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독일 동계올림픽 선수 팀이 BMW의 윈드터널에서 테스트를 거쳐 평창올림픽 최종 준비를 마쳤다. 독일 봅슬레이와 썰매 스포츠 연맹(BSD, The German Bobsleigh and Sled Sports Federation)은 BMW와 기술제휴를 맺고, 썰매와 선수의 경기복을 최적화해 2월 열리는 평창올림픽 참가준비를 끝마친 것이다. BMW는 자사의 풍동실험실에서 선수의 자세, 경기복, 장비를 테스트하고 개발, 개선해 올림픽 선수들이 좋은 성적을 낼 수 있도록 도왔다.
올림픽 선수들에게 공기역학이 중요한 이유
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동계올림픽 종목은 크게 얼음 위에서 하는 빙상, 눈 위에서 하는 설상, 미끄러지는 슬라이딩 세 가지로 나뉜다. 슬라이딩에는 봅슬레이, 스켈레톤, 루지 세 가지 경기가 있다. 슬라이딩 종목은 선수와 썰매를 포함한 것과 썰매 자체 무게에 제한이 있다. 중력 가속도는 지구상 모두에게 같지만, 무거울수록 공기저항의 영향을 ‘덜’받는다. 공기저항은 공기저항계수[Cd]와 전면적[A](전면투영면적)에 따라 속도의 제곱에 비례한다. 형태가 거의 같고 무게가 다르면, 가벼운 사람일수록 속도가 빨리 줄어든다. 이번에 BMW 풍동실험에 참여한 월드컵 2연속 우승자 티나의 경우, 몸이 가벼워 다른 선수들보다 무게에서 손해를 많이 본다. 썰매 무게를 합쳐도, 총합 92kg이 되지 않는 티나 선수에게는 공기역학이 더욱 중요할 수밖에 없다.
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BSD는 4년 전 올림픽에서는 메달을 하나도 획득하지 못했다. 하지만, 그 이후 BMW와 기술 협약을 통해 월드 챔피언십을 3개나 획득할 수 있었다. BMW라는 자동차 제조회사가 차량 지원이나 금전적 지원 외에 스포츠선수에게 기술을 협력 한다는 사실이 잘 이해가 안 될 것이다.
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봅슬레이의 재질은 차량에 많이 쓰이는 카본섬유이고, 공기역학은 차량 효율을 위해서 꼭 필요하다. 봅슬레이의 무게중심(COG, Center Of Gravity)과 조종성도 자동차와 비슷하다. COG와 조종성, 좌석위치를 변경하면 공기저항과 공간부족 등 또 다른 부분이 달라져 무조건 원하는 완벽한 값으로 변경할 수 없다. 다른 부분과의 합의점을 찾아 최적화 해 제품을 개선하는 점이 자동차 만드는 것과 일맥상통한다.
BMW 기술이전팀, 봅슬레이 썰매의 설계와 제작 지원
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결국 1/100초를 쫒는 선수들에게 자동차 만들 때 쓰인 기술이 유용했고, BMW가 기술이전을 해주었다. BMW는 차량 제조와 모터스포츠에서 카본섬유를 사용한 노하우가 풍부하다. BMW에서 기술이전을 책임지고 있는 토마스 한(Tomas Hahn)은 경기용 고성능 요트제작에도 참여한 경험이 있다. 한은 항공우주 엔지니어로 가진 지식을 가지고 2인승과 4인승 봅슬레이 제작자 요하네스 왈너(Johannes Waller)를 지원한다. 왈너는 세계 봅슬레이 챔피언 팀 ‘로크너(Lochner)’와 ‘프레드리히(Friedrich)’의 봅슬레이를 만든다.
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한의 말에 따르면 착석 위치를 바꾸는 것은 굉장히 어려운 것이라고 한다. 썰매에서 선수들의 좌석 위치는 공기역학적으로 큰 영향을 미친다. 봅슬레이에서 착석 위치가 달라지면 무게중심(COG)과 조종성이 변화된다. 이는 또 다른 점들을 변화시킨다. 하지만 이런 최적화하고 절충안을 마련하는 과정은 이미 자동차 만들 때 매일 해야만 하는 일이여서 통달했다고.
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BMW 3D 시뮬레이션 전문가 홀거 가우(Holger Gau)는 자동차를 최적화 하는 것과 같은 방법으로 봅슬레이를 최적화 했으며, 형태를 수정하고 좌석 위치를 변경해 저항을 최소화 하려고 노력했다고 한다. 최종테스트에서 봅슬레이의 공기역학적 성능은 초기보다 공기저항을 6퍼센트 이상 감소시켰는데, 이는 이론상 썰매를 달릴 때 마다 1/10초씩 빨라지게 한다. 한편 실험실과 실제 환경은 다르므로, 당일 날씨와 코스의 상태에 따라 조금 달라질 수 있다.
BMW의 고성능 풍동실험실(Wind Tunnel)
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BMW가 가지고 있는 풍동실험실은 시속 300kmh 이상의 바람을 만들어 낼 수 있다. 또 풍동실험실 3개는 온도조절이 가능하며, 두 개의 에어컨디셔너가 내장된 거대한 챔버(방)이 온도, 기압, 물 분사를 통해 조절해 눈과 비, 강한 열과 추위, 고도까지 재현 가능하다. 또 풍동실험실의 측정 속도가 다른 풍동실험실 보다 훨씬 빠르다. 세세하게 미세 조정하는 데 있어서 적은 시간동안 많은 선택지를 시도해 볼 수 있어 효율적이다.
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다양한 기후조건에서 높은 성능으로 움직이는 차량을 만들기 위해 필요한 시설이, 선수들이 실제로 겪는 경기장의 조건을 구현해, 장비와 경기복 테스트하는데도 도움이 되었다. BMW는 BSD와 협업을 통해 동계올림픽 선수들의 역량을 강화하고 2018 올림픽에서 성공을 함께 나누기 위해 돕는다고 한다.
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차량 기술 개발에 적극적으로 투자하고, 이를 일반 스포츠에 나누는 모습은 BMW의 기술력을 자랑하는 것뿐만이 아니다. 스포츠 과학의 발전에도 기여해서 가장 빠른 인류를 자랑하는 올림픽의 정신을 이어 인류의 발전이기도 하다. 현대자동차그룹도 직접 축구, 배구, 야구 등의 스포츠팀을 운영하고, 양궁 스포츠에 관심을 보이는 등 스폰서십을 통해 한국 스포츠의 큰 부분을 차지하고 있다. 이를 기반으로 앞으로는 스포츠과학에 기술적으로도 투자되어, 한국의 기술로 진화해 올림픽에서 달리는 우리 선수들을 보고 싶다.
글
라이드매거진 편집부 sjlee@ridemag.co.kr
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