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페라리, ‘296 챌린지’ 공개...챌린지 최초 6기통 엔진 탑재 최고출력 700마력 발휘

2023.10.30. 16:42:53
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[오토헤럴드=정호인 기자] 페라리가 무겔로 서킷에서 개최된 피날리 몬디알리(Finali Mondiali)에서 ‘296 챌린지’를 공개했다. 2024 시즌 페라리 챌린지에서 데뷔 예정인 본 차량은 페라리가 주최하는 원메이크 챔피언십 역사상 9번째 모델이다. 페라리 챌린지는 현재 32번째 시즌을 맞이하고 있다.

296 챌린지는 페라리 원메이크 시리즈가 한 단계 더 진화했음을 보여주고 있다. 전 세계 드라이버들의 실력과 경쟁력이 향상됨에 따라, 296 챌린지 개발팀은 모터스포츠 분야에서 쌓아온 페라리의 독보적인 경험을 최대한 활용해 오리지널 모델에 훨씬 더 과감한 변화를 시도했다. 

296 챌린지는 페라리가 오랜 시간 젠틀맨 드라이버를 위해 개발해 온 차량의 전통을 많은 부분 계승했지만, 어떤 다른 모델보다도 2022년에 출시된 ‘296 GT3'에서 쌓은 노하우를 많이 활용했다. 296 챌린지는 미래 GT 레이싱에 대한 뜨거운 열정을 가진 드라이버를 타깃으로 한 차량이다.

296 챌린지의 개발에 있어서, 양산차에서 파생된 모델에 가벼운 변화를 주는 것에서 더 나아가 트랙 주행에 최적화 차량으로 만들기 위해 상당한 변경작업이 이뤄졌다. 이러한 패러다임의 전환을 기반으로, 테스트 세션 및 레이스에서 일관성과 반복성을 유지하면서도 전반적인 성능이 향상된 극단적 형태의 차량이 개발됐다.

296 챌린지는 페라리 원메이크 시리즈 최초로 V6 엔진을 탑재한 차량이다. 지금까지 챌린지에 사용된 모델들은 모두 V8 엔진을 장착했다. 296 GTB와 비교해 가장 큰 변화는 296 GT3처럼 하이브리드 파워트레인을 제거했다는 점이다. 이를 통해 차량의 무게를 줄이면서도, 출력을 700마력으로 높여 리터당 출력 234마력이라는 해당 세그먼트 신기록을 세웠다.

공기역학 측면으로는 296 GT3에서 파생된 솔루션을 채택하고 이를 극단적인 방향으로 개발해 전례 없는 다운포스 수치를 달성했다. 이는 중앙 라디에이터로 공기를 흡입해 보닛에 위치한 통풍구로 배출하는 ‘S-덕트’, ‘스완-넥 리어 윙 레이아웃’, 그리고 각기 다른 트림 조건에서 생성되는 다운포스의 안정성을 극대화하는 다양한 장치들 덕분에 가능했다.

제동 시스템도 완전히 재설계됐다. 극한의 트랙 어플리케이션에서 파생된 기술을 활용한 신형 ‘CCM-R PLUS’ 디스크를 최초로 탑재했다. 이러한 혁신적인 요소는 296 GTB에 적용된 서킷 특화 ‘ABS EVO 트랙’과 시너지를 발휘해 뛰어난 제동 성능과 반복성을 제공한다. 296 챌린지 전용으로 개발된 새로운 피렐리 타이어도 성능 향상에 크게 기여하고 있다. 

296 챌린지는 ‘2019 피날리 몬디알리’에서 공개된 이후 2020 시즌에 데뷔한 이전 모델 ‘488 챌린지 에보’보다 무겔로 서킷에서 2초가량 더 빠른 기록을 세웠다. 괄목할만한 점은 296 챌린지가 전체 레이스에서 이러한 일관된 성능을 발휘할 수 있다는 것이다. 

296 챌린지는 개발 초기 단계부터 296 GT3과 동일하게 V6 파워트레인에서 하이브리드 구성요소들을 모두 제거하는 방안이 논의됐다. 전기모터와 고전압 배터리를 제거했고, 트윈 터보 V6엔진의 출력을 700cv로 끌어 올렸다. 이러한 접근법은 트랙 주행의 기본 요소인 ‘차량 무게와 전체 유닛의 복잡성 제한’ 이라는 면에서 도움을 줬다. 

