시속 350km 질주 'F1머신'…"전투기 아냐?"
0-100km/h 도달시간 불과 1초면 '끝'…머신 가격은 100억 원대\

"자동차야 전투기야?"

오는 10월 국내최초로 포뮬러원(F1) 코리아 그랑프리가 열릴 예정이어서 많은 국민들의 관심이 모아지고 있다. 하지만 아직까지도 F1머신이 생소한 사람이 많다.

F1은 전세계 18개국에서 19개 경기가 펼쳐지는 세계적인 모터스포츠 이벤트다. 해외에서는 세계 3대 스포츠이벤트를 꼽으라면 올림픽, 월드컵에 이어 F1을 꼽을 정도이다. F1 전세계 24명의 최정상급 드라이버에게만 참가가 허락돼 바늘구멍 통과하기보다도 어렵다.

이런 F1에 참가하는 경주차는 세계 최고의 엔지니어링 기술이 집약된 첨단 기술의 결정체로 꼽힌다. 최고속도가 무려 350km/h에 육박해 '지상위의 전투기' 또는 '머신'이라 불린다.

▲외형
F1머신은 국제자동차연맹(FIA)의 규정에 따라 제작되기 때문에 모든 머신들이 비슷한 '전투기' 모양을 갖췄다. 4개의 바퀴는 외부에 노출돼 있으며 앞뒤로 날개가 달린 것이 가장 큰 특징이다. 운전석은 드라이버 한명만 앉을 수 있고 머리가 노출되도록 뚫려있다.

▲날개
앞뒤에 달린 날개는 비행기 날개를 뒤집어놓은 형태를 토대로 복잡한 구조를 띄고 있다. 공중에 뜨기 위한 비행기와 달리 F1머신은 빠른 속도로 땅에 붙어 달리기 위해 날개를 달았다. 공기가 차를 누르는 힘(다운포스) 덕분에 고속주행시 터널천장에 거꾸로 매달려 주행할 수 있을 정도이다.

이러한 공기역학적 시도는 1968년 영국 로터스의 콜린 채프만에 의해 처음 등장했고 그레이엄 힐이 처음으로 날개를 장착한 머신을 주행했다. 이후 브라밤과 페라리가 경쟁적으로 날개를 장착한 머신을 선보였지만 챔피언십 우승은 날개의 원조 로터스와 그레이엄 힐이 차지하기도 했다.

▲엔진
엔진은 드라이버 뒤에 위치한 미드십엔진 후륜구동방식이다. 미드쉽이란 명칭은 선박의 엔진이 선체 중심에 위치한 것에서 가져왔다. 이 방식은 무게 배분에 유리하다는 장점을 가지고 있다. 1958년 쿠퍼팀에서 처음 시도돼 등장과 함께 연승을 이끌었고 1960년 로터스와 BRM도 미드쉽 엔진을 채택하면서 현재 F1의 전형적인 모습으로 이어지고 있다.

엔진은 V형8기통 2400cc급 엔진을 사용한다. 쏘나타와 같은 배기량에 실린더가 4개다 더 있는 것이다. 엔진의 힘은 공식적으로 발표된바 없지만 780마력으로 추정하고 있다. 최대엔진회전수는 18,000rpm으로 제한해놓고 있다.

▲연료
규정상 F1머신에 사용되는 연료는 무연휘발유로서 일반 승용차의 연료와 차이가 없고 혼합비만 약간씩 차이를 둔다. 주유는 탱크내의 공기를 빼내는 동시에 휘발유를 채워넣는 방식으로 일반적으로 50리터를 주유하는데 5초면 완료된다. 올해부터는 경기 중간 급유가 금지돼 레이스 출발시 적재한 250리터에 달하는 주유량으로 300km를 달려야 한다.

▲콕핏
F1의 운전석은 전투기 조종석을 일컫는 콕핏(Cockpit)이라고 한다. 머신 앞부분은 드라이버의 다리가 간신히 들어갈 공간밖에 없다. 매우 비좁고 경기중에는 지열에 의해 온도가 높아져 드라이버들은 '열'과의 싸움도 이겨내야 한다.

▲핸들(스티어링휠)
F1머신의 스티어링휠은 각종 전자장치로 가득하다. 기어단수, 랩타임, RPM등을 확인할 수 있는 기능과 각종 세팅을 드라이버가 직접 바꿀 수 있는 장치들이 탑재됐다. 이같은 형태를 띠기 시작한건 1995년부터다.

