타이어와 브레이크의 온도조절이 잘 되게 하는 설계에 대한 설명인듯

 

 

2025년 F1 세계 선수권 개막전인 멜버른에서 맥라렌의 속도 우위는 스틴트가 길어질수록 두드러지게 나타났습니다. 다른 어떤 머신보다도 오랫동안 리어 타이어의 성능을 유지하는 것이 분명했습니다.

라이벌 팀의 보스인 크리스티안 호너는 17랩에서 25랩 사이에 맥스 페르스타펜이 운전하는 레드불과의 격차가 5초에서 15초로 벌어지는 것을 보고 "맥라렌은 매우 균형 잡힌 머신이다"라고 코멘트했습니다. "이렇게 균형 잡힌 머신을 가지면 세상이 다르게 보인다. 정말 완벽한 밸런스다."

맥라렌 MCL39의 많은 특징이 처음으로 멜버른에서 촬영되었고, 그 인상적인 성능이 어떻게 만들어지는지 일부가 밝혀졌습니다.

 

브레이크 덕트 

맥라렌은 작년에 프론트 브레이크 냉각 측면에서 다른 팀보다 분명히 우위에 있었습니다. 그 효과는 고지대의 얇은 공기인 멕시코시티에서 가장 뚜렷하게 나타났습니다.

왼쪽 화살표는 스티어링 트랙로드를 보여줍니다. 오른쪽 화살표는 상단 리어 위시본이 얼마나 낮고 뒤로 기울어져 있는지를 보여주며, 이는 공기를 터널 입구로 유도합니다. 각 부품 주변의 덮개는 공기를 적절한 방향으로 유도하도록 매우 정교하게 성형되어 있습니다.

MCL39는 기존 제품보다 더욱 세련된 덕트 배치를 채택했습니다. 덕트 입구로 들어온 냉각 공기는 내부의 트윈 채널을 통과합니다. 이 공기 흐름은 디스크와 캘리퍼를 통과하면서 열을 빼앗아 휠 림에 열을 전달하고, 두 지점에 분산시켜 열전달을 효율화합니다.

예선 랩 시작 시나 안전차 재출발 시 리어 타이어를 과열시키지 않고 프론트 타이어를 적정 온도까지 올리기 어려운 트랙에서는 브레이크 덕트를 통한 열 전도 효율이 중요한 요소입니다.

다른 트랙(특히 멕시코)에서는 브레이크가 과열되지 않도록 하는 것이 더 큰 과제이며, 이 경우 덕트를 통한 공기 유량을 증가시켜야 합니다. 이는 프론트 타이어 과열로 이어질 수 있습니다.

덕트에 얼마나 많은 공기를 보낼지 결정할 때는 브레이크와 타이어 온도의 균형을 맞춰야 하지만, 그 균형은 서킷 레이아웃이나 고도에 따라 달라집니다. 따라서 냉각 레벨은 브레이크 온도와 타이어 온도로 정의되는 작동 범위 내에서 변화하게 됩니다. 맥라렌의 고급 라우팅은 이 작동 범위를 확장시키는 것으로 보입니다.

 

일반적으로 필요한 냉각 레벨의 변동으로 인해 팀은 트랙 요구사항에 따라 덕트 입구 크기를 변경합니다. 그러나 입구가 클수록 공기역학적 손실도 커집니다.

맥라렌은 브레이크 냉각 요구가 비교적 낮은 멜버른에서의 FIA 머신 교체 문서에서 "냉각 레벨이 낮은 프론트 브레이크 덕트 옵션을 선택하고, 개선된 플로우 컨디셔닝으로 브레이크 냉각 요구 감소를 공기역학적 성능 향상으로 전환했다"고 밝혔습니다.

 

맥라렌의 효율적인 트윈 채널 시스템에서는 냉각 레벨이 일정하다면 흡기구 크기를 더 작게 할 수 있습니다. 이로 인해 공기역학적 성능이 향상됩니다. 2025년 버전 맥라렌 덕트의 개선점은 단일 드럼이 아닌, 각각 고유한 배기구를 가진 두 개의 슬리브가 있다는 것입니다.

아울렛 간의 간격은 슬리브 하나(아마도 외부 것)를 변경함으로써 조정할 수 있으며, 흡기 덕트 크기를 바꾸지 않고도 냉각 레벨을 매우 유연하게 조정할 수 있습니다. 이를 통해 브레이크 냉각 레벨의 더 넓은 범위에서 공기역학적 특성을 일정하게 유지할 수 있습니다.

 

"맥라렌은 타이어 워밍업이 훌륭하고 성능 저하가 매우 낮은 것 같다"고 멜버른에서 호너는 말했습니다. "보통은 한쪽이 뛰어나면 다른 쪽이 희생되는 법인데."

