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자동차와 모터사이클, 뭐가 더 빠를까요?

자동차와 모터사이클, 둘 중 뭐가 더 빠를까요? 영원한 숙제에 대한 명확한 해답이 여기 있습니다.

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흔히 모터사이클이 자동차보다 더 빠르다고 생각하죠.

출처Red Bull Content Pool

탈 것을 좋아하는 사람들 사이에서 자동차와 모터사이클 중 뭐가 더 빠를 것인가? 하는 질문은, 영원히 풀리지 않는 숙제와도 같습니다. 흔히 모터사이클이 더 빠르다 라는 대답이 나오긴 하지만, 한편으로는 계속 달리다보면 결국 자동차가 모터사이클을 앞선다고도 하죠. 


정말 둘 중 뭐가 더 빠를까요? 저희도 궁금했습니다.

그래서 준비했어요. 이왕 준비하는 거, 최고의 경쟁자를 데려왔습니다.

그렇다면 누가 더 빠른지 최고의 자동차, 최고의 모터사이클로 알아봅시다.

출처Red Bull Content Pool

바로 포뮬러1카와 모토GP 바이크입니다. 


그럼 먼저 영상부터 보실까요?

이 영상은 실제로 레드불 링에서 F1카와 모토GP 바이크가 예선 상황에서 달린 영상을 기준으로 시간을 계측한 것입니다. 동일한 서킷 동일한 기상 상태에서 달린 결과이므로 좋은 비교가 될 것 같습니다.

잘 보셨나요?

이 영상을 토대로 몇 가지 수치와 함께 왜 이런 결과가 나왔는지에 대해 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

0-200km/h, 0-300km/h

초반 가속에서는 분명 모터사이클이 더 빠릅니다. 더 가벼우니까요.

출처Red Bull Content Pool

우선 영상에서 보시면 초반 가속에 있어서는 F1카와 모토GP 바이크 사이에 큰 차이가 없습니다. 두 차량 모두 형태는 다르지만 공통적인 문제를 겪으며 출발하는데, F1카는 출력에 의해 타이어 스핀이 일어나며, 모토GP 바이크는 뒷바퀴에 토크가 집중되면서 앞바퀴가 들리는 현상이 일어나죠. 두 대 모두 타이어 그립에서 문제가 생깁니다.

다니 페드로사는 포뮬러1카를 경험해본 몇 안되는 모토GP 라이더입니다.

출처Red Bull Content Pool

하지만 이 과정을 넘어서면 0-100km/h까지 도달하는 속도는 근소하게 모토GP 바이크가 앞섭니다. 그리고 0-200km/h까지도 모토GP 바이크가 앞서는 편. 

도달하는 시간으로 보면 F1카는 5.2초, 모토GP 바이크는 4.6초 정도가 걸립니다. 약 0.6초 정도의 시간차가 생기는데, 이 정도 레벨에서 0.6초는 상당히 큰 차이입니다. 

최고 속도에서는 포뮬러1카가 앞섭니다.

출처Red Bull Content Pool

다만 0-300km/h까지 도달할 때 걸리는 시간에서는 F1카가 앞섭니다. 모토GP바이크는 11.8초가 걸리는 반면 F1카는 10.6초가 걸리죠. 


따라서 초반에는 모터사이클이 분명 앞서지만 후반 직선 구간에서는 F1카가 조금 더 빠른 편입니다. 


하지만 결과적으로 F1카가 큰 차이로 먼저 들어오는데, 대체 어디에서 차이가 벌어지는 걸까요?

이유는 바로 타이어에 있습니다. 

다운포스와 타이어

하지만 최고 속도만이 차이점은 아닙니다.

출처Red Bull Content Pool

자동차 특히 레이스카에서 다운포스는 타이어 접지력의 유지와 깊은 관련이 있습니다. 커다란 앞 뒤 날개와 평평한 바닥 등 다양한 부분에서 자동차, 레이스카는 속도에 비례해 엄청난 무게의 다운포스를 만드는데, 다운포스는 타이어를 아래로 누르면서 접지력을 유지시키는데 도움을 줍니다.

중요한 것은 코너에서의 반응이 확연히 다르다는 것

출처Red Bull Content Pool

특히 코너에서 다운포스의 역할은 대단히 중요합니다. 어느 정도 속도로 코너를 빨리 탈출 할 수 있게 하는가를 결정하는 요소이기 때문이죠.

모터사이클에는 에어로파츠를 부착할만한 공간이 부족하죠.

출처Red Bull Content Pool

반면 모터사이클은 자동차에 비해 다운포스를 만들어 낼 영역이 부족합니다. 특히 레이스카 수준의 거대한 날개를 달수도 없고, 부착을 한다고 해도 그에 따라 얻을 수 있는 이득은 생각보다 크지 않습니다. 


