NASCAR 팀은 왜 트랙마다 차량을 재조정할까?

NASCAR 팀들은 경기마다 기술적으로 동일한 Next Gen 차량을 서킷에 맞게 재조정합니다. 승리하는 세팅이 서킷 유형에 따라 완전히 달라지기 때문입니다: 짧은 오벌에서는 좌회전에 맞춘 캠버와 서스펜션 기하학, 슈퍼스피드웨이에서는 최소한의 항공저항을 위한 폐쇄형 그릴과 롱기어, 로드 코스에서는 양방향 코너를 위한 대칭 기하학과 와이퍼 장비가 사용됩니다. 즉, 차량은 동일하지만 그 밑에 깔린 엔지니어링은 매주 처음부터 다시 쓰여집니다.

"동일한 차량" 주장은 얼마나 현실적인가?

컵 시리즈에서는 모두가 동일한 규격의 차량에 탑승하며, 이를 Next Gen이라 부르고, 이를 Gen-7이라 부르는 사람도 있습니다. 첫 경기는 2022년 2월 20일 데이토나 500으로 데뷔했습니다. 스틸 튜브 프레임 섀시, 5.86리터 자연흡기 V8 엔진, 굿이어 타이어, Sunoco Green E15 연료... 즉, 쉐보레, 포드, 토요타의 차체는 다르게 보이지만 그 밑의 골격과 기본 장비는 공통입니다. 무게조차 규정에 따릅니다: 드라이버 포함, 연료 없이 최소 1.451 kg.

그렇다면 "같은 차량"이라고 말하면서 왜 마틴스빌의 차량을 본 데이토나 차량 운전자는 "이건 완전히 다른 무언가"라고 말하는 걸까요? 비밀은 세팅에 있습니다. NASCAR는 Next Gen을 의도적으로 공기역학적 요술을 줄이도록 설계했습니다: 완전히 대칭인 차체, 계단식 전면 스플리터, NASCAR 역사상 처음으로 후면 디퓨저를 도입했습니다. 목표는 공기 흐름이 경기를 지배하는 것을 줄이고, 초점을 다시 팀의 기계적 기량으로 옮기는 것이었습니다. 그 결과: 동일한 차체, 매주 완전히 새로운 엔지니어링 패키지. 당신 생각엔 이것이 요술인가요, 아니면 스포츠의 진짜 재미인가요?

캠버: 하나의 휠 각도가 어떻게 경기를 결정하는가

오벌과 로드 코스 사이의 가장 두드러진 세팅 차이는 휠 캠버, 즉 바퀴가 수직에서 몇 도 기울어질지입니다. 오벌에서 팀들은 왼쪽에 포지티브, 오른쪽에 네거티브 캠버를 줍니다. 왜일까요? 차량이 반시계 방향, 즉 항상 왼쪽으로 도는 코너를 도는 경주이기 때문입니다. 바퀴를 왼쪽으로 "기울이면" 코너에서 더 많은 접지면적과 더 나은 그립을 얻습니다. 생각해 보세요: 자전거로 코너를 돌 때 몸을 살짝 기울이는 것, 같은 원리입니다.

로드 코스에서는 왼쪽과 오른쪽 모두 회전이 있습니다. 그래서 양쪽 모두에 네거티브 캠버를 적용하며, 차량은 이제 한 방향으로만 기울어진 원뿔이 아니라 양쪽이 동일하게 작동하는 원기둥과 같습니다. 오른쪽은 두 서킷 유형 모두에서 이미 네거티브 캠버를 사용하기 때문에 부품 대부분은 공통으로 유지되며, 변경은 주로 왼쪽 앞 코너에 집중됩니다. 이 세부 사항은 팀들의 삶을 크게 편리하게 만들어 줍니다.

볼트 고정 부품 덕분에 하나의 섀시로 여러 트랙 대응

Next Gen의 가장 현명한 설계 결정 중 하나는 서스펜션 스트럿에 숨어 있습니다. 스트럿 자체는 모든 트랙에서 동일하며, 그 위에는 트랙 전용 Ackermann 브래킷, 아래에는 트랙 전용 컨트롤 암 셰어 플레이트가 볼트로 고정됩니다. 즉, 비싼 스트럿을 버리지 않고 브래킷과 플레이트만 교체하여 동일한 스트럿을 서로 다른 트랙에서 사용할 수 있습니다.

컨트롤 암과 토 링크도 설정에 따라 변경됩니다: 오벌 설정에서는 좌우가 다른 부품을 사용하지만, 로드 코스 설정에서는 양쪽에 동일한 부품이 사용됩니다. 리어 서스펜션에서는 컨트롤 암이 네거티브 캠버를 위해 미러링되고, 샤프트와 허브 사이의 어버트먼트 플레이트는 서스펜션 각도에 따라 맞춤 제작됩니다. 요컨대 과거에는 모든 트랙 유형마다 용접된 전용 섀시가 필요했지만, 이제는 로드 코스 전환을 위해 새로운 플레이트와 브래킷을 볼트로 고정하는 것만으로도 대부분 충분합니다. 엔지니어링 관점에서 보면 엄청난 절약 아닌가요?

