대학생이 직접 자동차를 만든다고? 충남대학교 자작자동차 동아리 바퀴네개를 소개합니다!
작성일 2018.12.18대학생활의 로망 중 하나인 동아리 활동! 자신의 적성에 맞는 동아리를 들어갈 수 있다는 것은 대학생이 누릴 수 있는 큰 혜택 중 하나입니다. 댄스 동아리, 여행 동아리 등등 여러 동아리들이 있지만 내 손으로 직접 자동차를 제작할 수 있는 동아리도 있습니다. 바로 자작자동차 동아리입니다. 여러 자작자동차동아리 중 오늘은 충남대학교의 자작자동차동아리, 바퀴네개를 소개하겠습니다!
24년 전통의 자작자동차 동아리 바퀴네개
▲ 충남대학교 자작자동차동아리 바퀴네개 동아리원들의 모습.
충남대학교 기계공학부 자작자동차 동아리인 ‘바퀴네개’는 1994년에 창립된 동아리입니다. 오래된 연혁 덕분에 현재 지도교수님이 바퀴네개 동아리 창립멤버라는 재미있는 특징도 가지고 있습니다. 2018년 현재 22명의 동아리원이 활동하고 있으며, 매년 1학기와 2학기 초에 충남대학교 기계공학부에서 동아리 멤버를 모집하고 있습니다.
▲ 2018 KSAE 대학생 자작자동차대회에 참여하고 있는 모습
오랜 전통과 명성만큼 바퀴네개가 걸어온 길도 화려합니다. 한국자동차공학회와 한국자동차산업협회의 주최 및 현대자동차를 비롯한 약 40개 자동차산업 관련 기업의 후원으로 열리는 국내 최대 규모의 KSAE 대학생 자작자동차대회에서 2013년 Baja 부문 금상과 은상을 수상하였고, 2014년 baja 부문 장려상 수상, 2018년에는 Baja 부문 장려상, Formula 부문 동상을 수상했습니다. Baja 자동차를 중심으로 열리는 PRIME 국제 대학생 자작자동차대회에서는 2013년 견인 부문 1위, 슬라럼 (이중 지그재그 코스를 달리는 경기) 부문 2위, 2014년 슬라럼 부문 1위, 2017년 슬라럼 부문 1위에 올랐습니다. 전기차 부문에서는 2017년 국제 대학생 창작자동차 경진대회에서 장려상을 수상했습니다.
▲ 2018 KSAE 대학생 자작자동차대회에서 장려상과 동상을 수상한 모습
오프로드 자동차(Baja)부터 전기차(EV)까지
▲ 2018년 올해 제작된 Baja 자동차
바퀴네개는 동아리를 창립할 때부터 비포장도로에서 달리는 오프로드 자동차인 바하(Baja) 자동차를 제작해 왔으며, 2000년대 초 PRIME 국제 대학생 자작자동차대회를 시작으로 자작자동차 대회에 참가하기 시작했습니다. 2013년부터 전기자동차(EV)를 제작했습니다. 2015년에는 포장도로에서 달리는 온로드 자동차인 포뮬러(Formula) 자동차를 제작하기 시작했고, 내년부터는 바하(Baja) 자동차와 포뮬러(Fomula) 자동차를 집중 제작할 예정입니다.
자작자동차는 어떤 과정을 통해 만들어질까?
▲ 내년도 자작자동차 제작을 위한 세미나를 진행하고 있는 모습
자작 자동차 동아리의 1년은 8월에 열리는 KSAE 대학생 자작자동차대회를 중심으로 흘러간다고 해도 과언이 아닙니다. 연간 동아리 활동은 겨울방학 때부터 시작해 다음 해 8월 KSAE 대학생 자작자동차대회까지 이뤄집니다. 8월 KSAE 대학생 자작자동차대회가 끝난 후 9월부터 11월까지 다음 해 동아리원들에게 인수인계가 이뤄집니다. 전년도 자동차 제작에 주축이 되었던 팀장들이 전년도 자동차 설계가 어떻게 되었는지, 내년도 설계 중점 사항에 대한 안내, 설계 순서, 작업 부분, 운영계획에 대한 세미나를 한 달에 2번 정도 운영합니다. 이런 세미나를 통해 바퀴네개 동아리만의 자동차 제작 노하우를 전수하고 선배들의 졸업이나 취업 준비로 인해 동아리의 맥이 끊기는 일이 발생하지 않도록 합니다.
