자동차 디자인에 녹아 있는 유체역학
거센 바람을 부드럽게 넘겨야 연비가 좋아진다.
빠르게 달리는 자동차는 그만큼 빠른 바람을 정면으로 받고 있는 것과 같은 저항을 이겨내야 앞으로 갈 수 있다. 유체역학 적으로 공기 저항은 차량 속도의 제곱에 비례하기 때문에 고속으로 주행할수록 극복하기 위해 더 많은 에너지가 필요하다. 80 kph 정도가 경제속도로 거론되는 가장 큰 이유다.
로켓 같이 유선형으로 만들면 가장 좋겠지만, 엔진과 기타 부품들이 들어갈 공간들도 필요하고 충돌 시 운전자의 안전을 위한 구조도 필요하기 때문에 최적의 디자인이 필요하다. 신차를 디자인할 때는 프로토로 풍동에서 점검해서 실제로 받는 공기 저항의 정도를 확인한다.
유선형에 가까울수록 공기 저항이 적어 연비에 유리하다. 라디에이터로 엔진 룸으로 들어온 공기가 빠져나가는 길을 만드는 것도 효율을 높이는데 중요하다. 자동차 뒤쪽에서 발생하는 와류로 인한 저항은 리어 윙을 달면 개선이 된다.
자동차의 공기 저항치는 타행시험법, Coast Down 테스트로 측정한다. 평지에 긴 직선도로에서 차를 140 kph까지 가속했다가 N단으로 놓고 타력 주행해서 시간이 지나면서 감속되는 속도를 측정하는 것이다. 공인 연비 시험에서는 차량 다이노에서 똑같이 Coast Down 테스트를 진행해서 실험실에서의 저항치를 측정한 다음, 실도로에서 측정한 저항치와의 차이만큼 각 속도별로 다이노가 차의 바퀴를 잡아주는 보정을 한다.
사후 검증이 없었던 90년대에는 제작사들이 실도로 시험에 길들이기가 잘된 차량에 저항이 작은 타이어를 사용하는 등의 꼼수를 적용해서 다이노에서 측정한 저항치가 공기 저항을 포함한 실도록 측정치보다 더 높게 나와서 다이노가 오히려 차를 밀어주어야 하는 경우도 있었다. 지금은 소비자 차량을 랜덤으로 확인해서 일정 오차 범위를 넘어가면 재조정하도록 관리하고 있다.
