어가 그냥 지나칠리 없다는 생각을 했었는데 아니나 다를까 FIA에서 바로 프론트윙 플렉싱에 관해 좀더 검차시 테스트를 강화한다는 발표가 모나코그랑프리 직후에 나왔습니다. 제가 봤던게 바로 위 화면입니다. 피신느시케인을 지나는 베텔의 차량인데 윙플랩이 상하로 요동치는게 보입니다

 

 

사실 플렉시블 에어로파츠는 주로 프론트윙에서 많이 시도했던 부분인데 시즌을 더하면서 조금 더 강화된 프론트윙의 하중테스트는 기존의 엔드플레이트에 정하중 100kg를 윙플랩에는 힘의 단위인 1000N(대략 102kg)을 적용해 처짐(10mm)을 테스트하고 있습니다만 문제는 몇몇 팀들이 테스트하중 이상의 어느시점에서 플렉싱이 시작되도록 설계 제작하는데 있습니다. 물론 스크루티니어링의 하중테스트에선 전혀 문제가 없는것으로 나오구요

 

 

2011시즌 호주개박전에서 볼수 있었던 베텔의 케스케이드 윙렛변화. 이각도의 온보드에선 서스펜션에 가려서 윙플랩의 변화는 체크하기가 힘듭니다

 

 

하지만 이렇게 노즈박스에 설치된 화면이라면 좀더 윙플랩의 변화를 좀더 확인할수 있겠습니다. 이렇게 하중테스트를 충족시켰던 윙플랩도 실제 트랙에선 상당한 플렉싱이 일어 납니다. 스트레이트에서 밑으로 처지는 윙플랩은 결과적으로 받음각을 줄여 전방다운포스를 줄여주는 역할을 합니다. 이 얘긴 결국 직선스피드가 올라간다는 의미겠지요. 캐나다에서 노즈박스 온보드캠이 늘어난것은 아마 이런 이유도 있을겁니다(노즈박스 카메라포드는 더미만 설치되어 있을뿐 모든 차량에 설치하지는 않고 일부 선별적으로 장착해 왔습니다)

 

에어로파츠의 가변 그것도 드라이버의 조정이 개입되지 않는 자연적인 패시브방식으로의 가변익이라면 이건 공기역학자들에겐 이상이자 기술추구의 정점이라고도 할수 있을겁니다. 어쩌면 탑클래스의 오픈휠카테고리에 이런 플렉시블윙이 원메이크 파츠로 공급된다면 더할나위 없는 극강의 에어로다이내믹 클라스라 부를수도 있을 겄입니다. 하지만 이곳은 F1입니다. 즉 포뮬러에 입각해서 각팀들이 파츠를 직접 설계하고 제작해야 하는 카테고리의 기본적인 규정이 있습니다. 그런 측면메서 본다면 분명 고비용이 동반되야 하는 비효율적인 기술이고 불법적인 이득이며 속임수라 할수도 있습니다. 하지만 이렇게 오랜동안 문제가 발생하는건 역시 플렉시블윙이 주는 랩타임의 잇점이 상당하다는 이유겠죠. 

 

하지만 F1에는 수많은 규정속에도 루프홀이란게 존재합니다. 거의 모든 규정들이 글로 되어 있고 생각보다 정확한 예시들이 부족한 편입니다. 가령, 에어로파츠들은 견고하게 바디에 붙어 있어야 한다랄지....물론 테스트규정에는 좀더 구체적인 웨이트와 한계수치가 명시되어 있지만 팀으로서는 그 통과수준 정도만 넘어서면 문제가 발생하지 않는 것이지요. 그럼 그동안 몇몇 팀들이 시도했던 몇가지 플렉시블 에어로 파츠들을 기억나는데로 살펴 보겠습니다

 

 

RUBBER NOSE

 

 

 낭창낭창한 프론트윙에 노즈콘의 흔들림까지....2012시즌 아부다비에서 포착된 레드불의 러버노즈. 아무래도 우레탄쪽이 아닐까 싶습니다

 

 

피트박스에서 정확히 카메라에 포착되었고 몇몇 팀들에 의해 규정위반의 목소리가 있었지만 FIA의 레귤레이션에 노즈의 재질은 언급하고 있지 않습니다. 노즈콘은 서바이벌셀의 규정에 의해 견고하게 붙어 있으면 되고 충돌테스트만 통과하면 아무 문제가 없습니다. 물론 이때도 하중테스트를 통과했고 특별한 제재가 없었던 걸로 기억합니다

 

 

특히 레드불의 러버노즈는 매스댐퍼(Mass Damper)의 효과도 있는것으로 보입니다. 위 영상에서 보듯이 일정한 피치값을 가진 진동자의 끝에 적당한 피치값의 진동추를 더하면 전체 진동이 감쇄되는 방식으로 이는 레드불이 선보인 플렉시블 스플리터 기술과도 연관이 있습니다

