국산차나 일본차들의 차체강성이 지금처럼 의미있는 수준으로 올라오기 함참 전의 시대에 독일차가 가진 여러가지 강점 중 차체강성이 강한 부분은 엄청나게 부각되었었습니다.

지금도 강성에 대한 부분은 자주 언급되고 있지만 상대적으로 국산차만 하더라도 충돌안정성이 비약적으로 높아진 것은 물론 고속주행 안정성 역시 상당히 진보하여 독일차의 강성 부분에 대한 부분을 감성적으로 비교하는 문장들이 시승기에서 줄어든 것이 사실입니다.

차체강성이 높다는 것은 수치로 나타낸다면 차체를 1도 비트는데 필요한 힘, (Bending rigidity 포함)을 가지고 수치적 판단을 할 수 있겠고 상당히 의미있는 숫자이기는 하지만 실제로 운전대를 잡은 테스터의 경험치에 의한 감각과 실질적 주행 안정성을 어떻게 평가할 것이냐는 차체가 가진 고유의 무게중심 및 서스펜션의 지오메트리 설계도 상당부분 역할이 있기 때문에 단정적으로 비틀림강성이 수치가 높은 차가 무조건 고속주행안정성이 높다고 말하기가 부담스러운 것은 종합적인 판단이 있어야하기 때문입니다.

일단 강성이 높은 차들은 대체로 안전합니다.
충돌사고시 에어백을 포함해 안전벨트 프리 텐셔너 등의 보조장비들의 역할이 비약적으로 커지긴 했지만 근본적으로 케빈이 충돌시 살아있어야 승객의 인사피해를 줄일 수 있는 것은 당연한 것입니다.

강성이 높으면 서스펜션을 강하게 지지해주기 때문에 고속주행시 노면에서 오는 진동이 차를 지지하는 부분이 흔들림으로 인해 스티어링이 가벼워지는 것을 방지합니다.
스키로 활강하는 상황을 예로 든다면 발목이 아무리 튼튼해도 무릎 위쪽을 받치는 허벅지나 허리쪽이 튼튼하지 않으면 스키 플레이트가 코너를 돌 때 엣지를 강하게 박으면서 찍듯 턴이 되지 않기 때문에 사이드로 밀리는 비율이 커지는 것을 생각하시면 이해가 빠르실겁니다.

즉 차체강성이 높으면 고속안정성과 코너링안정성을 높이고 더불어 한가지를 더 말하자면 코너링시 차의 움직임이 매우 예측가능해지는 부분과 타이어의 성능을 최대치로 끌어낼 수 있다는 부분으로 정리할 수 있겠습니다.

차체강성이 가지고 있는 비밀은 여기서 그치지 않고 한가지 아주 중요한 부분에 영향을 주는데 최고속도입니다.
토크가 높으면 마력이 높아지고, 이 마력에 비례해 최고속도는 늘어나지만 최고속도를 내지 못하게 하는 요인들로 차체중량과 공기저항계수 그리고 차체강성이 포함될 수 있다는 부분은 매우 중요한 부분입니다.

최고속도를 높이기 위한 조건을 엔진과 변속기쪽에 집중해서 설명할 기회는 나중에 따로 가지기로 하겠습니다.

차체강성이 최고속도에 미치는 영향을 이해하려면 샤시가 가진 미세한 고유 탄성을 이해해야 합니다.

차체는 노면에서 올라오는 충격에 노출됨으로 이 충격이 타이어와 서스펜션을 거쳐 차체에 주파수 형로 전달되어 항상 미세한 진동이 시달립니다.
이 진동의 정도와 종류에 따라 승객은 편안한 승차감인지 아닌지, 차의 거동이 불안한지 안정감이 있는지를 판단할 수 있는데, 정작 추진력을 만드는 엔진과 여기에 Solid하게 결합된 변속기의 입장에서도 마찬가지로 차체의 강성에 상당 부분 이 파워트레인의 실력발휘가 의존한다는 부분을 주목할 필요가 있습니다.

예를들어 자전거를 타고 최대 추진력을 내기 위해 가속패달을 있는 힘껏 밟는 상황에서 노면이 매끈한 상황이라면 토크를 최대한 노면에 전달할 수 있지만 약간이라도 울퉁불퉁하면 그 힘이 손실의 형태로 분산이 되어 최대 가속을 방해합니다.
자전거의 뒷바퀴가 연결된 프레임의 특성이나 강성이 이 부분에 영향을 줄 수 있는 부분이 있어 설계에서 자전거 조차도 프레임의 강성 혹은 반대급부적인 유연성을 무게에서 손해를 보지 않고 설계하느냐의 숙제가 있습니다.

