F1 경주 구조

Ferrari F2007 기술 매개변수:

모델 코드 F2007 전체 차체 길이 4545mm

전체 차체 폭 1796mm 전체 차체 높이 959mm

휠베이스 3,135mm 휠 사이즈 13인치

리어 휠베이스 1,405mm 프론트 휠베이스 1,470mm

차량 총중량 600kg(물, 윤활유, 운전자 포함) 섀시 구조 탄소섬유 허니콤 적합 구조

엔진 코드 056 실린더 수 8

실린더 각도 90도 밸브 수 32

밸브 구동 공압 엔진 배기량 2398 ml

피스톤 직경 98mm 엔진 질량 95kg

연료 쉘 V-PowerULG62 윤활제 쉘 SL-0977

변속기 레이아웃 세로 기어박스(미끄럼 방지 차동 장치 포함) 속도 잠금) 변속기 구조 7- 속도 연속 반자동 변속기(1 후진 기어)

브레이크 시스템 탄소 섬유 통풍 브레이크 디스크 서스펜션 시스템 전면 및 후면 더블 위시본(액티브 푸시 로드, 회전식 충격 흡수 장치)

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페라리 F2007 심층분석: 제로킬 롱 휠베이스로 전환하려면 지식이 필요하다

페라리의 신차 F2007이 데뷔한 지 거의 한 달이 되는 이 기간 동안 대중은 그것에 대해 점점 더 많이 알려져 있습니다. 그러나 디자인의 시작점과 핵심 기술 변경, 특히 길어진 휠베이스에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 이를 위해 우리는 심층적인 기술적 분석을 작성했습니다. 이 기사는 F2007에서 일어난 핵심적인 변화를 보여줄 뿐만 아니라, 더 중요하게는 그 이유를 설명하고 F1 기술에 대한 열정과 레이싱을 이해하는 팬들에게 실질적인 도움이 되기를 바랍니다.

첫째, 공기역학을 디자인의 출발점으로 삼아 차체 휠베이스를 확장한다

페라리 신차의 기술적인 변수를 살펴보면 알 수 있는 변화는 휠베이스가 늘어났다는 점이다. 크게 늘었고, 그 뒤에는 엄청난 지식이 숨어있습니다. 페라리 구형 모델 248F1의 휠 베이스는 3050mm인 반면, 신차 F2007의 휠 베이스는 3135mm로 85mm 늘어났다. 대부분의 팀이 새로운 브리지스톤 타이어를 수용하기 위해 휠베이스를 줄이고 무게를 앞으로 옮기는 것을 보면 이는 수수께끼처럼 보입니다.

이와 관련하여 페라리의 섀시 디렉터인 알도 코스타는 “이것은 순전히 공기역학 때문이다. 우리는 그것이 자연 속에서 자동차의 역동성에 큰 영향을 미칠 것이라고 믿지 않는다. 반대로, 이는 우리가 더 나은 방식으로 공기역학을 개발할 수 있는 더 많은 가능성을 열어줍니다.

그러나 코스타의 말은 확장된 휠베이스의 부정적인 영향을 어느 정도 약화시킵니다. 이 시점에서 먼저 새 타이어에서 일어나는 변화를 이해해야 합니다. 겨울 테스트에서 브리지스톤은 새로운 타이어 구조가 지난 시즌보다 훨씬 약하다는 사실을 공개적으로 인정했습니다. 두 타이어 공급업체가 타이어를 제공했을 때보다 앞/뒤 타이어 모두 약합니다. 그러나 뒷바퀴가 더 큰 역할을 하기 때문에 대부분의 팀은 자동차의 휠베이스를 줄이고 무게를 앞으로 옮깁니다.

페라리의 신차 이야기로 돌아가면, 팀은 신차 출시 당시 F2007에서 추가된 85mm가 조종석과 앞바퀴 사이에 모두 사용되었다고 밝혔습니다. 이런 식으로 휠베이스를 늘리면 자동차의 무게 배분에 큰 영향을 미치게 되고, 이로 인해 필연적으로 자동차의 무게가 뒤쪽으로 이동하게 되는데, 이는 분명히 브리지스톤의 새 타이어의 특성에 어긋납니다. 그렇다면 페라리는 왜 이런 일을 하는 걸까요? 여기에는 새로운 충돌 테스트 규칙이라는 또 다른 요소가 포함됩니다.