하이브리드 구성요소를 제거한 새로운 아키텍처로 인해 엔진실 상부에 위치한 배기 라인은 더 직선 형태로 배치되었다. 이러한 배기 형태는 배압을 30% 줄이고 출력 향상에 기여한다. 공도용 차량에 장착되는 가솔린 미립자 필터(GPF)는 제거됐고, 반면 레이싱에서 일반적으로 사용되는 고투과성 촉매 컨버터는 그대로 유지했다.

공도용 엔진과 비교해 배압을 낮추기 위한 다양한 변화가 시도됐다. 터보의 최대속도는 18만rpm으로 10% 상승했고, 터보 부스트의 압력도 동일하게 증가했다. 그리고 스파크 어드밴스가 일어나 연소실의 압력이 약간 증가됐다. 이로 인해 공도용 모델 296 GTB 및 296 GTS 대비 최고출력이 37cv 증가했으며, 최대토크는 동일하게 유지됐고 회전 범위는 약간 감소됐다.

V6의 출력이 증가됨에 따라 특수 터보 단열재가 사용된 엔진실 내부에 추가적인 열 보호 장치가 필요했다. 하이브리드 요소를 제거했기 때문에 에어컨 컴프레셔와 12볼트 스타터 모터를 장착할 수 있었다. 두 요소 모두 전용 벨트를 통해 크랭크 샤프트로 구동되며, 엔진 시동과 12볼트 전기 시스템 충전이라는 두 가지 기능을 수행한다.

296 챌린지의 내연기관은 234마력에 이르는 리터당 출력으로 페라리 로드카의 새로운 기준을 세웠다. 페라리가 새로운 모델을 지속적으로 개발하는 데 있어 공도에서 레이스 그리고 레이스에서 공도 간 기술 이전이 얼마나 중요한지 보여주는 사례다.

296 챌린지의 제동 시스템은 세계 최초로 브레이크 디스크에 CCM-R PLUS를 탑재했다. 이 제조 기술은 3D 다방향 매트릭스에 긴 탄소섬유를 사용해 기존 CCM 솔루션 대비 내구성(+100%)과 열전도율(6배 향상)을 현저히 높였다. 또한 브레이크 표면은 특수 실리콘 카바이드(SiC) 세라믹으로 코팅해 내구성을 높이고 극한의 조건에서도 뛰어난 마찰계수를 제공한다.

디스크 냉각은 환기 덕트의 복잡한 레이아웃을 통해 이루어지는데, 이는 최첨단 CFD 컴퓨테이션 기술로 기하학적 구조를 최적화해 만들어졌다. CCM-R PLUS 디스크의 수명은 CCM 버전보다 약 3배 더 길며, 전체 수명 기간 동안 점진적인 성능 저하도 없다. 

296 GTB에 처음 도입된 ABS EVO 브레이크-바이-와이어 제어 시스템은 296 챌린지의 트랙 주행에 맞게 더욱 진화했다. 이 새로운 컨트롤러는 6방향 섀시 다이내믹 센서(6w-CDS)의 정보를 사용해 매우 정밀하게 차량의 속도를 예측하며, 4개 바퀴의 타겟 슬립을 결정하고 제동 분배를 최적화한다. 

동시에, 보다 정확한 예측을 통해 목표값에 근접하도록 기계적 동작의 반복성을 극대화해 타맥 때문에 야기되는 자연적인 변화로 인한 에너지 분산도 줄였다. ABS EVO 트랙과 혁신적인 CCM-R PLUS 디스크의 결합으로 ‘평균 감속’ 그리고 ‘극한 사용시 반복성’이라는 측면에서 전례 없는 성능을 제공해, 트랙에서의 성능을 향상시켰다. 

