USPTO는 지난 24일 테슬라가 출원한 '안전 기능을 갖춘 전개식 액티브 리어 윙 어셈블리' 특허를 공개했다(테슬라)

[오토헤럴드 김훈기 기자] 테슬라가 최고속도 영역에서 최대 700kg의 다운포스를 발생시키는 새로운 '액티브 리어 윙' 기술을 개발한다. 미국 특허청(USPTO)이 최근 공개한 해당 특허 도면 속 차량은 차세대 '로드스터'와 유사한 형태를 띠면서 다음달 1일로 예정된 신차 공개 행사를 앞두고 실제 적용 여부에 관심이 쏠린다. 

USPTO는 지난 24일 테슬라가 출원한 '안전 기능을 갖춘 전개식 액티브 리어 윙 어셈블리' 특허를 공개했다. 테슬라는 2025년 8월 해당 특허를 출원하고 발명자로 데이비드 르미어와 제임스 마이클 아서 크룩이 이름을 올렸다.

해당 특허에서 가장 눈에 띄는 부분은 평소 차체 안으로 완전히 숨었다가 필요할 때 전개되는 2피스 리어 윙 구조다. 메인 윙과 그 앞쪽에 3~15mm 간격으로 배치된 작은 리딩 엣지 슬랫으로 구성되며 일반 주행 상태에서는 메인 윙이 데크리드와 같은 높이로 수납되고 슬랫 역시 후면 패널 아래로 들어간다.

하지만 고속주행이나 제동 상황에서는 4바 링크 구조를 이용해 윙이 위쪽과 뒤쪽으로 펼쳐진다. 특허에는 리니어 레일과 리드 스크루를 이용하는 다른 방식도 포함됐으며 완전히 수납된 상태에서 전개까지 걸리는 시간은 3초, 전개된 윙의 각도 조절에는 0.25초가 채 걸리지 않는다고 설명했다.

해당 특허에서 가장 눈에 띄는 부분은 평소 차체 안으로 완전히 숨었다가 필요할 때 전개되는 2피스 리어 윙 구조다(USPTO)

테슬라는 해당 시스템이 최고속 영역에서 DRS 모드에서는 다운포스를 0kg까지 낮추고 고다운포스 모드에서는 최대 700kg까지 발생시킬 수 있다고 설명했다. 특허에 제시된 작동 사례는 시속 100마일(약 161km) 이상의 고속 영역을 포함한다.

공기저항과 다운포스를 능동적으로 조절하는 방식도 구체적으로 제시됐다. 리어 윙을 전개하면 공기저항계수가 0.035Cd 증가하고 1000카운트의 다운포스가 추가되며, 전개 상태에서 윙을 눕혀 DRS 모드로 전환하면 다시 250카운트의 공기저항을 줄일 수 있다는 설명이다.

이를 통해 직선 구간에서는 윙을 눕혀 공기저항을 최소화하고 강한 제동이나 고속 코너에서는 각도를 높여 차체를 노면으로 누르는 힘을 키우는 방식이다. 고성능 주행에서 필요한 다운포스를 확보하면서 일반 주행에서는 공기저항 증가를 최소화하는 데 목적을 둔 것으로 풀이된다.

액티브 윙 제어에는 차량의 다양한 주행 데이터도 활용된다. 특허에는 속도와 가속도, 스티어링 휠 조향각, 브레이크 입력뿐 아니라 GPS 위치와 자율주행 센서 데이터를 기반으로 윙의 전개 여부와 각도를 결정하는 방식이 담겼다.

액티브 윙 제어에는 차량의 다양한 주행 데이터도 활용된다(USPTO)

또한 차량이 GPS를 통해 레이싱 서킷에 진입한 것으로 판단되면 별도의 트랙 모드로 전환해 리어 윙을 적극적으로 활용할 수 있도록 했으며, 하중이 걸린 상태에서도 별도의 전력을 지속적으로 사용하지 않고 위치를 유지할 수 있는 역구동 방지 액추에이터도 제시했다.

차체 뒤쪽으로 크게 돌출되는 액티브 윙의 안전 문제를 해결하기 위한 장치도 눈에 띈다. 테슬라는 전개된 윙과 뒤에서 접근하는 자전거 또는 오토바이 등이 충돌할 가능성을 고려해 기계식과 능동식 두 가지 안전 시스템을 특허에 포함했다.

기계식 장치는 일정 수준 이상의 충격이 가해지면 래치가 해제되면서 윙이 접히도록 설계됐다. 접힌 이후에는 윙의 뒤쪽 끝부분이 차량 후면보다 더 돌출되지 않도록 해 2차 충돌 위험을 낮추는 방식이다.

능동식 시스템은 차량 센서를 이용해 후방 충돌 가능성을 미리 판단하고 실제 충돌이 발생하기 전에 윙을 수납한다. 다만 주행 중 윙을 접으면 다운포스가 갑자기 감소해 차량 안정성에 영향을 미칠 수 있는 만큼 특허에는 충돌 위험과 주행 안정성을 함께 판단하도록 하는 제어 방식도 담겼다.

이번 특허가 주목받는 이유는 도면 속 차량의 형태가 차세대 로드스터와 상당히 유사하기 때문이다(USPTO)

이번 특허가 주목받는 이유는 도면 속 차량의 형태가 차세대 로드스터와 상당히 유사하기 때문이다. 테슬라는 적용 차량을 명시하지 않았지만 특허 도면에는 낮은 차체와 패스트백 형태의 2+2 구조, 대형 리어 디퓨저를 갖춘 스포츠카가 등장한다.

특허 출원 시점 역시 차세대 로드스터와의 연관성에 무게를 싣는다. 최초 출원은 2025년 3월 이뤄졌으며 당시 테슬라는 장기간 개발이 지연된 로드스터의 최종 디자인 작업을 진행하고 있었다. 앞서 테슬라는 배터리 냉각과 다운포스 발생을 동시에 노린 차체 하부 덕트 관련 특허도 출원한 바 있다.

한편 테슬라는 오는 10월 1일 미국 텍사스에서 차세대 로드스터를 공개할 예정이다. 2017년 처음 공개된 프로토타입 이후 디자인과 기술 구성이 크게 달라질 가능성이 거론되는 가운데 최대 700kg의 다운포스를 내세운 액티브 에어로 기술이 실제 차량에서 모습을 드러낼지 관심이 쏠린다. 

김훈기 기자/hoon149@gmail.com

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