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F1/테크

[F1 테크] 덕트리스브레이크 살펴보기

jayspeed 2014.08.28 19:46

 

 

[F1 테크] 덕트리스 브레이크 (Ductless Brake)

 

 

오늘은 최근들어 조금씩 늘어나고 있는 추세인 덕트리스(Ductless) 브레이크에 대해 간단히 펴보도록 하겠습니다. 아직은 중하위권 팀들을 중심으로 사용되는 단계여서 트렌드화 되어간다 말하기는 힘들지만 상위팀들도 가끔씩 서킷특성에 맞춰 선별적으로 테스트하는 것을 보면 머지 않아 주류를 이룰수도 있기에 짚어 보도록 하겠습니다. 덕트리스 브레이크는 노인렛(No-Inlet) 브레이크라 불리기도 하는데 말 그대로 브레이크덕트 흡입구가 없는걸 얘기 합니다만 엄밀히 따지자면 흡입구가 없는게 아니라 안쪽으로 들어가 있는걸 의미합니다. 아마도 정확한 표현은 제 생각으로 이너인렛(Inner Inlet) 브레이크가 적당하지 싶군요.

 

 

눈썰미가 있으신 팬들이라면 F1중계를 보시다가 수퍼슬로모션 장면에서 덕트가 없는 프론트브레이크쪽을 보시고 의아해 하신분도 게시리라 봅니다. 유래를 살펴보면 2011시즌으로 거슬러 올라가는데 윌리엄스의 FW-33 시절에 덕트크기를 선별적으로 줄여가는 노력을 하더니 마침내 2012시즌에 본격적으로 사용하기 시작합니다. 금년시즌에는 윌리엄스와 더불어 자우버, 토로로소, 마루시아, 케이터햄이 사용하고 있고 로터스가 약간은 다른방법으로 사용하고 있지만 덕트의 크기는 대폭 줄어든 모습을 보여주고 있습니다.

 

 

먼저 가장 기본적인 덕트형 브레이크어셈블리 사진을 보겠습니다

 

 

메르세데스의 프론트 브레이크어셈블리입니다. 역시 케이크틴을 벗겨낸 모습인데요 현대F1 브레이크 및 덕트어셈블리의 가장 기본적인 형태라 볼수 있습니다. 대부분 카본 컴포지트로 제작된 덕트파츠는 팀마다 조금씩 다르지만 대개의 경우 외부로 돌출되어 있는 (1번) 메인덕트 - 프론트윙 윙플랩의 도움을 받아 공기를 유입 기본적으로 카본디스크와 패드냉각에 사용됩니다  (2번) 마이너덕트 - 아마도 보조적인 역할로 바깥쪽 캘리퍼쿨링을 위한 인렛으로 보입니다. (3번) R베인 - 에어로의 방향을 리어 플로어사이드쪽으로 내려주는 터닝베인의 역할이고 (4번) 슈라우드(측판: Shroud) - 휠과 경계를 만들어 주어 타이어에서 발생한 난류를 일정부분 차단하고 서스펜션과 휠의 복잡한 결합부분을 덮어서 난류를 줄여주는 역할도 한다라는 정도로 정리할수 있겠습니다. 그리고 이와는 다르게 덕트리스 브레이크는 (4번) 슈라우드와 휠 사이에 약간의 간격을 주어 그 안쪽으로 인렛을 집어 넣은 형태가 되겠습니다.

 

 

왜 덕트크기를 줄이거나 숨기려하나 라는 문제는 역시 에어로에서 그 해답을 찾아야 할것 같군요. 위의 사진에서 주황색으로 표시된 부분이 F1차량 전체에서 공기저항이 가장 극심한 부분이고 유일하게 양력(Lift Force)이 발생하는 부분이기도 합니다. 이외에도 하이노즈의 하부쪽에도 양력이 발생하지만 금년시즌의 노즈스타일에서는 무시할 수준이기 때문에 일단 제외시켰습니다. 공기저항이 극심한 이유는 역시 에어로스트림이 부딪히는 각도에서 일수도 있고 에어로흡입 속도에 비해 토출속도 느릴수 밖에 없 때문에 더 증가하는 면도 있습니다만 현재의 기술하에서는 어쩔수 없이 감수할수 밖에 없는 부분입니다. 이러한 이유로 조금이나마 이런 공기저항계수를 줄이려는 노력의 일환으로 프론트 브레이크덕트의 면적을 줄여가기 시작한 것이고 이제는 밖으로 노출된 덕트가 없는 브레이크어셈블리까지 볼수 있게 됐습니다. 