296 챌린지에는 신형 피렐리 타이어가 장착됐다. 피렐리는 설계 단계부터 첨단 시뮬레이션 기술을 사용했으며, 인터내셔널 서킷에서 다양한 검증 과정을 거치는 등 개발에만 약 1년의 시간을 쏟았다. 11인치 채널이 있는 더 넓은 앞바퀴를 사용해 회전 접지력을 높이고 마모를 줄였으며 레이스 전반에 걸쳐 일관성을 향상시켰다.

296 챌린지의 공기역학적 목표는 296 GT3에서 축적된 지식을 활용해 페라리 원메이크 시리즈에서 전례 없는 다운포스 수치를 제공하는 것이었다. 트랙에서 쉽게 활용할 수 있는 다운포스를 제공하기 위해 직선도로와 코너에서 변화와 균형을 절대적으로 최소화했다. 

하이브리드 요소를 제거함에 따라 냉각 시스템의 레이아웃도 변경됐다. 296챌린지의 라디에이터 위치와 배열은 296 GT3와 동일하다. 앞쪽엔 고온 회로용 워터 라디에이터가 있고, 그 앞에 HVAC 회로를 위한 콘덴서가 배치되어 있다. 두 개의 인터쿨러와 엔진 에어 필터는 공도용 모델과 동일하게 후면에 그대로 배치됐다.

전면부 범퍼 중앙의 공기흡입구는 엔진 냉각수 라디에이터로 공기를 공급한다. 이를 통해 주행 중 최대한 많은 양의 차가운 공기를 끌어들일 수 있다. GT3에서 파생된 이 솔루션은 냉각되는 공기의 양을 늘리고 고효율 다운포스가 생성되는 영역인 차체 하부를 밀폐시킨다.

본네트의 통풍구에는 특수 윙 형태가 있다. 이 형태는 라이에이터 쉬라우드 바로 뒤에 있는 S-덕트 채널에서 공기를 최적화해 배출하는 역할을 한다. 뒷범퍼는 296 GTB와 다르게 재설계됐는데, 엔진룸 통풍구가 훨씬 더 넓어져 정차 상태든 달리는 상황이든 뜨거운 공기를 적절히 배출한다.

브레이크 환기 덕트의 유체 역학 개선에도 많은 노력을 기울였다. 전면부에는 냉각수 라디에이터 양쪽에 공기 흡입구가 있고, 후면부에는 냉각을 위한 별도의 덕트가 필요했다. 공기 흐름의 일부는 차량의 실에 있는 흡입구를 통해 유입되고, 두번째 기류는 고정형 윙 바로 앞에 있는 차체 후면의 구멍을 통해 빠져나간다. 

296 챌린지는 스포일러를 최대 각도로 기울였을 경우, 시속 250 km에서 870kg이 넘는 다운포스를 생성한다. 이는 488 챌린지 에보의 다운포스 대비 18% 증가한 수치다. 이 차량의 공기역학적 디자인은 성능 뿐 아니라 주행성에도 중점을 두었다. 이 두 가지 목표를 모두 달성하기 위해, 다운포스 변화에 대한 차량의 민감도를 최소화하고 지상고, 요(yaw)와 롤에 대해 공기압을 최대한 균형 있게 조정할 수 있도록 했다.

앞차축에서 만들어지는 다운포스 대부분은 스플리터와 차체 전면 하부에서 생성된다. 후면의 공기 흐름은 각도가 조절되는 고정형 윙이 주도한다. 차체의 전면 하부는 제동 혹은 코너링 시 지상고가 낮아져도 안정적인 기류를 유지하는 지면 효과를 생성할 수 있도록 설계됐다. 중앙 영역은 차체 상하부를 연결하는 S-덕트가 지배하고 있다. 

S-덕트는 중앙 디퓨저의 효율성을 극대화하고, 피치에 대한 차량의 공기역학적 균형 민감도를 현저히 낮춘다. S-덕트는 중앙 디퓨저에 공기를 공급하는 통풍구 역할을 하는 것 외에도, 지면과 밀착된 상태에서 다양한 기능을 수행하는 차체 하부와 레이싱 상황에서 압력이 훨씬 더 일정하게 유지되는 차체 상부를 연결하는 역할을 한다. 

