[2012 F1] 올해 F1에서 주목해야할 단어 ‘코안다 효과’

사진:fia.com

 FIA는 2012년에 들어 배기 포지션에 엄격한 제한을 둬 블로운 디퓨저를 그리드에서 제거하고자 했다. 그럼에도 배기가스를 공기역학적으로 활용하고자 하는 팀들의 연구는 계속되고 있다.

멕라렌 MP4-27

 멕라렌 엔지니어들은 뜨거운 배기가스를 머신의 뒤쪽 타이어와 디퓨저 사이로 넓고 낮게 유도하는(노란화살표) 방법을 선택했다. 이 결과 ‘코안다 효과(Coanda effect)’라는 과학적 개념에 접근하게 되었다. 이 개념은 배기구가 위쪽을 향하도록 규약에서 강제하고 있음에도(왼쪽빨간화살표) 기류가 아래로 흐르도록 한다. 

 그 원리는 이렇다. 배기구 주변에 굴곡진 표면이 일반적인 공기의 흐름에서 떨어져있어 기류와 표면 사이에 저압이 발생하고, 그에 따라 압력이 낮은 쪽으로 기류가 달라붙으면서 코안다 효과가 완성된다. 이 코안다 효과는 올해에 자우바와 페라리에서도 찾아볼 수 있다.

페라리 F2012

 프리시즌 첫 동계 테스트가 펼쳐진 헤레스에서 페라리도 뒷바퀴와 디퓨저 사이로 뜨거운 공기를 넓고 낮게 유도하는 방법을 선택했다. 멕라렌과 자우바처럼 코안다 효과를 활용해 공기의 흐름을 아래쪽으로 내린 이 이탈리아 팀은 다양한 배기파이프 각도를 평가하기도 했다.

 헤레스 이후 두 차례의 프리시즌 바르셀로나 테스트에서 페라리는 접근 방법을 변경해 머신 뒤편에서 생성되는 다운포스를 증가시키려 했다. 그렇게 페라리는 로터스와 윌리암스처럼(좌측위둥근원) 기류를 머신 중앙으로 유도해 리어 서스펜션 위 빔 윙 쪽으로 흘려보냈다. 하지만 페라리 기술최고책임자 팻 프라이가 두 번째 솔루션이 초기 설계보다 효과가 낮다고 공개적으로 불평하면서 멜버른에 어떤 솔루션이 투입될지 확신할 수 없게 되었다.

레드불 RB8

 레드불은 처음에 머신의 꽤 뒤쪽에 배기구를 배치해 중앙 빔 윙을 향해 배기가스를 직접 쏘았다. 하지만 프리시즌 최종 테스트에서 레드불 기술최고책임자 에이드리안 뉴이가 모두를 놀라게 한 대폭 업그레이드된 ‘RB8’에는 자우바, 페라리, 멕라렌을 통해 먼저 볼 수 있었던 배기 포지션이 있었다.

 이때 레드불의 배기구는 이전보다 훨씬 앞으로 전진했고, 더불어 머신의 뒤편 바디워크가 개량돼 뒷타이어와 디퓨저 사이로 뜨거운 배기가스가 넓고 낮게 흐르게 되었다. 레드불의 이 솔루션 역시 코안다 효과를 활용해 배기구 주변의 표면 굴곡을 따라 흐르도록 했다. 레드불의 디자인은 자우바와 매우 근접하지만 보다 극적이고 정교하다.

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