[Formula 1] #15 - 레이싱 라인(Racing Line)이란? (2)

 

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2021.11.09 - [가벼운 공학 과학 IT/Formula 1 Tech. Stuff] - [Formula 1] #15 - 레이싱 라인(Racing Line)이란? (1)

[Formula 1] #15 - 레이싱 라인(Racing Line)이란? (1)

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[목차]
- 늦은 에이펙스 (Late Apex)
    코너 이후 직선 구간이 이어지는 경우
- 이른 에이펙스 (Early Apex)
    코너 직후 또다시 코너가 이어지는 경우
- 카팅 라인 (Karting Line)
    비올때 카팅 라인을 타는 2가지 이유
- 단순하지 않은 레이싱 라인

늦은 에이펙스 (Late Apex)

코너 이후 직선 구간이 이어지는 경우

Geometric Apex를 지나는 레이싱 라인(보라색)이 가장 베스트일까? (출처 : Youtube Channel 'Chainbear')

 자 이런 예를 보자. 만약 A 지점과 B 지점 이후 엄청 긴 직선 구간을 지나 C라는 지점이 있다면 어떨까? 여전히 수학 산식을 통한 True apex를 지나는 레이싱 라인(보라색 라인)을 타는 것이 베스트일까?

 

 정답은 '그렇지 않다'이다. 왜냐하면 직선 구간은 가속 구간이고, 가속 구간에서 가속을 늦게 하면 늦게 할수록 손해이기 때문이다. 코너를 빠른 속도로 나오기는 했지만 말이다.

 

(출처 : Youtube Channel 'Chainbear')

 그렇다면 이러면 어떨까? A 지점이 아닌 좀 더 뒷 지점에서 브레이크를 좀 더 강하게 밟아, 다음 직선 구간과 빨리 차량을 일직선으로 만든다면? 코너의 True apex가 아닌 True apex를 지난 에이펙스, 즉 'Late Apex'를 밟아 레이싱 라인이 더 빨리 직선이 만들게끔 하는 것이다.

 

 이렇게 차량을 더 빨리 직선 구간과 일직선으로 만들면, 가속 구간에서 더 일찍 그리고 더 오래 가속하여 더 높은 속도로  C 지점에 도달할 수 있다.

 

 Late apex를 취하는 것은 코너를 더 느리게 통과할수록 더 효과적이다. 엥? 이상하다. 더 빨리 나와야 좋은 것 아닌가?

 

헤어핀의 late apex racing line (출처 : Youtube Channel 'Chainbear')

 이유는 낮은 속도에서 가속하는 것이 높은 속도에서 가속하는 것보다 가속 포텐셜이 더 높기 때문이다. 이러한 이유로 헤어핀(Hairpin)을 통과할 때 Late apex를 통과한다.

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이른 에이펙스 (Early Apex)

코너 직후 또 다시 코너가 이어지는 경우

코너 이후 계속 코너가 이어지는 경우 Early Apex를 지나는 레이싱 라인(파란색)이 베스트이다. (출처 : Youtube Channel 'Chainbear')

 이런 경우도 있을까? Late apex와 반대로 이른 에이펙스 즉, Early Apex를 밟아서 진입 속도를 최고로 만들고 대신 진출 속도를 늦게 만드는 경우 말이다.

 

 앞서 말한 코너 직후 직선이 아닌, 코너가 다시 한번 이어지는 형태를 생각해보자. 만약 코너 직후에 여러 개의 코너가 연속으로 있다면, 진출 속도는 그리 중요하지 않다. 오히려 포지셔닝(positioning)과 차량의 안정성이 더 중요하게 된다. 따라서 오히려 이러한 경우에는 에이펙스를 좀 앞당겨 진입속도를 높여 포지셔닝에 집중하는 편이 낫다.

 

파란색이 Late Apex, 보라색이 Geometric Apex. 초록색이 Late Apex이다. (출처 : Youtube Channel 'Chainbear')

 진출속도가 가장 중요한 것은 이 연속적인 코너가 최종적으로 끝날 때이다. 예를 들어 시케인(chicane)을 생각하면 된다. 첫 코너와 끝 코너를 제외한 중간에 있는 코너들은 앞서 말한 산식을 통해 도출한 True apex를 취함으로써 속도를 최적으로 할 수 있다. 첫 코너의 경우는 진입 속도가 중요하기 때문에 Early apex를 취하고, 진출 속도가 중요한 끝 코너에서는 Late apex를 취하면 된다.