이 떨림이 없어야 힘이 노면으로 최대한 전달되는데, 이 떨림은 속도에 비례해서 증가하고, 속도의 증가를 최고속도를 낼 수 있는 Top gear상황에서 엔진의 회전수 상승이 최대출력을 내는 지점으로 계속 올라가는 그 상황, 즉 회전수와 속도가 정비례하면서 최고속을 가는 과정에서 엔진이 회전수 상승하는 만큼 추가 생산하는 힘이 여러가지 저항(공기저항, 노면 저항 등)을 이기고 속도를 높일 때 파워트레인을 붙들고 있는 서브프레임과 여기에 결합된 차체가 떨림을 잡아주지 못하면 어느 임계점 이상의 속도를 달성할 수 없게 됩니다.

달성하지 못하는 이유는 그 떨림과 진동이 힘의 응집력을 분산시켜 노면으로 전달되지 못하게 하기 때문입니다.

아주 좋은 샘플로 페이톤을 비롯해 차체를 공유하는 1세대 벤틀리 플라잉스퍼, 컨티넨탈 GT를 예로 들자면, Top gear에서
2002년도 페이톤 W12 리미트 해제된 차로 315km/h를 달렸다는 제레미 클락슨이 언급한 적이 있습니다.
2007년 이후 450마력으로 업그레이드 되기 전 420마력 사양으로 달성한 속도 치고는 엄청난 속도영역입니다.

통상적으로 리미트를 푼 W12 페이톤들이 305~310km/h정도를 달릴 수 있는 것으로 경험자들이 말하는데 2.3톤의 몸무게 마력당 무게비를 고려해야하고 풀타임 4륜 구동이 항시 물려있는 구조적 특성을 생각하면 매우 빠른 최고속도입니다.

W12보다 하위 버젼인 V8 4.2사양도 비슷한 무게에 340마력을 가지고 계기판상 278km/h리미터 작동할 때까지 어렵지 않게 도달합니다. 아마 리미트를 풀면 285~290km/h정도를 낸다고 가정하면 비슷한 무게의 세단 중에서 탑클래스 최고속 영역입니다.

물론 무게로 인해 속도의 상승이 더딜 수는 있지만 떨림으로 최고속 돌파를 못넘기는 그 임계점을 넘어서느냐의 차이로 판단할 문제입니다.

컨티넨탈 GT 초창기 565마력 사양 W12 트윈터보는 340km/h를 찍는 영상들이 많습니다.
340km/h는 최신 M5나 RS6 혹은 E63 AMG를 튜닝을 750마력 오버로 만들어도 달성이 어려운 영역이라 다른 부분으로 설명이 힘든 부분이기도 합니다.

순정 240마력 MK4 R32수퍼차져 장착으로 360마력 튜닝된 차로 310km/h를 달렸을 때도 일반적으로 300km/h를 넘기 위해서는 최소 400마력이 필요하다는 정설과 거리가 먼 결과였습니다.

아카디아 220마력으로 계기판상 230km/h를 넘지 못할 때 150마력 짜리 파사트 B5 1.8터보로 230km/h로 추월하는 상황, 
150마력짜리 W210 E230이 230km/h를 달리는 상황, 0->100km/h에 10초 가까이 걸리는 C4 A6 2.6 150마력 사양으로 240km/h를 달리는 상황 등 설계에서 적용된 이런 경험과 힘의 응집력을 극대화시키는 설계는 대단한 것들입니다.

독일차들이 혹은 독일에서 설계된 차들이 최고속도의 측면에서 이미 30년 가까이 이전에 설계된 차대 조차 의미있는 결과를 낸다는 점은 그만큼 기초 설계의 수준이 엄청났음을 의미합니다.

차체가 반드시 가볍거나 최대출력이 엄청난 경우가 최고속도에 유리할수만 없는 부분이 여기에 있습니다.
언급했듯이 엔진의 특성이 최고속도로 가는 과정에서 다양한 제어와 방해요소들로 인해 최고속도를 방해하는 요인들이 정말 이야기할 것이 많으니 차후 설명드릴 기회가 있었으면 합니다.

차체강성이 안전성과 안정성 그리고 최고속도를 내기 위한 힘의 응집력의 극대화 등 좀 더 광범위한 영역에서 그 혜택을 분석할 수 있겠다라는 부분이 이 글의 핵심이겠습니다.

-testkwon-