[알기쉬운 Engineering] 자동차의 날개, 스포일러

tttaek (52)in #kr • 6 years ago (edited)

자동차에도 날개가 있다는거 아시나요?

튜닝을 해서 스포일러가 적용되는경우도 있고, 슈퍼카나 고급 차량은 성능을 위해 추가하는경우도 있어요.

차량에는 스포일러, 리어스포일러라는게 적용되는데, 후방에 적용되는 날개라고 생각하면 쉬울것같네요^^
리어스포일러는 단순히 멋스러운 익스테리어 장식으로 보일 수 도 있지만, 고속주행을 주력으로 내세우는 차량에는 빠지지 않고 장착되는 필수적인 부품입니다.

사실 스포일러는 항공기에서 가져온건데요, 스포일러의 역할이 그렇듯이 차량에서 쓰이는 리어스포일러 역시 고속 주행 시에도 공기의 흐름을 효율적으로 진행하여 안정적인 주행과 연비효율을 향상시키는 역할을 하게 됩니다.

[출처 : 중앙일보]

차체를 따라 흐르는 공기를 이용해 다운포스를 만들어내고 동시에 차체 뒷부분에 발생하는 와류를 줄여 차체를 운동성능을 안정화하는겁니다.
또한 속도에 따라 스포일러의 각도를 조정하면 코너링도 도움을 받을 수 있어요. 스포일러가 크면 고속에서 안정적이지만 동시에 공기저항이 늘어나고 무게가 증가하여 연비가 안좋아 질수도 있어요. 자세한 이야기는 다음번 포스팅때 다뤄볼게요.

그리고 저속 주행 때 차의 움직임을 불안정하게 할수도 있어요. 이런 현상을 막기 위해 일부 양산 자동차는 팝업식 스포일러를 사용합니다. 평소에 접혀 있다가 특정속도(100~130km/h 이상)에서만 스포일러가 튀어나오는 기술입니다.

파나메라 가변 스포일러 [출처 : 유투브]

팝업식 스포일러 → 에어 브레이크

팝업식 스포일러의 기능에서 좀 더 연장되는 에어브레이크가 됩니다. 이 기능은 팝업 스포일러의 부가적인 기능으로 급제동 때에만 작동합니다. 즉 차가 급하게 제동하기 시작하면 스포일러 각도와 높이를 최대로 세워 부족한 다운포스를 보완하고, 동시에 공기저항을 늘려 제동력에 도움을 줍니다. 이것 또한 항공기 기술에서 착안된거죠.

스포일러의 유무에 따라 다운포스가 달라지고 결국 차량 성능이 달라지게 됩니다. 위 그림으로 쉽게 설명이 될것 같은데 좀 더 자세한 이야기는 다음번 포스팅에 이어갈게요^^

마지막으로 리어 스포일러가 효과를 얻으려면 몇 가지 조건이 있습니다.

자동차의 크기를 고려하여 적당한 사이즈로 만든다
차 밑으로 들어가는 공기량과 차 지붕을 타고 넘어오는 공기량 및 만나는 포인트를 계산한다.
적당한 무게를 위해 가변운 소재를 적용한다.

가장 완벽한 스포일러는 세상에 존재하지 않습니다. 왜냐하면 자동차 속도, 형상, 운동상태에 따라 달라지게 되고 자동차회사들은 속도에 따라 각도를 변경하는 스포일러까지 개발했습니다. 아마도 가까운 미래에는 모양까지 바뀌는 스포일러가 나오지 않을까요? ㅎㅎ 허무맹랑해보일수도 있지만 그게 기술아니겠어요?ㅎ

오늘 포스팅은 여기까지 할게요. 사실 오늘 이야기는 다음 포스팅을 위한 소개(?)라고 생각하시면 될것같아요

다음 포스팅엔 자동차에 적용되는 다운포스에 대해 이야기해보려고 합니다.
사진봐도 뭔가 재미있을것 같지 않나요?