맥라렌에서는 나이젤 만셀의 스티어링휠 뒷편에 기어변속기를 달아줬고 손을 스티어링휠에서 뗄 필요없이 빠른 기어변속이 가능했다. 현재 많은 승용차에도 접목되고 있는 '패들시프트'의 시초다.

스티어링 휠은 탄소섬유로 제작해 1.3kg에 불과하며 튼튼하다. 가격은 약 3,500만원에 이르는 것으로 알려졌다.

▲무게
머신의 무게는 드라이버를 포함 최소 620kg에 불과해 경차보다도 약 200kg 더 가볍다. 따라서 1마력당 '책임'져야 할 무게가 0.7kg/ps에 불과하다. 수퍼카라 불리는 포르쉐 911 GT2의 경우 2.75kg/ps이니 F1머신이 얼마나 가볍고 빠른지 알 수 있는 대목이다.

각 F1팀은 최소 440kg에 불과한 머신을 만든 뒤 밸러스트(무게 배분을 위해 머신 바닥에 설치하는 짐)를 이용해 최소 규정 무게인 620kg을 인위적으로 만들기도 한다.

▲가속&정지
F1머신은 정지상태에서 100km/h까지 도달하는데 17m면 충분하다. 포르쉐 911 터보는 약 31.4m로 F1보다 약 2배나 더 필요하다. 이론적으로 100km/h까지 1초안에 도달하지만 에너지 변환과정에서 손실이 많아 1.7초 정도 걸리는 것으로 알려졌다.

F1드라이버는 캐나다, 이탈리아 그랑프리 등 몇몇 경기 중에 최고 중력의 5.5배에 달하는 횡G(중력가속도)를 버텨야 한다. 이는 전투기 조종사가 받는 힘의 크기와 비슷한 수치다. 인간이 버틸 수 있는 최대 중력가속도는 9G로 알려졌다.

F1머신은 200km/h 속도에서 완전히 정지하는데 65m면 충분하며 단 2.9초가 걸린다. 이는 약 섭씨 1,000도까지 견딜 수 있게 설계된 탄소 소재의 디스크 브레이크 덕분인다. 1976년 브라밤팀에서 첫선을 보인 이래 가벼우면서 뛰어난 성능을 인정받아 현재까지 사용되고 있다.

▲운동특성
F1 머신은 흔히 미국의 대표적인 오픈휠 레이스인 인디카 시리즈와 비교되곤 한다. 그 형태는 비슷하지만 F1과 인디카는 성격이 100% 다른 경기장에서 레이스를 하기 때문에 직접적인 비교가 불가능하다.

F1과 같은 유럽식 자동차경주는 산길이 많은 유럽의 특징이 반영됐다. 자동차경주장도 산길을 그대로 응용하거나 코너가 많은 형태로 설계돼 F1머신은 빠르고 안정적인 코너워크가 생명처럼 여겨진다.

이에 반해 인디카 머신은 오벌트랙(원형경주장)에 맞게 설계돼 코너워크보다는 고속주행에 알맞도록 휠베이스가 길게 설계됐다. 미국은 쭉 뻗은 고속도로가 많은 나라 답게 무한속도경쟁과 고속 접근전이 펼쳐지는 오벌트랙을 더 사랑한다.

▲타이어
F1타이어는 일본 브리지스톤사의 경주용 슬릭(민무늬)타이어를 사용한다. 성능에 따라 하드, 미디엄, 소프트, 수퍼소프트로 나뉜다. 날씨에 따라 홈이 파져있는 인터미디에이트(젖은노면)타이어와 웨트(빗길)타이어도 사용한다.

F1 경주는 수많은 가속과 급제동의 반복 속에서도 300km 거리를 약 2시간 가량 쉴새없이 달리기 때문에 뛰어난 타이어와 그 사용전략이 요구된다. 이 때문에 세계적인 타이어업체들은 F1에서 '내공'을 쌓아왔으며 공식타이어로 선정되는 것은 회사의 기술력을 인정받는 것이라고 할 수 있다.

▲가격
보통 F1머신의 가치는 100억 원 정도로 평가된다. 각 팀들이 100% 수작업으로 완성하는 '작품'이고 또한 머신 제작에 들어가는 비용을 속시원히 공개하는 팀도 없어 추측만 할 뿐이다. 단, 지난 2003년 페라리가 인력비를 제외한 머신 제작비에 410만 달러(약 50억 원)를 사용한 것으로 알려졌다.

/문재수 기자 jsmoon@gpkorea.com, 강민재 기자 mjkang@gpkorea.com, 사진=맥라렌, 페라리
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