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바람의 흐름까지 고려한 자동차 디자인

작성일2017.05.30

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작성자 : 김서영
▲ 완만한 각도로 지붕이 낮아지는 스타일의 아이오닉 일렉트릭
▲ 완만한 각도로 지붕이 낮아지는 스타일의 아이오닉 일렉트릭

*이미지 출처: 현대자동차 영국 홈페이지 내 아이오닉 일렉트릭 갤러리 사진 (Hyundai Motor UK http://www.hyundai.co.uk/new-cars/ioniq/electric)

자동차는 단지 보기 좋게 멋진 외형만을 위해서뿐만 아니라 주행성능과 연비 등의 다양한 점들을 고려하여 디자인된다. 그중 공기의 흐름을 위한 디자인은 자동차의 곳곳에 많이 녹아있는데, 자동차는 공기의 흐름에 큰 영향을 받기 때문이다. 특히 주행 중인 자동차에 있어 공기의 원활한 흐름은 안전과 연비 효율성 등 많은 영역에 영향을 미치는 요소가 된다.

여러 차종 중에서 전기자동차와 같은 친환경 자동차의 경우에는 연비 효율성을 훨씬 더 민감하게 고려하여 제작되기 때문에, 공기역학적 설계에 더욱 신경을 쓰게 된다. 지금부터 공기역학을 반영한 자동차 디자인에 대해 전기자동차인 아이오닉 일렉트릭으로 자세히 살펴보자!


부드러운 라인의 패스트백 스타일




▲ 공기를 뚫고 주행하기 용이한 ‘패스트백’ 스타일의 아이오닉 일렉트릭
▲ 공기를 뚫고 주행하기 용이한 ‘패스트백’ 스타일의 아이오닉 일렉트릭

네모나게 각진 차가 공기를 잘 뚫고 갈까? 아니면 둥글고 유려한 디자인의 차가 더 잘 뚫고 갈까? 상식적으로 생각을 해봐도 어렵지 않게 공기 저항을 덜 받는 둥근 디자인의 차량이 더 잘 달릴 수 있다고 예상해 볼 수 있다.

아이오닉 일렉트릭은 차량 앞면을 부드럽게 면 처리함으로써 공기로부터 받는 저항을 최대한 줄였다. 또한, 아이오닉은 '패스트백' 스타일의 차체를 가지고 있는데, 패스트백이란 차체의 지붕에서 후면부까지 이어지는 라인이 층 없이 매끈하게 이어진 스타일을 말한다. 이러한 패스트백 스타일을 통해 아이오닉 일렉트릭은 다른 형태의 차량보다 더 수월하게 바람을 뚫고 나아갈 수 있다.


그릴 없이 매끄러운 전면부




▲ 아이오닉 일렉트릭의 전면부는 매끈한 면으로 막혀있다
▲ 아이오닉 일렉트릭의 전면부는 매끈한 면으로 막혀있다

대부분 자동차는 좌우 헤드램프 사이에 '라디에이터 그릴'이라는 공기 통로가 있다. 라디에이터 그릴은 엔진룸 안쪽에 있는 것으로 주행 중 뜨거워진 엔진의 열을 식히기 위해 존재하지만, 차량의 전반적인 인상을 좌우하는 중요한 디자인적 공간으로 사용되기도 한다.

하지만 엔진이 아닌 배터리로 주행하는 전기자동차의 경우 엔진의 열을 식힐 필요가 없으므로 아이오닉 일렉트릭은 전면부를 매끄러운 면으로 막아 놓는 디자인으로 되어 있다. 이러한 디자인을 통해 주행 시에 차체의 주변을 흐르는 공기의 원활한 흐름에 큰 도움을 주고, 나아가 다른 차들과는 차별화된 아이오닉 일렉트릭만의 친환경 전기자동차 이미지를 존재감 있게 표현했다.


공기를 원활히 흘려주는 사이드미러




▲ 사이드미러 안쪽의 돌기는 공기를 후방으로 원활하게 보내는 데 도움을 준다
▲ 사이드미러 안쪽의 돌기는 공기를 후방으로 원활하게 보내는 데 도움을 준다

자동차의 차체 양옆에 있는 사이드미러는 운전자의 안전과 직결된 없어서는 안 될 부품이지만, 차체 주변에 흐르는 공기의 흐름을 불안정하게 하고 차체의 무게를 증가시키는 등의 단점이 있다. 그래서 많은 자동차 기업들이 미래의 사이드미러 형태는 현재의 단점을 보완하기 위해 초소형 카메라 등의 형태로 바뀔 것이라고 예상한다.

아이오닉 일렉트릭 역시 아직은 정해진 법규의 이유로 기존의 사이드미러 형태를 사용한다. 대신, 기존 사이드미러의 형태를 그대로 두고 안쪽에 볼록한 날개 모양의 돌기를 만들어 사이드미러와 옆 유리 사이에서 발생하는 공기의 소용돌이(와류)를 억제하고 후방으로 원활하게 공기를 흘려주는 센스를 발휘했다.


기능성과 효율성을 높이는 주간주행등&에어덕트




▲ 프론트 가니쉬 안쪽에는 ‘주간주행등’과 ‘에어덕트’가 함께 존재한다
▲ 프론트 가니쉬 안쪽에는 ‘주간주행등’과 ‘에어덕트’가 함께 존재한다

자동차의 앞쪽 범퍼 양옆에는 '프론트 가니쉬'라는 부분이 존재한다. 가니쉬는 자동차의 각 부위를 장식하는 부품이라는 의미이다. 아이오닉 일렉트릭은 이 프론트 가니쉬에 '주간주행등'과 공기가 흐를 수 있는 통로인 '에어덕트'를 설치해 디자인뿐만 아니라 기능성과 효율성까지 추가했다.

