더 효율적이며,
연료를 덜 씀과 동시에,
탄소 중립을 달성하라!
들어가며
지난 2022년 8월, F1 공식 홈페이지를 통해 2026년도에 사용될 차세대 포뮬러원 파워유닛에 대한 규정을 발표했다. 마침 얼마 전 F1 하이브리드 엔진에 대한 포스팅을 작성했는데, 관련된 자료를 조사하면서 문득 생각이 든 것이, F1 파워유닛에 대해 공부한 김에 이전에 발표된 2026년도부터 사용될 차세대 파워유닛에 대한 내용을 정리하면 좋겠다고 생각이 들었다.
[Formula 1] #35 - F1의 하이브리드 파워 유닛(Hybrid Power Unit) 파헤치기
들어가며 F1 경기를 보다보면 '어느 팀이 ICE 유닛을 교체해서 페널티를 받았다.', 'TC에 문제가 있어 리타이어 했다.', 'MGU-K에 문제가 있다.' 등과 같은 이야기를 많이 들었을 것이다. ICE, TC, MGU-K
feeelight.tistory.com
이전보다 더욱더 친환경적으로 바뀌었다는 포뮬러원 파워유닛. F1에서 공식적으로 발표한 기사를 통해, 2026년도에는 F1 파워유닛이 어떻게 바뀌는가에 대해 가볍게 정리해보려 한다.
[기사 원문]
https://www.formula1.com/en/latest/article.more-efficient-less-fuel-and-carbon-net-zero-7-things-you-need-to-know-about.ZhtzvU3cPCv8QO7jtFxQR.html
2026년도 F1 차량의 차세대 엔진을 장착한 차량이 트랙에 그 모습을 드러내는 순간, 사람들은 엔진이 더욱더 강력해졌다는 것을 단번에 알아차릴 수 있을 것이다. 엔진의 파워가 더더욱 강해졌음에도 불구하고, 새로운 엔진 규정에 의해 연료 에너지를 훨씬 더 적게 사용하면서 동시에 탄소 중립을 달성할 것이다.
<F1의 차세대 엔진에 대해 당신이 알아야 할 7가지>를 주제로 하나씩 살펴보도록 하자.
#1 더 이상 화석 연료는 그만
Formula 1과 그의 협업 파트너 ARAMCO가 그간 이행했던 수많은 연구와 테스트 덕분에, 새로운 포뮬러원의 파워유닛은 완전히 지속가능한(fully sustainable) 연료를 사용할 수 있게 되었다. 이는 더 이상 화석 연료를 사용하지 않게 될 것을 의미하며, 화석 연료로부터 탄소를 얻는 것 대신에 탄소를 비식량 공급원(non-food sources), 실제 생활 폐기물(genuine municipal waste) 또는 심지어 대기에서 얻는다는 것을 의미한다.
#2 전기 동력을 세배로
현재 F1 파워유닛은 1.6L V6 터보차저 내연 엔진을 사용하는데, 이 엔진은 더 강력한 전기 동력원과 함께 다음 세대로 진화를 거듭한다. MGU-K(Motor Generator Unit - Kinetic)은 기존 대비 세배 이상의 전기 동력을 발생시킬 것이다 MGU-K가 더 많은 전기에너지를 발생시킴에 따라, MGU-K가 없었다면 브레이킹 시 손실되어버렸던 브레이킹 에너지는 이전 대비 더 많이 모이게 될 것이다.
2026년도에는 MGU-K가 대략 350kW만큼의 전기에너지를 발생시키는 것을 목표로 삼고 있다. 기존 MGU-K와 MGU-H가 120kW의 에너지를 생산했던 것을 생각하면 이는 엄청난 증가다.
#3 1000마력 이상의 힘을 뿜어내는 엔진
전기에너지가 동력의 많은 부분을 차지함에 따라, 엔진으로 들어가는 연료는 더 적어지게 되었다. 전체적으로 연료를 적게 사용했지만 여전히 F1의 파워유닛은 1000마력 이상의 동력을 제공할 것이며, 맹수와 같이 그르렁대는 엔진의 사운드를 즐길 수 있을 것이다.
2013년도에는 레이스 동안 최대 160kg의 연료를 사용할 수 있었고, 2020년도에는 연료 사용 제한을 100kg로 지정했다. 2026년도에는 F1은 최대 한 그랑프리 동안 무려 70kg의 연료만을 사용할 수 있는 것을 목표로 하고 있다.
더 나아가 F1은 연료 흐름(Fuel Flow)을 측정할 때에 최대 질량흐름률(Mass Flow Rate) 대신 최대 에너지흐름률(Energy Flow Rate)을 사용하기로 결정했다.
참고 | 질량흐름률과 에너지흐름률?
전기에너지 의존도가 높아짐에 따라, 기존에 사용하던 연료의 효율성이 낮아졌다. 이는 기존 연료와 비교했을 때, 같은 질량 대비 새로운 연료로부터 얻을 수 있는 에너지가 더 적다는 말이다. 그렇기 때문에, 몇몇 팀들이 이러한 점을 악용해서 새로운 연료 대신 연료효율성이 좋은 가솔린을 섞어서 사용할 수도 있다. 따라서 단순히 질량흐름률로 이 팀이 화석연료를 썼는지 아닌지 알 수 없기에, 엔진 연료 규정을 준수했는지 판단하기에는 무리가 있다. 따라서 연료의 질량흐름률을 대입하여 에너지흐름률을 얻을 수 있는 유닛을 사용하여, 해당 연료로 얼마큼의 에너지를 발생시켰는지와 연료의 잠열을 측정하여 준수 여부를 판단하기로 결정했다.