 

현재 덕틀리스 브레이크를 사용하는 팀들의 주행모습과 브레이크어셈블리 근접사진을 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위쪽 5개팀의 형태가 거의 비슷하고 로터스만이 좀더 다른 접근방법을 보여주는데 슈라우드 자체를 곡면으로 휘어 브레이크덕트 모양으로 만들었는데 역시 안쪽에 대부분의 인렛을 잡어넣은 형태입니다. 로터스가 참 평상시에도 기술적으로 독특한 접근법과 이해를 보여주는 팀인데.....특이하군요. 이밖에도 덕틀리스 브레이크는 페라리가 런칭과 윈터테스트에서 잠깐 선을 보인적도 있지만 아직 정식투입은 이뤄지지 않고 있고 레드불 역시 제 기억으론 잠깐 테스트 했던적이 있었던것 같습니다. 역시 탑팀들의 브레이크세트 설계는 중하위팀의 그것과 같을수는 없으리라 봅니다만 상위권으로 도약한 윌리엄스가 주력으로 사용하고 있고 아직까지 브레이크 냉각쪽에서 큰 문제점이 노출되지 않은 점으로 보아 점차 널리 사용될 가능성도 있어 보입니다. 사진에 나오는 여러형태의 덕트어셈블리 디자인은 프론트윙과 더불어 서킷의 특성에 따라 가끔씩 RP(급속조형기술)방식으로 제작되는 파츠중 하나이기 때문에 그랑프리마다 모습이 조금씩 달라질수도 있습니다.

 

 

 덕트리스 브레이크 사용현황

 

 

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6 Comments
  • 프로필사진 BlogIcon 이화랑 2014.08.28 20:26 신고 ㅎ~대단하십니다^^
    새삼스럽게 페라리의 거대 브레이크 덕트가 떠오르는군요...블론휠넛이라....
    덕트리스 시스템으로 가는 에어플로우 또한 프론트윙에서 조절해주는건가요?^^
  • 프로필사진 BlogIcon jayspeed 2014.08.28 20:39 신고 맞습니다......덧붙이자면 여러 플랩들의 틈새사이로 에어로를 공급 받습니다. 거기에 차량의 속도에 따라서 윙플랩의 뒤로 흐르는 스트림의 각도도 달라지기 때문에 가장 냉각이 필요한 시점 즉, 속도에 맞춰 프론트윙 디자인한다 알고 있습니다.....
  • 프로필사진 BlogIcon harovan 2014.08.29 00:01 신고 그런데 최근 포뮬러 원에서 하위팀들에서 시작된 트렌드가 있었던가요? 갑자기 그게 궁금하네요.
  • 프로필사진 BlogIcon jayspeed 2014.08.29 11:53 신고 하위팀에서 시작된 파츠기술은 거의 기억에 없네요......새로운것을 많이 시도하는 편인 윌리엄스나 로터스는 중위권으로 봐야되구요
    덕트리스가 처음으로 사용된 2012시즌의 윌리엄스는 차량완성도가 뛰어났었다는........^^
  • 프로필사진 BlogIcon 서윤이아빠 2014.08.29 00:27 신고 재밌게도 상위권에 있는 팀들.. 메르세데스나 레드불은 덕트리스를 안쓰나보네요.
    덕트를 없애는게 유행인거 같은데 없는 팀들이 하위권팀들이라.. 아이러니하네요. ㅎㅎ
  • 프로필사진 BlogIcon jayspeed 2014.08.29 11:57 신고 아직 트렌드라 보기는 힘들고 아무래도 탑팀들이 브레이크를 훨씬 더 가혹하게 사용한다 보여지니 약간의 공기저항은 감수하고서라도 충분한 흡입량을 필요로 할것 같긴 합니다.......내년 윈터테스트때 보면 한두팀 더 테스트할수도 있겠네요....^^
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