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레이싱 타이어 마찰원을 이해하라!
레이싱카의 타이어는 치열한 스피드 경쟁을 하는 육상선수의 신발에 많이 비유되곤 한다.
그러하기에 타이어에 대한 기본적인 특성을 이해한다면 화려한 레이싱테크닉을 보다 쉽게 배우고 실전에서 활용할 수 있을 것이다.
레이싱 타이어는 크게 골격으로 볼 수 있는 구조(construction)슌와 각 구성품의 특성을 충족시키는 컴파운드(compound) 기술이 중요하게 작용한다.
사용 목적에 따라서도 레이싱 타이어는 가속, 감속, 핸들링성능 그리고 고속안전성 등을 고려하여 만들어진다. 물론 동력손실을 줄이기 위해 저중량 설계를 통한 경량화의 노력도 숨어있다.
그리고 레이스에서는 타이어의 그립(grip)이 중요한데 이는 타이어가 노면을 잡아 주는 힘으로 생각하면 된다. 그립은 차량의 운동을 노면에 전달하고 원심력에 대항하기 때문에 그립력을 높이기 위하여 각 팀에서는 여러 장비를 통해 타이어를 분석하고 차량을 셋팅한다.
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레이스 시작 전 타이어를 전기담요와 같은 워머로 감싸고 온도를 높이거나 포메이션랩에서 차량을 좌우로 심하게 핸들링하는 이유도 바로 컴파운드 발열을 통해 그립력을 높이기 위한 전략이다.
이러한 중요한 특성을 가지고 있는 타이어의 그립력은 노면과의 마찰력에서부터 나오게 되는데 그림과 같이 그립력의 한계를 마찰원으로 설명할 수 있다.
방향과 크기를 나타내는 물리량인 벡터(vector)로 나타낸 것인데 실제의 데이터 값은 그림과 같이 완전한 동그란 원으로는 나타나지 않는다.
마찰원은 그림처럼 종방향의 가속과 감속 그리고 횡방향의 좌,우 코너링 방향의 합력으로 결정된다. 즉, 어느 한방향의 힘이나 두 방향의 합력이 마찰원의 한계 값을 벗어난다면 타이어의 그립력은 상실하게 되고 차량은 A)휠스핀 B)타이어락 C)슬라이드/스핀 D)한계의 그립으로 (우)코너링 등으로 이어지게 된다.
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서두에도 언급을 했지만 타이어는 레이스에서 중요한 요소이며 레이싱테크닉을 배우기 위해 반드시 이해가 필요한 분야이다. 필자 또한 레이스를 하며 타이어 전략을 통해 승부가 수도 없이 엇갈렸었고 이제야 짧은 지식을 바탕으로 소개를 하고 있다.
현재 레이스를 준비하고 있거나 입문단계에 있다면 이 글에서 나아가 타이어에 대한 보다 깊이 있는 이해를 당부한다. 다음 주에는 타이어 마찰원의 한계를 통해 일어나는 차량의 반응과 레이싱 테크닉에 대해 소개를 이어가겠다.
/글 손성욱(가톨릭상지대 자동차ㆍ모터스포츠학과 겸임교수/ 헌트레이싱카스 매니저) 502memo@hanmail.net. 사진=피렐리
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