(출처 : https://scuderiafans.com/f1-2026-internal-combustion-engine-to-produce-37-less-power/)
#4 더욱더 안전해진 파워 유닛
현재 MGU-K가 차량 섀시 내부에 배터리와 CE 옆에 위치해있다. 이제 MGU-K가 더 많은 전기에너지를 발생시킴에 따라, 차량의 안전을 위해 MGU-K를 포함한 모든 고전압 장비는 Safety Cell 내부에 위치되게끔 섀시 내부로 감싸 지도록 규정이 변경되었다.
#5 더 적어진 비용 (현재도 개발 진행 중)
엔진과 관련된 비용에 대한 제한을 둔다든지(Cost Cap), MGU-H와 같은 생산에 비용이 많이 드는 시스템을 금지한다든지, 표준 부품을 최대한 사용하게끔 한다든지 하는 것들은 각 팀이 엔진 생산에 드는 비용을 효과적으로 줄일 수 있다.
이러한 규정을 지키기 위해, 각 팀의 엔지니어들은 그들의 팀이 경기에서 승리하고 챔피언십에서 우승할 수 있도록 전기 시스템에 대한 혁신과 더불어 더욱더 재사용 가능한 미래를 위한 연구와 개발을 지속적으로 시도할 것이다.
컨스터럭터는 한 시즌 당 한 차량에 최대 3개의 파워유닛을 사용하도록 제한되는 규정은 그대로 유지된다.
#6 드라이버에게는 더욱 가혹하다
MGU-H와 같은 컴포넌트의 제거와 함께 터보 랙(Turbo Lag)이 다시 등장하게 되었다. 이는 드라이버들이 코너를 빠져나갈 때 효과적인 가속을 위해 더욱더 유의해야 한다는 것을 의미하며, 이는 드라이버에게 더 힘들다는 것을 의미한다.
이전 포스팅 | 터보 랙이 궁금하다면?!
[Formula 1] #35 - F1의 하이브리드 파워 유닛(Hybrid Power Unit) 파헤치기
들어가며 F1 경기를 보다보면 '어느 팀이 ICE 유닛을 교체해서 페널티를 받았다.', 'TC에 문제가 있어 리타이어 했다.', 'MGU-K에 문제가 있다.' 등과 같은 이야기를 많이 들었을 것이다. ICE, TC, MGU-K
feeelight.tistory.com
드라이버뿐만 아니라 각 팀의 전략가들(strategist)에게도 또 다른 도전이다. 드라이버들이 언제 추월을 위해 대기하고 언제 파워유닛의 배터리를 이용해서 앞차를 추월할지를 이전과 다르게 정해야하기 때문이다.
#7 환경적 의무를 짊어진 F1
Formula 1은 환경적인 책임을 지면서 동시에 기존 스포츠 또한 유지시키기 위해 최선을 다한다. 이 일환으로 F1 배터리 재활용은 의무가 되었다. MGU-K의 수명이 끝났을 때 코발트와 같은 물질들은 재활용된다.
마치며
전 세계적으로 내연 기관을 전기 모터로 대체하는 추세인데, 내연 기관을 사용하는 각종 모터스포츠에서 이를 어떻게 대응할지가 궁금했었다. 결론은 지속 가능한 연료를 개발하는 것과 전기 에너지의 힘을 빌리는 것, 이렇게 2가지로 정리가 될 수 있을 듯하다. 어찌 됐든 Formula E 경기를 보면 아무래도 사운드적으로 재미가 없다는 생각이 들었는데, F1에서 여전히 맹수 같은 사운드를 들을 수 있다는 점이 무엇보다 다행이라고 생각한다.
2026년까지 아직 4년이라는 시간이 남았다. 하이브리드 시대에서 또 다른 하이브리드 시대로 넘어가는 것이지만, 각종 규정 변화에 대해 각 팀들이 어떻게 대처하는지가 관건일 것 같다.
'Formula 1 (포뮬러원) > Formula 1 News' 카테고리의 다른 글
| [F1 News] 폴포싱(Porpoising) 문제를 해결하기 위한 FIA의 해결책은 무엇인가? (0) | 2022.06.26 |
|---|---|
| [F1 News] F1 2022 Game의 두번째 트레일러(Trailer) 공개 (0) | 2022.06.01 |
| [F1 News] ANALYSIS : "Red Bull과 Sergio Perez, 2024년까지 계약을 연장하다." (0) | 2022.06.01 |
| [F1 News] "Ferrari의 수장 Binotto, Monaco 그랑프리의 승리를 놓친 것에 대한 실수를 인정하다." (0) | 2022.06.01 |
| [F1 News] "Monaco에서의 Mick Schumacher의 충돌에 대해 Haas의 수장 Steiner, 언짢음을 표하다" (0) | 2022.06.01 |