▲ 설계도면의 모습 / 설계도면을 기반으로 자동차가 만들어지기 때문에 중요한 작업이다
그리고 가장 중요한 자작자동차를 제작하는 과정이 남아있죠. 자작자동차의 작업 순서는 설계, 공구 및 재료 준비, 프레임 작업, 조립, 자립, 테스트 순으로 이뤄집니다. 자동차에 관한 기본 원리는 세미나와 선배들의 설명을 통해 모든 팀원들이 숙지한 상태에서, 조향장치 (핸들 및 핸들과 연결된 부분), 엔진, 현가장치(노면의 충격이 차체나 탑승자에게 전달되지 않게 충격을 흡수하는 장치) 등으로 팀을 나누어 작업합니다. 가장 먼저 설계에 들어갑니다. 자동차에는 각종 공학적 원리가 적용되어 매우 복잡하기 때문에 동아리 선배들의 피드백, 세미나뿐만 아니라 미국의 FSAE 미시건, 독일의 Formula Student 의 우수 성적 팀들이 발표한 설계 보고서, 테스트 결과지, 전국 자동차연합동아리(AARK) 전체 회원들이 공유하는 차체 셋업 스프레드 시트 등을 참고해 설계합니다.
▲ 차량 프레임의 밑바닥이 틀어지는 것을 방지해주는 지그(jig)에 밑바닥을 고정시키는 작업
설계가 끝난 후에는 자동차의 기반이 되는 프레임 작업을 시작합니다. 자동차를 만들 때 설계상 위치에 맞게 제작하기 위해 사용하는 보조용 기구인 지그(jig)에 차량 프레임의 밑바닥을 고정함으로써 전체 프레임이 변형되는 것을 방지합니다.
▲ 지그 위에 세워진 프레임들. Formula 자동차를 제작하는 모습이다
지그 위에 부재나 프레임 같은 차체 구조물을 세워 차체를 완성시킵니다.
▲ 프레임 작업 사진
지그에 프레임을 올리는 작업이 끝나면 차체와 바퀴를 연결해주고, 충격을 완화해주는 서스펜션을 장착합니다. 그 후 4개의 바퀴를 모두 장착합니다. 바퀴가 모두 장착되면 지그 없이도 차량이 고정될 수 있도록 하는데 이를 자립이라고 부릅니다. 그 후, 구동축 대기어와 엔진 쪽 소기어가 일직선 상에 놓이도록 엔진을 고정하고 시트위치, 페달, 조향장치와 같은 나머지 부분을 작업합니다.
▲ 학생들이 직접 아크 용접을 진행하고 있는 모습
이 과정에서 학생들이 직접 가공한 부품과 철판을 프레임에 고정하기 위해 아르곤 용접과 아크 용접을 진행합니다. 또한, 알루미늄과 철을 이용하여 설계한 부품을 직접 밀링하고 가공합니다.
▲ 조립을 마치고 테스트를 진행하는 모습
모든 과정을 거쳐 자립이 끝나면 작동이 잘 되는지 테스트를 진행합니다. 작동이 잘 되는지 프로토 타입 시범 주행을 해 보고 문제가 생기면 수정을 하고, 완성도를 높여 나갑니다. 신뢰도 문제가 어느 정도 해결되면 임의로 대회장과 비슷하게 코스를 설정해서 랩 타임 측정을 하고 드라이버가 차량 움직임을 평가합니다.
바퀴네개의 자랑 기어박스
▲ 김지민 학생(2018 동아리 회장)이 직접 설계한 기어박스
자동차 제작 과정에서 바퀴네개만의 특색은 바로 기어박스를 직접 설계해 사용하는 것입니다. 기어박스는 엔진에서 발생한 동력을 자동차 구동축으로 전달해 자동차를 움직이게 하는 장치입니다. 언덕을 올라야 하거나 차가 더 빨리 달려야 하는 상황에서 기어박스를 통해 각 상황에 맞는 최적의 기어비를 적용할 수 있습니다. 기어박스가 없는 자동차에 비해 엔진 출력이 훨씬 좋습니다. 자작자동차 대회에서 기어박스를 사용하는 팀이 많이 없어, 바퀴네개의 자동차는 다른 자동차들에 비해 더 유리한 강점을 가지고 있습니다.
