가볍고 날렵하게 만들면 성능은 자연스럽게 좋아진다.

공학적 가치와 미학적 가치의 조율이 필요하다.

by 이정원

가볍고 날렵하게 만들면 성능은 자연스럽게 좋아진다.

안전만 생각하면 무조건 강하고 튼튼하게 만들어야 하지만 애초 자동차의 본래 목적은 이동이다. F=Ma라는 물리학의 기본 법칙을 모르더라도 차의 무게가 가벼울수록 이동에 관한 모든 성능은 좋아질 수밖에 없다. 2톤에 달하는 자동차를 10%만 가볍게 만들어도 연료 효율은 5% 향상되고 가속 성능은 8%나 개선된다. 급박한 순간에 제동 정지거리도 5% 단축되고 핸들 조향 능력은 6% 향상되어 더욱 기민한 움직임이 가능해진다. 여기에 차를 받치는 현가장치의 내구 수명도 2배 가까이 좋아지고, 유해한 배기가스 배출도 크게 줄어드는 만큼 경량화는 자동차 회사들에게는 경제성과 환경도 보호하는 필수 과제라 할 수 있다.


차량경량화 장점.jpg 차량 경량화를 통한 이득 - 모든 부분이 좋아진다. - 자동차부품연구원 자료 참조


차에 뼈대를 이루는 바디도 무게를 낮추기 위해 다양한 소재가 시도되고 있다. 초고장력 강판으로 강도를 유지하면서도 더 얇은 강판을 사용해 무게를 줄이기도 하고 아예 알루미늄으로 주요 프레임을 만들기도 한다. 테슬라처럼 한 번에 큰 부품을 찍어내는 기가프레스를 도입해서 용접과 조립을 위한 부품들을 줄여 무게를 줄이기도 한다. BMW의 최신 전기차에는 금속 대신 탄소섬유 강화 플라스틱을 적용해서 성인 남성 둘이서도 충분히 들 수 있는 가벼운 차체를 선보이기도 했다.


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경량화 표지.jpg BMW의 탄소 섬유 플라스틱 차체 - 가벼우면서도 강도를 유지할 수 있다. - BMW 홈페이지 참조.


이동에 있어 무게만큼 부담이 되는 것이 공기 저항이다. 빠른 속도로 달리는 자동차 뒤로는 공기압이 낮은 영역이 만들어지는데 이 형태에 따라서 자동차가 받는 공기 저항이 달라진다. 유선형으로 날렵하게 만들고 차량 내부에 공기가 빠져나갈 통로를 잘 설계하면 저항을 줄여 연비를 크게 개선할 수 있다. 자동차를 디자인할 때는 아름다움과 함께 자동차 주변의 공기의 흐름도 같이 고려해야 하기 때문에 디자인팀과 연구소가 함께 힘을 합쳐 작업한다.


image.png 자동차가 달릴 때 주변 공기의 흐름. 유선형으로 날렵하게 디자인하면 저항이 줄어들어 연비가 좋아진다.


이렇게 자동차 차체 설계는 공학과 미학적 가치가 결합된 고도의 조율이 필요하다. 승객을 지키는 견고한 안전성을 근간으로, 효율을 극대화하는 경량화와 공기 저항 감소는 필수적이다. 여기에 미래 이동성의 핵심인 공간 활용성과 브랜드의 철학이 깃든 아름다운 디자인이 더해질 때 비로소 차는 자신만의 아이덴티티를 입고 태어나게 된다. 단순히 이동하는 기계에서 삶의 일부가 되는 공간이 되는 틀이 되는 차체의 발전은 앞으로도 계속될 것이다.

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