FIA는 올 시즌 더욱 엄격한 후방 충격 테스트를 도입해 차량 후방의 공기 흐름 효율에 영향을 미쳤다. Ferrari의 공기역학 팀은 새로운 테일 콘으로 인해 차량 후면에서 손실된 다운포스를 회복하는 것이 공칭 중량 분배 요구 사항보다 더 중요하다고 결정했습니다. 그리고 시뮬레이션 툴은 리어 액슬의 하중이 증가하더라도 뒷바퀴가 미끄러지는 것을 방지하기 위해 더 강한 후방 공기 역학적 그립을 생성할 수 있는 한 뒷타이어의 하중도 완화할 수 있다고 말했습니다. 즉, 길어진 휠베이스로 인한 부정적 영향은 공기역학을 통해 극복될 수 있다는 것이다.

이쯤에서 우리는 페라리가 레이싱카를 디자인하는 일차적인 출발점이 타이어에 어떻게 적응하느냐가 아니라 공기역학이라는 것을 알 수 있다. 물론, 페라리는 브리지스톤과 다년간의 협력을 통해 이미 일본 타이어의 특성을 알고 있었기 때문에, 새 타이어가 큰 변화를 겪더라도 페라리는 남들에게 뒤처지지 않을 것이기 때문에 당연한 일이다.

본질적으로 F2007과 248F1의 모든 공기역학적 차이는 더욱 엄격한 후방 충격 구조의 부정적인 영향을 극복하기 위해 후방으로의 공기 흐름을 늘리려는 노력에서 비롯됩니다. 새로운 규칙에 따르면 새로운 테일 콘은 더 높은 에너지 흡수 용량을 요구할 뿐만 아니라 그 모양도 엄격하게 규제됩니다. 이는 바로 중앙 디퓨저의 공기 흐름 채널을 차단하는 필수 모양 때문입니다. 따라서 디퓨저의 공기유량은 제한되어 있으며, 손실된 다운포스를 보충할 수 있는 유일한 방법은 공기유량을 증가시키는 것 뿐입니다.

길어진 휠베이스는 구동력 역할을 할 뿐만 아니라 새로운 제로 킬 프론트 서스펜션 구조와 새로운 라디에이터 디자인도 적용된다. F2007의 라디에이터는 거의 수평으로 배치되어 레이싱 사이드포드의 하단 가장자리를 훨씬 더 잘게 자를 수 있습니다.

이는 보다 효과적인 저압 영역을 생성하여 측면 포드를 따라 차량 후면을 향한 공기 흐름을 가속화합니다. 또한, 더욱 콤팩트해진 후면 패키징으로 인해 허리 라인도 더욱 슬림해졌습니다. 이 두 가지 새로운 기능을 결합하면 리어 빔 윙으로 흐르는 공기 흐름의 속도가 크게 증가하여 더 많은 공기 흐름이 타이어 양쪽에서 빠져나가는 대신 두 바퀴 사이로 흐르도록 유도하여 더 많은 저항을 생성합니다.

리어 빔 윙에서 특히 주목할 점은 구형 모델 248F1의 분할 디자인을 그대로 유지해 주로 중앙 디퓨저를 더 크게 설계할 수 있다는 점이다. 그러나 새 시즌을 맞아 새로운 리어 임팩트 구조가 도입되면서 대부분의 다른 팀 디자이너들은 그러한 디자인이 더 이상 장점이 ​​되지 않을 것이라고 믿고 있습니다. 하지만 페라리의 공기역학 책임자인 조헤 일리(Johe Iley)는 그렇게 생각하지 않는 것 같습니다.