선후배간의 팀워크를 통해 어려움을 헤쳐나가는 바퀴네개
▲ 전기차를 타고 경기장까지 이동 중인 모습
매년 자작자동차 대회를 참여하며 대회마다 생기는 크고 작은 에피소드들이 있습니다. 2017년 국제 대학생 창작자동차 경진대회 전기차 부문에 참가했을 때, 첫째 날에 있는 가속부문에서는 성적이 준수하게 나왔지만, 슬라럼 경기에서는 평소보다 기록이 좋지 않았습니다. 둘째 날에 열리는 배점이 큰 내구레이스에 집중하기 위해 전략적으로 역할 분배를 실시했습니다. 경쟁상대가 될 팀들의 성적을 분석하는 조, 사고 발생 시 자동차를 수리하기 위한 조, 필요한 공구를 준비하여 챙기는 조 등으로 나누어져 각자의 역할 수행에 충실했습니다. 경쟁 상대의 랩 타임을 분석하여 어느 정도의 전력을 소모할지 결정하고, 일정 전력을 소모 후 관성에 의해 주행하는 방식인 타력 주행을 실시하기로 했습니다. 모든 과정들을 통해 최종적으로는 장려상을 수상하게 되었습니다. 전략적으로 역할을 분배하고, 각자 맡은 역할에 충실해 문제를 해결했던 순간이었습니다. 특히나 바퀴네개의 팀워크가 훌륭했기 때문에 모든 과정이 신속하게 가능했습니다.
▲ Formula 자동차 검차를 진행 중인 모습
올해 8월 KSAE 대학생 자작자동차대회에서 Formula 자동차 검차를 하던 중 안전벨트가 너무 오래되고 헤져서 안전상의 문제가 있다는 지적을 받았고, 전방 충돌 구조물이 규정 길이에 미달해 1차에서 불합격을 했습니다. 두 문제 모두 대회장에서 당장 해결하기 까다로운 문제여서 고민하고 있던 차에, 후배들이 대회를 하는 모습을 지켜보려 오신 OB 선배님들의 도움으로 안전벨트는 아반떼 컵에 출전하는 선배 차에서 빌려 쓸 수 있었고, 전방 충돌 구조물은 정비텐트에서 몇 시간 동안 용접해 길이를 늘려 규정을 무사히 통과할 수 있었습니다. 선배님들이 없었더라면 검차를 통과하지 못했을 텐데 선배들의 도움에 정말 감사함을 느꼈다고 말합니다.
동아리 활동을 하면서 가장 보람을 느끼는 순간은 언제일까?
▲ Baja 경기를 끝마치고 촬영한 사진
동아리 활동을 하면서 가장 보람을 느끼는 순간은 언제일까요? 모든 동아리원들이 입을 모아 ‘직접 만든 자동차가 작동되어 잘 굴러가는 모습을 볼 때’라고 말합니다. 각각의 부품들이 합쳐져 자동차가 만들어졌다고 해서 끝이 아닙니다. 사람이 타고 주행을 할 수 있을 정도로 잘 작동되어야 하는데요. 교내에서 실시하는 테스트 과정에서 자동차가 작동이 잘 될까 떨리는 마음으로 시동을 걸고, 자동차가 문제없이 잘 작동될 때 가장 큰 희열을 느낍니다. 자작자동차대회 중에도 여러 테스트를 거치는 동안 자동차가 부서지는 경우가 많은데 그러한 어려움을 다 견디고 대회 마지막에 자동차가 완주를 할 때면 그 무엇과 비교할 수 없는 보람을 느낍니다.
동아리 활동을 통해 변화한 점이 있다면?
▲ 2018년도에 제작한 Formula 자동차를 운전하고 있는 이영종 학생
동아리 활동을 하면서 긍정적으로 변화한 점이 있다고 말하는 학생들도 있습니다. 어렸을 때부터 자동차를 좋아해 바퀴네개 동아리에 들어온 이영종(Formula 운전자) 학생은 “빠른 속도로 주행을 해야 하는 자작자동차대회에 참여하면서 모터스포츠에 관심이 생겨 직접 카트를 타고 레이싱을 즐기는 등의 취미가 생겼다”고 말합니다. 김건호(2019 동아리 회장) 학생은 “무엇이든 할 수 있다는 자신감을 가지게 된 것이 큰 변화”라고 말합니다. 동아리에 처음 들어왔을 때, 선배들이 불똥을 튀기며 그라인딩하는 모습, 큰 기계를 자유자재로 다루는 모습들을 보며 ‘내가 정말 저런 일들을 할 수 있을까?’라는 생각이 들었는데 저학년 때부터 열심히 동아리 활동에 참여하다 보니 어느새 선배들처럼 되어있는 모습을 보며 뿌듯함과 자신감을 가지게 되었다고 합니다.