주간주행등은 낮에도 켜져 있는 라이트로, 주간 주행 시에 안전에 도움을 주며 낮에도 자동차의 존재감을 나타내는 역할을 한다. 주간주행등 바깥쪽으로는 공기가 흘러 들어가는 에어덕트가 마련되어있다. 이 에어덕트 덕분에 차량 앞쪽에 부딪힌 공기는 차량에 저항을 주지 않고 에어덕트로 들어가 뒤쪽으로 자연스레 흐르게 된다. 또한, 에어덕트를 통해 빠져나온 공기는 앞바퀴 안쪽에 있는 브레이크의 열을 식혀 줌으로써 과열로 인한 브레이크의 성능 저하도 예방해준다.


보기도 좋고 안전하기도 한 샤크테일 안테나




▲ ‘샤크테일 안테나’는 상어 꼬리의 모습을 하고 있다
▲ ‘샤크테일 안테나’는 상어 꼬리의 모습을 하고 있다

오래전에 출시된 자동차에는 우리의 키보다 더 길이가 긴 안테나가 달려있기도 했다. 빠르게 달리는 자동차 위에 얇디얇은 안테나가 휘청거리니 안전에 다소 취약했었다. 이러한 단점들을 보완하며 안테나는 그 형태와 기능성을 진화해왔다.

그 결과, 요즘은 상어 꼬리의 형태를 띠고 있는 '샤크테일 안테나'를 많이 사용한다. 차량의 뒤쪽 지붕에 위치해 바람을 가르는 상어 꼬리의 형태를 하고 있어 공기 흐름에 전혀 방해를 주지 않으며 수신 감도 또한 높다. 디자인적으로도 우수해 최근 출시되는 차량에 대부분 적용되고 있다.


안정감 있는 주행을 위한 리어 스포일러




▲ '리어 스포일러'는 후방에서 발생하는 와류를 줄여준다
▲ '리어 스포일러'는 후방에서 발생하는 와류를 줄여준다

'리어 스포일러'는 차량 뒤쪽에 있는 트렁크의 끝부분에 달린 부품이다. 자동차가 빠르게 주행을 하다 보면 차량 뒤쪽에는 공기가 소용돌이치며 차를 끌어당기는 와류가 발생한다. 차량의 뒤쪽 부분에서 차를 끌어당기는 힘을 발생하는 와류로 인해 차량의 속도가 미세하게 줄어들게 되고 차체 뒤쪽의 주행 안정성이 낮아진다.

아이오닉 일렉트릭은 트렁크 끝부분에 선을 더 연장한 듯한 디자인의 리어 스포일러를 적용해 와류가 조금 더 뒤쪽에서 발생하게 했고 그로 인해 뒤쪽에서 차를 끌어당기는 영향을 더 적게 받게 된다. 또한, 끝으로 갈수록 위쪽으로 향하는 리어 스포일러의 각도로 인해 공기가 차체를 아래로 눌러주는 ‘다운포스’가 증가한다. 다운포스를 통해 자동차는 도로와 더 큰 접지력을 보유하고 안전하게 주행할 수 있다. 나아가 아이오닉 일렉트릭은 리어 스포일러에 보조 제동등을 달아 안전에 대한 장점까지 챙겼다.


디자인과 기능을 모두 잡은 휠




▲ 아이오닉 일렉트릭의 ‘휠’은 디자인과 기능, 두 가지 모두를 잡았다
▲ 아이오닉 일렉트릭의 ‘휠’은 디자인과 기능, 두 가지 모두를 잡았다

자동차에 있어서 '휠'은 중요한 디자인적 요소다. 휠의 디자인적 변화를 통해 차량의 전반적인 이미지를 바꿀 수도 있다. 아이오닉 일렉트릭의 휠은 비교적 매끄러운 면을 가지고 있어 공기가 차량 옆으로 흘러가면서 휠과의 간섭이 일어나지 않고 매끄럽게 흘러가도록 도와준다.

또한, 휠을 덮고 있는 화이트 톤의 ‘휠 커버’는 공기 흐름을 원활하게 만들어주는 기능적인 점뿐만 아니라 간편하게 교체할 수 있기에 정비 용이성까지 갖추었다. 아이오닉 일렉트릭의 휠은 한눈에 보기에도 친환경 자동차라는 이미지를 개성 있게 표현하고 있다.


▲ 자동차 곳곳에 숨어있는 공기 흐름에 관한 디자인 비밀
▲ 자동차 곳곳에 숨어있는 공기 흐름에 관한 디자인 비밀

살펴본 것들 외에도 우리가 일상생활에서는 미처 알아차리지 못했던 공기의 흐름을 고려한 디자인들이 자동차 곳곳에 숨어있다. 자동차의 사소한 부분에도 모두 각자가 맡은 중요한 임무를 수행하고 있는 것이다.

과학과 예술의 집합체인 자동차! 디자인은 단순히 보기 좋은 역할만 하는 것이 아니라 이처럼 시각적인 매력과 함께 자동차의 주행 능력을 높이는 역할에도 중요하다. 앞으로 더욱 미적, 기능적으로 탁월하게 발전할 자동차 디자인을 기대해본다.


영현대기자단14기 김서영 | 한성대학교
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