 

 코너 시퀀스(Corner sequence)는 트랙별로 다 다르고, 그렇기 때문에 모든 코너들을 최고의 속도로 잘 돌아나가는 것은 드라이버의 기술과 숙련도에서 나온다.   

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카팅 라인 (Karting Line)

에이펙스(apex)를 밟지 않고 넓게 돌아나가는 카팅 라인(Karting Line) (출처 : Youtube Channel 'Chainbear')

 종종 해설자들이 카팅 라인(Karting Line)을 언급하는 경우가 있다. 이는 코너의 에이펙스를 지나지 않고 넓게 돌아나가는 것을 의미한다.

 

 카트는 본질적으로 굉장히 잘 미끄러지고 불안정하기 때문에 오히려 강한 브레이킹을 통해 감속하는 것보다 그 운동량을 그대로 가진채로 마치 드리프트하듯 미끄러져나가는 것이 더 유리하기 때문이다.

 

 F1 차량들이 이런 카팅라인 탈때는 언제일까? 첫째로 타이어가 마모되어 있을 때이다. 둘째로는 비가 오는 경우경우이다.

 

 타이어가 마모되었을 때는 무리하지 않으려고 카팅 라인을 탈 수 있을 것 같다. 하지만 비가 올 때는 왜 카팅 라인을 타는 것일까?

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비 올 때카팅 라인을 타는 2가지 이유

 첫 번째는카트 레이싱과 굉장히 유사한 이유다. 미끄러운 표면에서는 기존처럼 세게 브레이킹한 후 가속해나가는 것이 굉장히 어렵다. 차량 자체가 드라이한 상황에서 잘 운행되도록 디자인됐기 때문이다.

 

트랙 노면(회색) 위에 타이어 러버층(검은색)이 형성되고, 그 위에 빗물(파란색)이 고이면 수막현상이 발생할 수 있다. (출처 : Youtube Channel 'Chainbear')

 두 번째는노면이 드라이한 상황에는 모든 차량들이 레이싱 라인을 지나가기 때문에 레이싱 라인에 타이어 러버(tyre rubber) 층이 형성되어 있다. 러버가 깔려 있는 상황에서 비가 온다면 이러한 레이싱 라인 위에 있는 빗물은 그냥 빗물층을 형성해버리게 된다. 이는 수막현상을 일으켜 그립을 잃게 만든다. 하지만 러버가 없는 노면은 빗물을 잘 흡수하여 상대적으로 덜 미끄럽기 때문에 카팅 라인으로 주행한다.

 

수막 현상 (aquaplaning 또는 hydroplaning)
노면에 물이 고인 상태에서 고속 주행하면 타이어와 노면 사이에 물막이 형성되어 자동차가 물 위를 미끄러지는 현상

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단순하지 않은 레이싱 라인

 설명은 단순했지만 실상은 매우 복잡하다.

 

 코너 진입, 중간, 진출에 있는 요철들에 따라 레이싱 라인이 달라질 수 있다. 트랙 노면 상태, 코너의 캠버나 높낮이 변화도 영향을 미친다. 연석(Kerb)이 어떻게 생겼느냐에 따라 다르다. 코너의 진출부가 타막 런오프(Tarmac runoff) 인지, 자갈 밭인지, 잔디인지, 배리어인지에 따라서도 다르다. 경기를 보면서 드라이버가 어떤 라인을 택하는지 보는것도 재미가 쏠쏠하다. 

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마치며

 레이싱 라인은 코너마다 모두 다 같을 줄 알았는데 그것이 아니었다. 순진하게 생각하면 모든 코너를 Geometric Apex를 밟는 것이 베스트라고 생각했었는데 아니었다.

 

 앞서 말한 대로 경기를 볼 때, 비록 중계 화면으로 드라이버가 어떤 레이싱 라인을 타는지 파악하기는 어렵겠지만, 드라이버 별 레이싱 라인을 보는 것도 재미가 쏠쏠할 것 같다.

 

 다음 포스팅에서는 피트 스탑(Pit Stop)에 대해 다뤄볼 예정이다. 그럼 안녕!