로드 코스 패키지에는 추가 장비도 있습니다: 와이퍼 모터, 미스트 분사 장치, 레인 라이트, 그리고 물 튀김을 줄이는 리어 플랩. 와이퍼가 공기역학적 날개처럼 사용되지 않도록 크기도 규칙으로 제한되어 있습니다: 최대 2.50인치 높이, 1.50인치 폭. 웨트 레이스가 선언되면 드라이버 냉각 통로를 닫는 것도 의무화됩니다.

스프링 강성과 리어 액슬 조향: 보이지 않는 균형들

서스펜션 스프링은 차량이 코너를 빠져나갈 때 어떻게 움직일지를 실질적으로 결정하는 부품입니다. 더 단단한 좌측 후륜 스프링은 차량의 동적 대각 무게를 높게 유지하여 언더스티어, 즉 앞미끄럼 경향을 만듭니다; 부드러운 좌측 후륜 스프링은 정반대 효과를 냅니다. 우측 후륜 스프링 강성은 해당 타이어를 위로 유지시켜 주고, 큰 리어 스프링은 바람 속에서 리어 스포일러를 위로 유지시켜 코너 탈출 시 그립, 즉 앞으로 물어붙는 힘을 제공합니다. 모든 오벌마다 개별적으로 조정되는 스프링, 쇼바, 링크 조합 때문에 컵 카의 서스펜션은 진정으로 "트랙별 수제" 시스템이라고 생각해야 합니다.

두 번째 미세 조정은 리어 액슬 조향, 즉 rear steer입니다. 리어 액슬 중심선을 오른쪽으로 조향하면 추스트 각이 중심 오른쪽으로 향하고 차량이 더 "루즈"해집니다; 뒤가 미끄러워진 차량은 코너에서 더 빠르게 회전하지만 컨트롤이 어려워집니다. 이 영역은 너무나 강력한 무기여서 NASCAR는 시간이 지나면서 규칙으로 강화해야 했습니다. Next Gen 초기에는 리어 휠 스티어 각도에 대해 -0.30도에서 0.30도 사이의 허용 범위가 있었지만, 이 허용치는 0도 사양으로 축소되었습니다. 심지어 Hendrick Motorsports의 드라이버에게 유리한 리어 스티어를 제공하는 개발을 제한하는 특별한 규칙까지 나왔습니다. 하나의 규칙 변경이 단일 팀의 개발을 겨냥한다는 것은, 이러한 세부 사항들이 얼마나 많은 이득을 주는지에 대한 가장 명확한 증거라고 생각합니다.

추가 참고: Daytona 500의 2022년 대회에서는 독립식 후방 서스펜션이 차체를 비틀어 추가 조향 효과(skew)를 얻는 데 사용되었고, NASCAR는 예선 전에 이러한 관행을 제한했습니다. 팀들의 창의성은 정말 한계를 넘나드는 수준입니다.

기어비: 같은 엔진, 다른 호흡

Next Gen에는 5단 시퀀셜 수동 변속기가 장착되어 있으며 최고 기어의 비율은 항상 1:1입니다; 즉, 엔진은 직접 구동 상태에서 회전합니다. 그렇다면 차이는 어디에 있을까요? 파이널 드라이브 비율, 즉 샤프트 피니언 기어와 디퍼렌셜 링 기어 사이의 비율에 있습니다. NASCAR는 팀들이 트랙 유형에 따라 다른 기어비를 선택할 수 있는 유연성을 제공합니다: 짧고 코너가 많은 오벌에서는 짧은 기어로 코너 이탈 직후 가속하고, 슈퍼스피드웨이에서는 긴 기어로 회전수를 낮게 유지하며 최고 속도에서 미끄러지듯 나아갑니다.

그래서 Martinsville이나 Bristol 같은 짧은 오벌과 Daytona, Talladega 같은 슈퍼스피드웨이에서는 팀들이 시즌 내내 서로 다른 파이널 드라이브 범위를 사용합니다. 생각해 보세요: 같은 엔진, 같은 변속기인데도 트랙의 특성에 따라 완전히 다른 기어 구성을 갖게 됩니다. 저는 이 비유를 좋아합니다: 자전거로 언덕을 오를 때는 작은 기어로, 평지에서 가속할 때는 큰 기어로 변속하죠. NASCAR 차고에서는 매주 같은 계산을 하지만, 엔지니어링 정밀도로 수행합니다.