학생들의 자율성이 높은 동아리 활동
▲ 여름 작업을 마친 후 엠티를 떠난 동아리원
동아리 활동이 항상 즐겁기만 한 것은 아닙니다. 학부에서 배운 지식을 차량을 제작하는 데 적용하지만 학부에서 배우지 않은 지식에 대해서는 직접 공부하며 습득해야 합니다. 학기 중에는 수업이 끝난 후 새벽까지 자동차를 제작을 하는 경우도 많고, 방학 때는 아침 7시에 만나 새벽 3시까지 작업을 하거나, 오후 2시에 만나 그다음 날 아침까지 제작을 하는 경우도 있습니다.
하지만 이런 과정들을 통해서 동아리원들 간의 끈끈함과 결속력이 생기고 함께 쌓는 추억이 많습니다. 작업 중간중간에도 회식을 하며 우정을 나눕니다. 모든 작업이 끝나면 엠티를 떠나 친목을 도모합니다. 또한 나이 차이가 많이 나는 선배들과도 스스럼없이 지내며 함께 고민을 나누기도 합니다. 동아리 활동을 마친 선배들을 OB라고 부르는데 연중행사로 홈커밍데이를 통해 선배들과 족구경기를 하고 대화를 하는 교류의 장도 있습니다.
하지만 이런 과정들을 통해서 동아리원들 간의 끈끈함과 결속력이 생기고 함께 쌓는 추억이 많습니다. 작업 중간중간에도 회식을 하며 우정을 나눕니다. 모든 작업이 끝나면 엠티를 떠나 친목을 도모합니다. 또한 나이 차이가 많이 나는 선배들과도 스스럼없이 지내며 함께 고민을 나누기도 합니다. 동아리 활동을 마친 선배들을 OB라고 부르는데 연중행사로 홈커밍데이를 통해 선배들과 족구경기를 하고 대화를 하는 교류의 장도 있습니다.
▲ 공대 5호관에 위치한 자동차 제작실
자동차를 제작하는 과정에서 학생들의 활동 자율성이 높아, 원하는 대로 자동차를 설계, 제작할 수 있습니다. 특히 학년이 높아지고 자동차 제작 경험이 많아질수록 자동차 제작에 있어 많은 부분을 담당할 수 있는데, 직접 설계에 참여하고 제작 과정을 주도하는 과정에서 굉장한 보람을 느낍니다. 담당 교수님과 학교의 적극적인 지원으로 바퀴네개를 위한 실습실과 자동차 제작실이 교내에 있어 야외가 아닌 학교 내부에서 편안하게 자동차 제작을 할 수 있다는 장점도 있습니다.
동아리에서 진행하고 있는 외부 활동들
▲ WTA 대전 하이테크 페어에서 부스를 운영하고 있는 모습
대학생 자작자동차 대회 참여 외에도 2017년에는 대전 DCC에서 열린 WTA(세계과학도시 연합)대전 하이테크 페어에서 충남대학교 동아리 대표로 부스를 운영했습니다.
▲ 2017년도에 진행한 고교 대학연계프로그램
또 2016년부터 고교 대학연계프로그램을 통해 대전, 충남지역 고등학생들에게 충남대학교 기계공학부 홍보활동을 진행하고 있습니다.
▲ 교내 엔지니어링페어에서 차량 시뮬레이션 게임을 운영하고 있는 모습
뿐만 아니라 교내 엔지니어링페어(공과대학 축제)에서 차량 시뮬레이션 게임, 대회에 참가했던 차량 전시 및 탑승 체험, 자작자동차 시운전을 보여주기도 합니다. 또 전국 자동차연합동아리(AARK) 활동을 통해 타 대학 자작자동차동아리와의 교류를 활발히 진행하고 있습니다.
내 손으로 직접 자동차를 만들어보고 싶다면, 자작자동차 동아리에 들어가보는 거 어때?
▲ 자작자동차대회 중 바퀴네개의 자동차 모습
충남대학교 자작자동차 동아리 바퀴네개의 이야기, 어떠셨나요? 내 손으로 직접 자동차를 만든다는 것은 자작자동차 동아리 활동이 아니라면 평생 한번 해보기 어려운 경험일 것 같습니다. 힘들고 어려운 과정도 많지만, 함께 하기에 어려움을 극복하고 그 순간을 즐길 수 있습니다. 인생에 한 번쯤 내 손으로 직접 자동차를 만들어보고 싶다면 자작자동차 동아리에 들어가보는 건 어떨까요?