공기 역학 측면에서 F2007 변경 사항에는 라디에이터 입구 및 출구의 재설계도 포함되는데, 이는 라디에이터의 다양한 배치와 크기 증가(F2007의 크기 증가(대형, 대형, 보다 자세한 분석은 이 글의 뒷부분에서 다루겠습니다). 새로 출시된 신차부터 본 기사의 마감일까지 F2007에는 냉각 굴뚝이 장착되지 않았습니다(단, 설치 위치는 예약되어 있습니다). 측면에 넓은 면적의 방열창만 있을 뿐입니다. 박스 커버 또한 새 차에는 기어 박스 바로 위에 공기 흐름 배출구가 있다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 페라리로서는 처음 있는 일이다.

페라리는 신차 출시 당시 현행 바디킷은 임시적이며 전면과 후면 윙은 248F1에서 직접 파생됐다는 점을 분명히 했다. 멜버른에 가시면 새것으로 교체됩니다. 또한 실제 버전의 모델에는 노즈콘에 공기 흐름 조정 부품을 다시 설치하여 차량 뒤쪽으로 더 많은 공기 흐름을 유도할 수 있습니다.

두 번째, 제로 킬 프론트 서스펜션과 강화된 모노코크

공기역학적 효율성을 향상시키기 위해 페라리는 마침내 일관된 싱글 킬 디자인을 버리고 제로 킬 레이아웃으로 전환했습니다. 하지만 F2007의 하부 위시본은 섀시에 직접 연결되는 것이 아니라, 열화된 더블 킬처럼 약간 튀어나온 두 개의 보강 리브를 통해 섀시(모노코크의 본체)와 간접적으로 연결된다는 점을 언급하는 것이 중요하다.

이 부분에서 모노코크가 강화됐다. 페라리는 무게가 늘어날지 여부를 공개하지 않았지만, 한 가지 확실한 것은 서스펜션 지오메트리 조정에 일정한 제한이 있을 것이라는 점이다. 앞서 언급한 바와 같이 신차의 휠베이스가 늘어났기 때문에 차량의 비틀림 강성을 동일하게 유지하려면 모노코크를 강화해야 하며 이에 따라 차량의 질량도 증가합니다.

자동차에 추가된 무게에는 라디에이터도 포함됩니다. F2007은 사이드포드의 하단 가장자리를 더 좁게 만들기 위해 라디에이터의 배치 각도를 변경해야 했습니다. 새 자동차의 라디에이터는 F2004 솔루션과 유사하며 거의 수평으로 배치됩니다. 공기 역학적 설계의 요구 사항에 따르면 사이드 박스의 공기 유입구가 작을수록 좋습니다. 물론 이는 사이드 박스의 하단 가장자리를 좁히려는 아이디어와 일치하지만 어떻게 해야 하는지에 대한 또 다른 문제도 발생합니다. 냉각 용량을 유지하려면? 기술의 획기적인 발전이 없는 상황에서 동일한 열 교환 용량을 유지하면서 공기 흡입구의 크기를 줄이는 유일한 방법은 라디에이터 자체의 크기를 늘리는 것입니다.

품질에 관해서라면 한 가지가 더 있습니다. 페라리는 신차 출시 행사에서 더욱 엄격한 전면, 후면 및 측면 충격 테스트를 충족하기 위해 위에서 언급한 강화된 섀시와 더 커진 섀시를 결합하여 이제 신차의 무게가 거의 10kg 증가했음을 공개적으로 인정했습니다. 라디에이터, 새 차의 무게가 추가로 증가했습니다. 따라서 F2007 균형추의 자유도는 필연적으로 더욱 큰 영향을 받게 됩니다.

물론 새로운 규정으로 인해 가져온 10kg 정도의 질량은 모든 팀이 동일하며, 이로 인해 발생하는 외형 변화도 기본적으로 동일하다. "노즈콘이 붕괴 변형되는 형태로 추가 개발이 이루어져야 합니다. 자동차 후면의 경우 FIA에서는 테일콘 충격 구조가 흡수할 수 있는 최대 G 값을 규정할 뿐만 아니라 공간 요구 사항도 규정하고 있습니다." , 그래서 각 팀의 테일콘의 치수와 모양이 동일하다”고 페라리 섀시 디렉터 코스타는 설명했다. 이것이 MP4-22의 테일콘이 전통적인 디자인으로 변경된 이유입니다.

