싱가포르에서 레드불이 비정상적으로 나쁜 이유

일본 그랑프리에서 막스 페르스타펜이 압도적인 승리를 거두면서, 일주일 전 싱가포르에서 F1 RB19가 겪은 침체는 트랙과 섀시 설정으로 인한 일시적인 현상일 뿐이라는 사실이 드러났습니다.

2023년 싱가포르 그랑프리는 페르스타펀이 10개 레이스 중 처음으로 우승하지 못했고, 레드불은 2022년 시즌 F1의 마지막 두 번째 라운드인 브라질 그랑프리 이후로 포디엄에 오르는 선수가 없었습니다. 9월 17일 마리나 베이 서킷에서 페르스타펜은 5위를 차지했고, 팀 동료 세르히오 페레즈는 21.441초 차이로 8위를 차지했으며, 우승자인 페라리의 카를로스 사인스보다 54.534초 뒤졌습니다.

9월 17일 싱가포르 스트리트 서킷에서 페르스타펜의 RB19. 사진: AP

하지만 F1 세계가 전환점을 기다리는 동안 레드불은 지난 주말 일본 그랑프리에서 페르스타펀이 압도적인 승리를 거두면서 즉시 질서를 회복했습니다. 스즈카 트랙에서 F1 챔피언은 RB19의 압도적인 파워를 보여주며 2위를 차지한 맥라렌 드라이버 랜도 노리스보다 19.387초 앞서 1위를 차지했습니다.

싱가포르에서 레드불이 갑작스럽게 쇠퇴한 후, 얼마 지나지 않아 스즈카에서 화려하게 부활한 것은 F1 레이싱카가 차량 셋업 과정, 특히 차량의 지상고 매개변수에 얼마나 민감한지를 보여주었습니다. 오늘날의 자동차는 전체 다운포스의 상당 부분을 차지하는 "지면 효과"를 활용해 차량 바닥의 가장 낮은 지점을 지면에 최대한 가깝게 낮춥니다.

차고에 있을 때의 지상고는 차량이 트랙에서 주행할 때의 실제 지상고를 반영하지 않습니다. 차량의 다운포스는 일반적으로 속도에 비례합니다. 속도와 다운포스가 증가하면 차량의 서스펜션은 아래로 압축되고 속도가 감소하면 이완됩니다. 이론상으로는 엔지니어들이 다운포스를 극대화하기 위해 차량 높이를 최대한 낮게 설정할 것입니다. 하지만 각 트랙마다 설계에 따라 현실적으로 얼마나 낮게 달성할 수 있는지에 대한 한계가 다릅니다.

차량 하부 패널의 조절인 주행 높이에도 상당한 제한이 있습니다. 이 규칙은 팀이 위험할 정도로 낮은 차량 높이를 설정하는 것을 방지하기 위한 것으로, 1994년 아르톤 세나의 치명적인 사고 이후 F1의 안전 혁명의 일환으로 도입되었습니다.

현행 기술 규정에 따르면, 수직으로 측정한 섀시 패널의 두께는 10 ± 0.2 mm를 보장해야 합니다. 경기 종료 시, 경기 중 마모로 인해 보드의 최소 허용 두께는 9mm입니다. 대부분 팀의 경우, 제한 보드를 사용한 조종은 일반적으로 최소 지상고에 영향을 미치지 않습니다. 제한 보드가 없더라도 해당 수준을 위반하면 불리한 공기역학적 현상인 "포포이징"에 직면하게 되기 때문입니다.

아래에서 본 F1 자동차 섀시 스케치.

"포포이징" 현상은 벤투리 터널 효과에 기반한 "지면 효과"를 적용한 후 F1 자동차에 나타나기 시작하는 공기역학적 현상입니다. 따라서 차량이 고속으로 주행할 때 섀시 아래에서 공기 흐름이 고속으로 흡입되어 다운포스를 증가시키는 저압 영역이 생성됩니다.

문제는 자동차가 더 빨리 달릴수록 차체의 높이가 낮아지는 경향이 있다는 것입니다. 차량 높이가 일정 수준까지 낮아지면 공기 흐름이 막히고 정체됩니다. 즉, 공기가 빨려 들어가면서 저압 영역에서 생성되는 다운포스가 갑자기 감소합니다. 그 시점에, 섀시는 지면에서 멀어지는 경향이 있습니다. 그러나 차대가 지면에서 충분히 멀어지면 공기가 다시 밀려들어 차가 다시 아래로 밀려 내려가는 과정이 반복됩니다. 자동차 밑의 공기 흐름의 영향으로 압축력을 제어할 수 없을 때 발생하는 현상을 경주자들은 재밌게도 "돌고래" 효과라고 부릅니다.

2023년 F1 시즌이 시작되면서 국제 자동차 연맹(FIA)은 드라이버들이 "포포징" 현상이 너무 크고 안전하지 않다고 불평한 후, 바닥 가장자리에서 측정한 최소 높이를 15mm로 늘려 규정을 개정했습니다. 당시 루이스 해밀턴은 아제르바이잔 바쿠 경주장에서 고속 코너에 진입할 때 차량을 제어할 수 없다고 불평했습니다. 섀시 높이를 높이면 자동차, 특히 메르세데스의 다운포스가 크게 감소하게 됩니다.

하지만 Red Bull의 RB19는 경쟁사와는 다른 성능을 보입니다 . RB19의 공기역학적 이점 중 일부는 벤투리 효과를 최대한 활용하여 서스펜션 디자인을 적용한 데서 비롯됩니다. 이를 통해 RB19는 경쟁 차량보다 낮은 지상고에서 주행하면서도 차량 아래로 안정적인 공기 흐름을 유지하고 "포포이징" 현상을 피할 수 있습니다.