공기역학적 밸런스: 그릴 테이핑의 섬세한 기술

공기역학적 밸런스를 조정하는 가장 간단하고 사랑받는 방법은 오랫동안 동일했습니다: 앞 그릴을 테이프로 막는 것입니다. 과거에는 라디에이터 공기 흐름을 앞 그릴이 직접 담당했습니다; 팀들은 오랫동안 그릴 위에 테이프를 붙여 냉각과 공기역학 사이의 균형을 맞춰 왔습니다. 테이프로 막는 통풍구 하나하나가 차량으로 유입되는 공기를 줄입니다: 하부 라디에이터의 압력을 약 -10 Pa 변경하는 것으로 측정되었습니다. 공기 유입이 줄어들면 항력도 줄어듭니다; 즉, 직선 구간에서는 더 빠른 자동차가 되지만, 엔진 냉각이 덜 되기 때문에 위험이 따릅니다.

슈퍼스피드웨이에서는 왜 한 줄 주행 상황이 발생할까요?

슈퍼스피드웨이에서는 엔진 출력이 아니라 공기가 승부를 결정합니다. 팀들은 여기서 항력을 최대한 줄이고자 합니다: 그릴 개구부를 테이프로 막고, 엔진은 최고 기어의 1:1 비율로 경제적인 회전수를 유지하며, 차량들은 서로 뒤에 붙어 슬립스트림으로 공기 저항을 줄이며 가속합니다. 모두가 동일한 최적화를 추구하면 차량들은 필연적으로 한 줄로 주행하게 됩니다; 차별화를 위해 드라이버들은 드래프트 안에서의 공격 타이밍과 팀 동료들과의 협력을 활용합니다. 이 지점에서 셋업은 보이지 않는 역할을 합니다: 어떤 차가 패킷 안에서 더 잘 미끄러지듯 나아갈지는 차고에서 이루어진 바로 그 작은 공기역학적 선택들이 결정합니다.

짧은 오벌에서는 상황이 정반대입니다: 앞 그릴 개구부가 슈퍼스피드웨이 차량보다 크고, 브레이크에 직접 공기를 불어넣는 추가 통풍구가 있습니다. 짧은 트랙에서는 직선 구간에서 얻는 속도가 아무 의미가 없기 때문입니다; 브레이크가 과열되거나 성능이 저하되지 않은 상태에서 반복적으로 코너에 진입할 수 있는 것이 전부입니다. 2023년에 NASCAR는 또한 짧은 트랙을 위한 업데이트 패키지를 발표했습니다: 새로운 후방 범퍼, 재설계된 리어 섀시 클립, 그리고 개선된 미들 섀시 클립. 즉 "같은 차량"조차 선수들처럼 겨울과 여름에 따라 프로그램을 바꾸는 셈입니다.

트랙 유형별 셋업 차이 한눈에 보기

이 표가 제 생각에 이 글의 핵심입니다: 같은 기본 차량이 세 개의 열에서 세 가지 다른 성격을 보입니다. 팀들이 트랙마다 거쳐가는 변모의 규모를 보여주는 데 더 좋은 요약을 찾기는 어렵습니다.

같은 섀시를 "좋게" 만드는 것은 무엇이 바뀌었는가라는 질문의 답

요약하면 질문의 답은 이렇습니다: 섀시를 좋게 만드는 것은 다양한 구성에 얼마나 쉽게 적응할 수 있는가입니다. Next Gen은 이 부분에서 게임의 규칙을 바꿨습니다. 대칭 바디와 축소된 공기역학 보조 장치 덕분에 이제 승리하는 팀은 가장 많은 공기역학 요소를 개발하는 팀이 아니라; 허브, 스프링, 리어 스티어 각도, 그리고 기어비를 그날의 트랙에 가장 정확하게 맞추는 팀이 됩니다. 쇼트 트랙 업데이트 같은 규정 변경은 이 균형이 끊임없이 재조정되고 있음을 보여줍니다.

그러니 다음에 레이스를 볼 때 "전부 같은 차로 경주하는데 뭐가 어렵지?"라고 생각하지 마세요. 그 차들의 아래에는 매주 새로 조립되는 하나의 공학적 전체가 있고, 승리하는 팀은 대개 바로 그 보이지 않는 디테일을 정확히 풀어내는 팀입니다. 제 생각에 이것이 NASCAR의 보이는 쇼 이면에 있는 가장 달콤한 비밀입니다. 그렇다면 당신이라면 험한 코너의 쇼트 오벌과 한 줄로 달리는 슈퍼스피드웨이의 속도 중 무엇을 선택하시겠습니까?

참고 자료

• NASCAR: Next Gen features impact road-course setups
• Next Gen (NASCAR)
• Next Gen analysis: How teams adapt to Tuesday rule change
• NASCAR: Next Gen analysis: Auto Club offers strong data on repairs, adjustments
• NASCAR Next Gen car: Explaining the ins and outs
• The Right Body for the Track - How NASCAR Race Cars Work
• NASCAR Next Gen Cars Manual
• Rear Steer Technology - Circle Track Magazine
• NASCAR rule change puts brakes on Hendrick development
• Big Bar Soft Spring Set Up Secrets
• How NASCAR Teams Spent Millions Complicating A Stock Car
• How Many Gears Does a NASCAR Car Have?
• Modifying Radiator Flow