섀시 측면에서 마지막으로 이야기할 포인트는 리어 서스펜션이다. 신차의 리어 서스펜션은 본래의 구조를 유지하고 있는데, 즉 토션바가 중앙 사체즈 로터리 쇽업소버에 연결되어 있다. 여기서 한 가지 언급해야 할 점은 회전식 완충 장치가 현재의 완충 장치 중에서 가장 컴팩트한 구조라는 점입니다. 2003년 사체스가 처음 개발한 것으로, 페라리 F2003-GA는 이 충격흡수 기술을 탑재한 최초의 레이싱카였다.

본론으로 돌아가서, F2007의 리어 서스펜션은 현재 오래된 구조를 사용하고 있지만 개선이 뒤따를 것입니다. 현재 뒷타이어에 가해지는 부담을 줄이기 위한 개발 프로젝트가 진행 중이다. 지난해 헤레스에서 2007년형 타이어를 처음 테스트했을 때 모든 차량에서 소프트 컴파운드가 매우 빠르게 분해되는 것으로 밝혀져 뒷타이어의 작업 부하를 개선하기 위한 개발 프로젝트가 더욱 시급해졌다.

비상 계획 외에도 페라리는 새로운 서스펜션 구조를 준비하고 있는데, 이는 시즌 중반에 출시될 예정이다. 구체적인 시기는 아직 정해지지 않았다.

셋째, 엔진 성능 최적화를 위한 심리스 기어박스 도입

F2007부터 페라리는 맥라렌과 혼다가 개척한 심리스 기어박스 동호회에 합류했지만, 페라리가 선호하는 이 시스템은 퀵 변속 기어 박스. Aldo Costa는 새로운 기어박스에 대해 "거의 동시에 기어를 변경하여 한 기어에서 다른 기어로 시간을 절약합니다"라고 말했습니다.

2006년 4월 17일 오늘, Ferrari는 자체적으로 매끄러운 기술을 개발 중이라고 처음으로 밝혔습니다. "현재 이 시스템을 테스트 중이지만 이번 시즌 대회에서는 사용되지 않을 예정입니다. 우리의 원래 계획은 매우 복잡한 시스템을 가지고 있었습니다. 매우 안정적이었지만 유지 관리가 너무 복잡하고 무겁고 비용이 많이 들었습니다. "전 기술 이사인 로스 브라운은 당시 "그래서 우리는 더 간단한 것을 만들 계획이지만 여기에도 약간의 위험이 따르기 때문에 위험을 최소화하기 위해 여전히 많은 테스트를 수행해야 합니다."

브라운의 공개적인 어조에 따르면 그는 심리스 기어박스의 장점을 처음부터 끝까지 경시해왔다.

기존 기어박스와 마찬가지로 새 기어박스도 탄소섬유 쉘을 사용하지만 테일의 공기역학적 설계와 새로운 테일콘 규칙 요구 사항을 충족하도록 재구성되었습니다.

엔진에 관해서는 지난 시즌 말까지 페라리의 056이 가장 강하다고 여겨졌는데, 이번 시즌 버전은 최적화된 제품이지만, 056 V8의 코드네임은 변함없이 FIA에 도달했다. 상한: 98mm. 새로운 엔진 디렉터 질 사이먼(Gilles Simon)은 엔진이 제출된 이후 개선 작업이 진행되었다고 말했습니다. 물론, 페라리는 전자 장치를 재설계해야 합니다. 19,000rpm 제한을 충족하도록 조정되었습니다.

“FIA를 통해 연소실, 캠축 및 밸브를 개선할 수 있었으며, 일부 구성 요소를 경량화하여 엔진의 토크 곡선도 향상했습니다. 신뢰성이 향상되었습니다. 물론, Shell과 협력하여 연료 및 윤활유 개발도 진행하고, 에어박스를 개선하고 엔진 내부 마찰을 줄이는 데에도 집중할 것입니다. ” Simon은 새로운 엔진에 대해 말했습니다.