이는 타이어의 형태와 운전 스타일에 따른 차이이기도 합니다. 

타이어의 형태

타이어의 형태와 접지면에서 가장 큰 차이를 보입니다.

출처Red Bull Content Pool

자동차의 타이어와 모터사이클의 타이어 형태는 완전히 다릅니다. 자동차는 단면이 평평한 반면 모터사이클은 둥근 형태죠. 형태가 다른 건 운전하는 방법이 다르기 때문입니다. 자동차의 경우 네 개의 바퀴에서 앞 두 개의 바퀴를 비틀어 방향을 바꾸는 반면, 모터사이클은 차체를 기울여 방향을 바꿔야하기 때문에 타이어가 납작할 경우 원하는 방향으로 차체를 기울일 수 없죠.

자동차는 이렇게 단면이 평평한 타이어를 사용하죠.

출처Red Bull Content Pool

이 때 두 차량의 접지면적에서 아주 큰 차이가 발생합니다.

자동차의 타이어는 평평한 단면에 긴 직선 형태로 네 개의 접지면이 생기는 반면, 모터사이클의 타이어는 그보다 작은 타원형 형태로 두 개의 접지면을 갖게 되죠. 

반면 모터사이클은 단면이 둥근 형태의 타이어를 사용합니다.

출처Red Bull Content Pool

따라서 코너에서 타이어 접지면적과 접지력의 차이가 생기기 때문에 결국 코너 스피드에 차이가 발생하며, 이 차이는 위 영상의 무대가 된 레드불 링의 특정 코너에서 다음과 같은 코너 스피드 차이를 만들어 냅니다.


F1: 314km/h에서 240km/h로 감속 후 코너 탈출

모토GP: 327km/h에서 115km/h로 감속 후 코너 탈출


전체 접지 면적의 차이는 비단 엔진의 힘을 노면에 전달하는 것 말고도 다른 부분에서 차이를 만들어 냅니다.

타이어와 브레이크

타이어의 차이는 제동력의 차이를 가져오기도 합니다.

출처Red Bull Content Pool

브레이크 시스템 자체의 성능 차이도 분명히 있지만, 속도를 줄일 때도 타이어의 역할은 무척 큽니다. 타이어가 노면과 마찰하는 면적이 크면 클수록 제동력도 우수해질테니까요. 네 개의 타이어로 바닥을 지지는 것과 두 개의 타이어로 바닥을 지지는 것의 제동력 차이는 분명히 생길 수 밖에 없습니다. 

무게 중심도 제동력과 밀접한 연관성이 있죠.

출처Red Bull Content Pool

다른 하나는 무게 중심에 있습니다. 

자동차는 무게 중심이 바닥에 가깝게 배치되어 있어서 5G에 가까운 중력 가속도가 발생할지언정, 뒷 타이어가 하늘로 치켜올라갈 정도는 아니죠.

어쩌면 모터사이클의 구조적 특성 때문에 차이가 벌어지는 것인지도 모릅니다.

출처Red Bull Content Pool

하지만 모터사이클은 코너에서 무게 중심을 좀 더 쉽게 이동시키기 위해 무게 중심이 자동차보다 다소 높은 편입니다. 그러다보니 브레이킹을 강하게 할 경우 뒷 타이어가 번쩍 올라가면서 위험한 상황에 빠집니다. 

그래서 모터사이클은 강하게 브레이킹을 할 경우 먼저 몸을 세워서 에어브레이킹을 먼저 한 다음, 어느 정도 속도를 줄일 상태가 되었을 때 핸드 브레이크로 제동을 시작합니다. 


포뮬러1카와 비교하면, 약 200m가량 먼저 브레이킹을 시작하며 , 따라서 코너에서의 반응이 느려질 수 밖에 없습니다. 

결과적으로 타이어와 무게 중심의 차이에 의해 자동차가 조금 더 빠른 기록을 세울 수 있습니다.

출처Red Bull Content Pool

이러한 이유로 결과적으로 포뮬러1카가 더 빨리 피니쉬라인을 통과하게 되는 것입니다. 


분명 700kg대의 포뮬러1카와 200kg남짓의 모토GP 바이크의 무게 차이는 결코 무시할 수 없는 것이어서, 엔진 성능의 차이가 있다고 해도 초반 가속에서만 차이가 날 뿐, 타이어 접지면의 차이에 의한 제동 시점과 코너에서의 속도 그리고 코너 후 재가속 시점의 차이에 의해 간격이 벌어지는 것을 알 수 있습니다. 

재미난 비교지만 일반 도로에서는 절대 하지 마세요.

출처Red Bull Content Pool

물론 이는 어디까지나 레이스카 그리고 레이스용 바이크를 기준으로 한 것이기 때문에 여전히 두 이동 수단 중 누가 더 빠를 것인가에 대한 논란은 계속 될 것 같습니다. 

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레드불

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