벨기에의 스파프랑코르샹은 오루즈 코너에서 빠른 속도와 다운포스가 가장 큰 트랙이기 때문에, 팀들은 종종 평소보다 차량을 더 높은 곳에 배치해야 합니다. 레드불은 맥스 페르스타펀과 세르히오 페레즈에게 고위험 구간에서는 속도를 줄여 차량 하부 패널이 땅에 너무 많이 닿지 않도록 지시해야 했습니다. 이런 방식으로 그들은 RB19의 주행 높이를 비교적 낮게 유지할 수 있었고, 그 결과 나머지 레이스에서도 좋은 성능을 발휘할 수 있었습니다.

스즈카 RB19의 새로운 바닥 디자인. 사진: F1.com

바쿠와 모나코의 스트리트 서킷에서는 도로 표면이 고르지 않아 차량의 지상고가 비교적 높게 설정되어야 하므로, 레드불이 다른 서킷에 비해 경쟁사에 비해 우위를 점하기 어려울 것입니다. 높은 지상고가 필요한 모든 트랙은 RB19의 출력에 영향을 미쳐, 대부분의 거리 경주처럼 짧은 코너가 많은 트랙에서 레드불이 주행하기 어렵게 만듭니다. 앞 타이어가 과열되면 RB19가 불리한 입장에 놓이게 됩니다. 그래서 바쿠에서 레드불은 페라리에 출발권을 잃었고, 모나코에서 페르스타펜은 예선에서 페르난도 알론소를 간신히 이겼습니다.

싱가포르에 도착했을 때 - 일정상 가장 치열한 스트리트 레이스로 여겨지는 이 레이스에서, 높은 온도와 울퉁불퉁한 도로 표면 때문에 Red Bull은 불리한 상황을 피하기 위해 평소보다 더 부드러운 서스펜션을 차량에 장착해야 했습니다. 게다가 싱가포르와 같은 경주장에 맞춰 특별히 설계되지 않은 새로운 바닥과 디퓨저 디자인을 적용하면서 RB19는 더욱 손상되었습니다.

싱가포르 그랑프리에 앞서 실시된 테스트에서, 더 부드러운 서스펜션은 새로운 높은 주행 높이 설정과 호환되지 않는 것으로 나타났으며, 그 결과 RB19의 성능이 좋지 않았습니다. 또한, 새로운 플로어팬이 원인이 아니라는 것을 배제하기 위해 Red Bull은 서스펜션을 강화하는 동시에 기존 플로어팬으로 돌아갔습니다. 이 두 가지 주요 변화에도 불구하고 RB19는 본선 경기 전날 다음 연습 세션에서 여전히 페라리보다 0.3초 뒤처졌습니다.

예선에서 우위를 점하기 위해 Red Bull은 차량 높이를 낮추는 것을 포함한 추가적인 변경을 결정했습니다. 이러한 변화는 재앙적인 결정으로 판명되었고, 레드불의 두 드라이버는 2018년 러시아 그랑프리 이후 처음으로 3위를 차지하지 못했습니다.

레드불은 트랙의 특성에 맞춰 차량의 주행 높이를 높여야 했기 때문에 다른 차량에 비해 다운포스를 더 많이 잃는 것으로 보입니다 . 싱가포르 그랑프리가 끝난 지 며칠 후, 훨씬 평평한 표면을 가진 전형적인 트랙인 스즈카에서 Red Bull의 문제는 빠르게 해결되었고 RB19는 즉시 익숙한 형태로 돌아왔습니다.

스즈카에서 첫 번째 테스트 동안, 레드불은 두 가지 바닥 디자인을 나란히 비교하는 테스트를 실시했습니다. 페레즈는 싱가포르 공식 레이스에서 사용된 오래된 바닥판을 사용해 테스트했고, 페르스타펜은 싱가포르에서의 첫 두 번의 테스트 이후 일시적으로 제거된 새로운 바닥판을 사용했습니다. 레드불이 이 테스트를 실시한 목적은 새로운 바닥이 문제가 아니며 싱가포르에서 RB19의 저조한 성능의 원인이 아니라는 것을 확인하는 것이었습니다.

페르스타펜은 9월 24일 스즈카 레이스에서 우승을 차지했습니다. 사진: 레드불

페르스타펜은 새로운 차량을 타고 스즈카에서의 첫 번째 테스트 세션에서 팀 동료보다 빠르게 우위를 점했습니다. 그래서 새로운 바닥은 일본 그랑프리가 끝날 때까지 페레즈의 RB19에도 장착되었습니다. 멕시코 라이더는 기존의 바닥판을 사용했을 때보다 훨씬 빠른 속도를 즉시 달성했습니다. 이 사실은 싱가포르에서 RB19의 성능 저하가 일시적일 뿐이며 스트리트 레이싱의 특성과 관련이 있는 반면, 인기 있는 레이싱 트랙에서의 본질적인 강점은 그대로 유지된다는 것을 확인시켜 줍니다.

RB19가 스즈카에서 보여준 성능은 싱가포르 그랑프리 직전에 발표된 TD18과 TD34 기술 지침이 레드불의 힘을 약화시키지 않고, 단지 RB19에 적합하지 않은 트랙 유형과 일치했을 뿐이라는 것을 증명했습니다.

민 푸옹

소스 링크: https://vnexpress.net/ly-do-red-bull-kem-bat-thuong-tai-singapore-4658071.html