1960년대부터 했으니!
포르쉐의 에어로다이내믹스
1960년대부터 포르쉐(Porsche)는 풍동에서 특수 미니어처 모델을 통해 미래 레이싱 및 양산 차량의 공기역학을 최적화해 왔다. 전설적인 포르쉐 935/78의 예는 이것이 어떻게 작동하는지 보여준다.
모형 자동차는 많은 전시 케이스에서 작은 꿈의 자동차로 등장한다. 포르쉐의 사내 아카이브에는 다양한 크기의 연구 대상을 기록한 다소 특별한 컬렉션이 있다.
예를 들어 모비딕으로 알려진 포르쉐 935/78의 1:5 풍동 모형 콘셉트가 있다. 이 모델은 다른 많은 모델 중 하나에 불과하지만, 포르쉐의 차량 개발에 대한 세심한 접근 방식을 보여주는 중요한 모델이다.
1960년대 후반, 모터스포츠 부서의 전문가들은 초기 차량 개발 단계에서 중요한 정보를 얻기 위해 미니어처 차체를 사용하여 이를 개발 프로세스에 통합하기 시작했다.
이를 통해 시간과 비용을 절약할 수 있었다. 운전석, 탱크, 엔진의 위치 등 기본 골격이 결정되고 차체의 밑그림이 그려지면 몇 주 만에 풍동용 모델을 제작할 수 있었다. 935/78의 경우 유리섬유로 만든 콘셉트였으며, 무게는 약 6kg, 길이는 96cm, 폭은 38cm, 높이는 24cm였다.
포르쉐의 노력, 저울의 크기가 클수록 더 정밀한 측정 가능
당시 포르쉐에는 자체 풍동 실험실이 없었기 때문에, 레이스 엔지니어이자 공기역학 전문가인 노버트 싱어(Norbert Singer)와 그의 팀은 슈투트가르트 대학교의 모형 풍동에서 935/78 차체 모양을 테스트했다. 당시에는 일급 기밀 프로젝트를 위한 유일한 측정 방법이었죠. 왜 1:5였을까? 이 스케일 크기는 풍동의 크기에 따라 결정되었다.
일반적으로 스케일 크기가 클수록 측정이 더 정밀해진다. 그러나 풍동 가장자리에 의해 공기 흐름이 방해 받지 않도록 모델 주변에 충분한 공간을 확보하기 위해 더 큰 테스트 시설이 필요하다. 가장 좋은 시각화는 빗속에서 경주용 자동차가 레이싱 트랙을 주행하며 물보라를 일으키는 모습이다.
실제로 모비딕 콘셉트(Moby Dick concept)는 풍동에서 고성능 송풍기로 180~200km/h의 속도로 바람을 분사하고 그 아래에 특수 풍동 계량 저울이 고정된 측정 테이블에서 테스트를 거쳤다.
바퀴 아래의 핀은 수평 및 수직 힘을 측정할 수 있는 매우 정밀한 기기인 이 계량 저울에 연결되었다. 이를 통해 관찰자들은 항력 계수(Cd)와 양력 계수(Cl)를 측정할 수 있었다. 또 다른 초점은 앞뒤 차축에 걸친 공기역학적 하중 분포였다.
모비딕의 경우 모형이 완성된 지 얼마 지나지 않아 실제 차량이 완성되었기 때문에 레이스카 자체에서 공기역학을 테스트했다. 그 결과 르망 24시(24 Hours of Le Mans) 레이스에서 모비딕은 낮은 항력 덕분에 뮬산 스트레이트에서 366km/h라는 인상적인 최고 속도를 기록했다.
하지만 1:5 모델은 더 이상 사용되지 않았다. 1979년, 완전히 새로운 리어 섹션에 초점을 맞춘 재설계 고려 사항에 통합되었기 때문이었다.
1980년대 중반부터 포르쉐는 바이작(Weissach)에 있는 1:4 규모의 자체 모델 풍동에서 테스트를 시작했다. 1 : 1 스케일의 실제 시설도 개발되었으며, 2015년에는 새로운 공기 음향 풍동으로 더욱 정밀한 버전이 개발되었다.
이제 고정된 프로토타입은 최대 300km/h의 속도로 분석할 수 있는 컨베이어 벨트 위에 서 있다. 차량 아래의 공기 흐름도 사실적으로 시뮬레이션할 수 있어 더욱 정밀한 데이터를 얻을 수 있다.
오늘날에도 공기 흐름 테스트를 위해 소형 스포츠카와 경주용 자동차가 생산되고 있으며, 컴퓨터를 이용한 공기 흐름 시뮬레이션이 추가 도구로 사용되고 있다.
