[F1 해설, 그라운드 이펙트] 속도 좌우하는 핵심 요소

F1에서 공력(Aerodynamics)은 속도를 좌우하는 핵심 요소로 자리 잡고 있다.

사진=하스 F1.

경주차 주변을 흐르는 공기를 어떻게 처리하느냐에 따라 접지력과 안정성, 타이어 상태, 연료 효율이 결정되기 때문이다. 이 가운데 ‘그라운드 이펙트(Ground Effect)’는 공력을 활용하는 방식의 변화에 직접적인 영향을 준 기술로 평가된다.

그라운드 이펙트는 경주차 아래 공기 흐름을 빠르게 이동시키면서 저압 영역을 만들어 경주차를 노면으로 끌어당기는 방식이다. 윙이나 플랩처럼 위에서 눌러 다운포스를 만드는 구조가 아니라 아래에서 경주차를 빨아들이듯 작용한다는 점이 차이점이다. 같은 접지력을 더 적은 항력(Drag)으로 확보할 수 있어 고속 코너 구간에서 유리하다.

이 기술은 1970년대 후반 ‘로터스’에 의해 본격 도입됐다. 로터스 78과 79는 터널형 플로어와 스커트(하부 공기 누설을 막아 그라운드 이펙트를 강화하는 장치)를 통해 강력한 다운포스를 구현했고, 이로 인해 공력 중심 개발 시대의 출발점으로 평가받는다.

그러나 극단적 공력 하중과 불안정성은 사고 위험을 높여 국제자동차연맹(FIA)은 1983년 ‘플랫 바텀(레이스카 하부를 평평하게 만든 규정 기반 구조 규정)’을 도입해 해당 기술을 제한했다. 이후 F1 공력 개발은 윙·플랩·난류 제어 중심으로 재편됐다.

그라운드 이펙트는 2022시즌부터 공력 규정 개편과 함께 재도입됐다. 이는 과거처럼 단순히 속도를 추구하기 위한 목적이 아니라 레이싱 품질 개선을 위한 설계였다는 점에서 차이가 있다. 앞차로부터 발생하는 난류를 줄여 근접 주행을 쉽게 만들고, 추월 기회를 확대하는 것이 주요 목표였다. 플로어 터널과 디퓨저가 공력의 중심이 되었고, 극단적 스커트나 활성 장치 등은 허용되지 않았다.

공력을 쉽게 설명하면 공기 흐름이 곧 접지력이라는 원리로 정리할 수 있다. 엔진 출력이 높아도 코너를 빠르게 돌지 못하면 랩타임을 단축할 수 없어 안정적인 공력 패키지는 타이어 온도 관리, 연료 사용량, 제어 안정성, 추월 성능까지 연계된다. 2022~2025 시즌 동안 팀들은 플로어 시일링, 디퓨저 흐름, 휠 웨이크 제어 등 최적화 작업을 통해 근접 주행 성능을 유지해 왔다.

2026시즌은 공력뿐 아니라 파워유닛, 에너지 시스템, 연료, 섀시가 동시에 변화하는 규정 전환기다. 내연 엔진 출력 비중이 줄고 ERS 기반 전기 출력이 확대되며 연료는 합성 기반으로 전환된다. 이는 엔진·배터리·냉각과 같은 시스템이 공력 효율과 결합되는 구조를 요구한다. 경주차가 공기 속에서 얼마나 효율적으로 달리느냐가 곧 에너지 소비 구조로 연결되기 때문이다.

이러한 규정 방향은 F1이 공력 기술을 단순한 속도 경쟁이 아닌 레이싱 품질·효율·안전·정책 요소를 종합적으로 반영하는 플랫폼으로 재정의하고 있음을 의미한다. 그라운드 이펙트는 이 과정에서 공력을 구성하는 비중이 커진 대표적 사례로 파워유닛과 에너지 전략을 포함한 전체 패키지와의 통합 개발이 요구되는 시대가 열리고 있다.