[CAR&Travel]F1의 그 엄청난 굉음… ‘파워+내구성’ 갖춘 엔진이 열쇠

‘RS27’을 점검하고 있는 르노의 엔지니어들. 사진제공 르노삼성자동차

포뮬러원(F1) 하면 가장 먼저 떠오르는 것이 머신(경주차)에서 뿜어져 나오는 엄청난 굉음이다. 엄청난 속도로 달리는 F1 머신에서 엄청난 굉음을 뿜어내는 주체는 바로 엔진이다.

일반 자동차 엔진과는 비교할 수 없을 정도의 성능과 내구성을 지닌 F1 머신의 엔진. 2년 연속 월드 챔피언에 오른 제바스티안 페텔이 소속된 레드불 레이싱팀의 엔진인 ‘르노 RS27’을 통해 머신 엔진을 살펴보자.

‘르노 RS27 엔진은 레드불을 포함한 3개의 F1 팀이 사용하고 있다. 르노는 “F1에 참여하는 전체 팀이 12개인 점을 감안하면 전체 팀 가운데 25%가 르노의 엔진을 사용하고 있는 것”이라고 설명했다.

F1 머신의 최고 속도는 시속 350km에 달한다. 그야말로 엄청난 속도지만, 배기량은 2400cc에 불과하다. 현대자동차의 ‘그랜저’ 라인업 중 가장 배기량이 낮은 모델이 2400cc다. 새로 출시된 ‘그랜저 셀러브리티’는 3300cc다. 문제는 배기량이 아니라는 이야기다.

비밀은 출력에 있다. F1 머신의 최고출력은 750마력에 달한다. 닛산의 슈퍼카 ‘GT-R’의 최고출력이 530마력인 것을 감안하면 그 힘을 짐작할 수 있다. 이 힘을 구현하기 위해서는 일반 중형차 엔진 회전수(RPM)의 3∼4배 수준인 1만8000RPM까지 도달해야 한다. RPM이 이 정도 수준에 이르면 1000도가 넘는 고열과 엄청난 압력이 엔진에 가해진다. 일반 자동차 엔진은 어떤 식으로든 이상이 생길 수밖에 없는 조건. 따라서 F1 머신에 사용되는 엔진은 특수 합금을 이용해 제작된다. 무게는 르노 RS27의 경우 95kg이다.

단순히 폭발적인 성능만을 낸다고 해서 F1 머신에 장착될 수 있는 것은 아니다. 연중 열리는 레이스를 견딜 수 있는 내구성도 갖춰야 한다. 올해 F1 월드챔피언십은 총 19차례의 대회가 열리는데, 이 때 엔진은 8개만을 사용할 수 있다. 르노 측은 “엔진 한 개를 적어도 2차례 이상의 대회에서 사용할 수 있을 정도의 내구성이 있어야 하고, 성능을 꾸준히 유지할 수 있어야만 F1 엔진으로 사용할 수 있다”고 설명했다.

F1 머신용 엔진 제작을 위해 르노는 ‘동력계(dynamometer)’라고 불리는 테스트 장비를 이용해 엔진의 한계점을 측정한다. 동력계는 엔진의 토크를 비롯한 각종 수치를 측정하는 장비다. 르노는 “실제 트랙을 달리는 것과 같은 내구성 테스트를 약 3000km의 거리를 달린다고 가정하고 실시한다”며 “여기에 엔진에 변속기, 배기관리시스템 등을 부착해 다시 한번 테스트 한다”고 설명했다. 이 과정을 통해 엔진이 내구성이 어느 정도인지, 파워트레인과 배기시스템 연결 과정에서의 문제점은 없는지 등을 점검한다.

물론 이렇게 동일한 과정을 통해 생산된 엔진을 사용한다고 해서 각 팀의 성적이 똑같은 것은 아니다. 엔진의 교체 시기, 서킷 특성을 고려한 정비 등에 따라 차이가 발생할 수밖에 없다. 르노의 스테판 아스포 V8 팀장은 “각 팀의 미케닉과 르노의 엔지니어들이 각종 데이터를 가지고 수 차례의 시뮬레이션 끝에 최적의 조합을 찾아낸다”며 “이 데이터와 그에 기반한 전략의 기밀 유지가 중요하기 때문에 한 명의 엔지니어가 두 개의 팀을 맡는 경우는 없다”고 설명했다.

한상준 기자 alwaysj@donga.com