 

프론트 브레이크 덕트 설계가 맥라렌의 뛰어난 리어 타이어 온도 제어와 어떤 관계가 있을까요?

프론트 타이어가 비교적 쉽게 온도가 상승하도록 되어 있다는 것은 드라이버가 프론트 타이어에 온도를 넣을 때 리어 타이어에 과도한 부담을 주지 않아도 된다는 것입니다.

이는 예선이나 레이스 초반, 또는 안전차 재출발 시에도 중요합니다. 프론트 타이어에 충분한 열을 넣기 위해서는 필연적으로 리어 타이어에 부담을 주게 됩니다. 이 리어 타이어에 대한 부담은 내구성에 크게 영향을 미칩니다. 그래서 레이스 엔지니어가 드라이버에게 "타이어를 아끼면서 달려라"라고 조언하는 경우가 많은 것입니다.

 

프론트 서스펜션 

MCL39의 또 다른 주목할 만한 설계상 특징은 그 선진적인 프론트 서스펜션 설계입니다. 스티어링 트랙로드는 프론트 위시본 뒤쪽, 더 위쪽에 배치되어 있습니다. 어퍼 위시본의 후방 다리는 극단적으로 뒤쪽에 배치되어 있어 평면도에서는 매우 넓은 V각도가 확보되어 있습니다.

서스펜션 암과 트랙로드의 배치는 카본 파이버 시스로 강화된 공기역학적 표면의 계단식 구조를 형성하여 언더플로어의 터널 입구로 공기를 흘려보냅니다.

 

맥라렌과 비교를 위해, 메르세데스는 더 전통적인 접근 방식을 채택하여 리어 어퍼 위시본과 터널 입구 사이의 거리를 길게 하여 공기 흐름을 방해하지 않도록 했습니다. 그러나 맥라렌과 마찬가지로 메르세데스도 프론트 위시본 뒤에 트랙로드 위치를 변경했습니다(빨간 화살표).

맥라렌에서는 트랙로드 주변 시스의 윤곽이 길이에 따라 변화합니다. 이는 매우 중요한 일입니다. 트랙로드는 스티어링 컬럼의 원운동을 횡방향 움직임으로 변환하여 휠의 스티어링 각도를 변화시킵니다.

휠이 회전하면 트랙로드는 스티어링 측의 외측과 비스티어링 측의 내측으로 이동합니다. 휠의 스티어링 움직임과 트랙로드의 움직임의 조합은 공기 흐름이 머신에 어떻게 작용하는지에 영향을 미칩니다.

 

이 세대의 그라운드 이펙트 카에서는 큰 정상 상태의 다운포스를 발생시키는 것과 코너의 다양한 국면에서 좋은 주행 밸런스를 유지하는 것 사이에 큰 타협을 강요받게 됩니다.

저속 코너에서는 스티어링을 돌려 머신이 직진에서 코너 진입으로 전환될 때, 이상적으로는 공기역학적 밸런스가 프론트 쪽으로 크게 이동하여 프론트 타이어가 빠르게 하중을 받고 머신 프론트 엔드의 그립이 향상되는 것이 필요합니다. 그러나 브레이크가 해제되고 머신의 다이브 각도가 감소하면 공기역학적 밸런스는 다시 후방으로 이동하며, 이것이 급격하게 이루어지면 코너 중반에서 언더스티어가 발생할 수 있습니다.

 

 

맥라렌의 프론트 서스펜션에 의해 형성된 공기역학적 표면의 계단식 구조가 머신의 언더바디로 흘러들어가 리어의 다운포스를 증가시킵니다. 필연적으로 모든 머신에서 이 흐름의 일부는 스티어링 휠에 의해 차단됩니다.

이는 초기 무게중심의 전방 이동을 돕는다는 점에서는 좋은 일이지만, 스티어링 각도가 감소하면 언더플로어로의 기류가 다시 증가합니다(무게중심이 다시 후방으로 이동).

 

트랙로드의 윤곽(이는 일련의 표면의 중요한 부분에 배치됨)과 그 윤곽 길이의 차이가 공기역학적 밸런스 변화의 감속에 기여하고 있을까요?

이는 어디까지나 가설입니다. 그러나 만약 그렇다면, 리어 타이어에 가해지는 부하의 변화는 더 온화하고 더 점진적일 것입니다. 이는 리어 타이어의 성능 저하를 줄이는 데 큰 이점이 됩니다.

 

해외 기사를 번역(GPT-4o mini)한 것이므로 오역이 있을 수 있습니다.

원문은 
https://www.formula1.com/en/latest/article/tech-weekly-has-mclarens-secret-weapon-for-the-2025-season-been-revealed.2CTCgwT8iEoM4JTvNpGBm1