직선 구간에서 제동할 때처럼 차량 전면이 지면과 가까워져 차체하부의 중앙부가 높아지는 상황에서는 중앙 디퓨저가 효율적으로 작동해 훨씬 더 일관된 다운포스를 유지한다.

S-덕트 양쪽에는 세로로 확장된 디퓨져 램프가 하나씩 있다. 스플리터 양 끝의 플릭 아래엔 별도의 윙 섹션이 있다. 이는 클로즈드-휠 레이스카에 처음 도입된 더블 엘리먼트 콘셉트로 F1에서 영감을 받았다. 

S-덕트 뒤에는 세 쌍의 보텍스 제너레이터를 달아 차체하부에 와류를 생성하고 측면 팽창을 일으켜 부분적으로 공기를 빨아들이고 결과적으로는 고효율 다운포스를 만들어낸다. 스플리터의 측면은 차체하부를 활성화하고, 그로 인해 발생하는 흐름을 관리할 수 있도록 설계됐다. 엔드 플레이트는 집중적으로 와류를 발생시켜 웨이크를 관리한다.

뒷차축의 다운포스는 대부분 고정 스포일러에서 발생하며, 스포일러의 각도는 7단계로 조절된다. 윙은 상부 표면에 부착된 두 개의 에어로포일 스트럿으로 지지되고 있다. 이 솔루션은 차량 프로파일 아래쪽의 공기역학적 간섭을 최소화하는 역할을 한다. 

윙의 엔드 플레이트에는 다운포스를 생성하고 차량 프로파일 하단 가장자리의 효율성을 개선하는 부속품이 장착되어 있다. 윙은 리어 디퓨저 그리고 뒤쪽에 두 쌍의 보텍스 제너레이터가 있는 차체 하부와 밀접하게 상호작용한다.  

뒷범퍼 또한 296 GTB를 기반으로 재설계됐다. 차량 외부의 세로 방향 윤곽은  항력을 줄이기 위해 최적화됐다. 측면에 추가된 두 개의 통풍구는 뒷바퀴 아치에서 나오는 공기를 차의 뒷부분으로 배출한다. 이를 통해 후면 차체 하부의 효율성을 최적화하고 전체 항력을 감소시켜 공기역학 효율성을 전반적으로 향상시켰다.

296 챌린지의 콕핏은 원메이크 시리즈와 GT 레이싱에서 축적한 페라리 경험을 바탕으로 설계됐다. 페라리 488 챌린지 에보의 인체공학적인 스티어링 휠 디자인은 그대로 유지하되 몇 가지를 추가적으로 개선했다. 차이점 중 하나는 엔진 회전수 LED 바가 스티어링 휠이 아닌 디지털 계기판으로 옮겨져 가독성이 높아졌으며, 중앙 터널도 새로운 컨트롤 레이아웃을 적용했다.

원형의 에어컨 통풍구는 모든 방향으로 조절할 수 있으며, 최적의 공기흐름을 제공해 운전자에게 편안함을 제공한다. 296 GT3에서 파생된 시트는 특히 머리, 어깨 및 팔꿈치 부분을 개선해 더욱 인체공학적으로 개발됐다. 롤 케이지 역시 국제 FIA 레이싱 표준에 따라 매우 정교한 계산을 통해 모든 부분이 세심하게 설계됐다.

운전자가 트랙에서 코치의 도움을 받거나 동승자에게 스릴 넘치는 주행을 선사하고 싶다면 조수석을 설치할 수 있다. 조수석은 쉽게 탈착 가능하다. LTE 안테나는 마셜링 기능을 제공한다. 챌린지 챔피언십에 출전하는 차량에는 의무적으로 장착되어야 하며, 향후 더 많은 기능이 추가될 수 있다.

페라리는 소음 수준에 제한이 있는 트랙에서의 경주를 위해 두 개의 테일 파이프를 제거하고 기본 배기라인에 쉽게 장착할 수 있는 전용 소음기를 개발했다. 296 챌린지는 2024시즌 페라리 챌린지 트로페오 피렐리 유럽 및 북미 시리즈에서 처음 공개될 예정이다. 데뷔전은 그 다음 시즌 영국과 일본 시리즈에서 이뤄진다.


오토헤럴드 기자/webmaster@autoherald.co.kr


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