 

 

 

 

확실히 다른 팀에 비해 프론트윙의 지상고가 꽤나 낮게 내려와 있습니다. 레드불이 다운포스에 올인했을때의 방식입니다

 

 

TILT FRONT WING

 

 

말그대로 경사를 줄수 있는 프론트윙입니다. 노즈와 프론트윙을 연결시키는 노즈파일런속에 스프링을 설치 특정속도에서 프론트윙 뒷쪽이 아래쪽으로 꺽이는 장치를 말합니다. 2010시즌엔가 맥라렌이 먼저 시도했고 레드불이 카피했던 기술인데 이건 곧바로 일리갈로 판정났던 기억이 있습니다. 역시 직선속도 향상이 목적이겠지요

 

 

 

 

 

 

FLEXIBLE WING FLAP

 

 

결국 2014시즌 아부다비GP에서는 드디어 좀더 강한 제재가 이뤄집니다. 레드불팀 차량의 프론트윙이 연석타격후 유독 심하게 흔들리는 모습을 눈여겨 보던 기술감독 조 바우어가 레드불에 집중검차를 진행 엔드플레이트와 윙플랩에 대한 하중테스트 후 분해검수를 하는 과정에서 판스프링(Leaf Spring) 형태를 발견하게 되고 이를 규정외에 이물질로 판단해 퀄리파잉기록 삭제를 결정 결국 두 드라이버 모두 레이스에서 피트레인스타트을 하게 됩니다.

 

 

저도 자세한 작동원리는 모르지만 (하중테스트에는 고정적이고 그이상의 스트림 하중시에만 아래로 쳐지는)판스프링을 윙플랩 하부쪽에 심어서 직선주행시 윙플랩이 드러눕게 만들었을 것으로 보입니다. 뭐 레드불에서는 모르고 있었고 담당 에어로치프가 독단적으로 수행한 작업이라고 설명했지만(심지어 치프를 비난하기까지) 그 말은 믿을사람은 거의 없을것으로 생각됩니다

 

 

2014 아부다비그랑프리 FP3에서 심하게 요동치는 리키아도의 윙플랩. 저정도 흔들림에도 하중테스트는 충족하는게 문제

 

 

역시 아부다비그랑프리 퀄리파잉때의 베텔 차량. 엔드플레이트의 보터밍은 둘째치고 역시 윙플랩이 요동칩니다

 

 

FLEXIBLE COCKPIT CANARD

 

 

레드불의 콕핏카나드입니다. 콕핏핀이라고도 불립니다만 콕핏 옆에 붙은 귀날개정도 되겠네요. 금년시즌부터 윌리엄스와 페라리가 업데이트과정에서 도입하기도 했었지요. 보텍스제너레이터의 일종으로 사이드포드와 엔진커버사이로 에어로가 이격없이 밀착해서 흐르게하는 목적입니다만 이것 역시 작년시즌에 레드불이 플렉싱을 시도한바가 있습니다 

 

 

아래 gif에서 녹색표시한 부분을 살펴 보시기 바랍니다

 

 

코너에서는 가라앉고 직선에서 일어서는 카나드의 모습을 볼수 있습니다

 

 

리카도의 오른쪽 카나드

 

 

압력을 이기지 못하고 결국 부러지고 마는군요

 

 

손으로 카나드를 떠어내고 있는 리카도. 결국 FIA의 경고가 있었고 레드불에선 그정도로 휘어지는 것은 고장난 것이다란 얘기를 했었는데 결국 플렉시블카나드를 시도했었단 얘기겠지요. 결국 퀄리파잉에선 모두 제거하고 나오게 됩니다

 

 

 

FIA는 결국 이번 캐나다그랑프리부터 윙플랩의 하중테스트를 윙플랩 상단 즉 뒷전(녹색표시: Trailing Edge)에 점하중(Point Load)으로 진행하며 웨이트의 단위도 무게단위인 Kg이나 힘의 단위인 N(뉴턴)에서 일의 단위인 NM(뉴턴미터) 로 바꾸었습니다. 뉴턴미터란 단위가 좀 생소하시겠지만 쉽게 얘기해 무게추를 올리거나 누르거나가 아닌 충격을 가한다는 것으로 이해하시면 될듯합니다. 그리고 변형측정 역시 엔드플레이트의 처짐을 측정하는게 아닌 윙플랩자체의 처짐을 측정하며 허용오차는 3mm로 강화했습니다. 과연 이번 규정강화가 루프홀을 닫는 효과가 있을지 앞으로의 세션중에 수퍼슬로모션을 통해 확인해 볼 필요가 있겠습니다