과거 1990년대에는 세단형 자동차의 트렁크 리드 상단에 날개와 같은 구조물을 설치하는 경우가 일종의 유행인 시절이 있었다. 비록 공력 특성 자체에는 큰 도움이 되지 않는 경우가 허다했지만 화려한 외관을 얻을 수 있어 지금도 종종 사용되는 것을 볼 수 있다.
자동차 '리어 스포일러(Rear spoiler)'는 자동차의 공력 성능을 향상하기 위해 장착하는 부품이다. 스포일러(Spoiler)란 널리 알려진 대로 무언가를 방해하거나 망치는 사람을 의미한다. 영화나 게임 등의 스토리를 먼저 누설하여 해당 미디어의 흥미도를 떨어뜨리는 행위를 뜻하는 '스포일러'라는 표현 또한 여기서 유래한 것이다. 자동차의 스포일러는 공기의 흐름을 흐트러뜨려서 유리한 공력 특성을 얻을 수 있도록 하는 것이다.
자동차에 '리어 스포일러'를 장착하면 연비가 향상될까? 실제 리어 스포일러를 장착해도 연비에 직접 영향을 미치지는 않는다. 스포일러는 항력(물체가 유체 내에서 움직일 때 움직임의 반대 방향으로 작용하며 물제의 움직임을 방해하는 힘, 끌림힘)을 감소 시키고 공기 흐름을 바꿔 항력을 줄이는 효과를 준다.
스포츠카의 전면 범퍼와 후면 트렁크 까지 공기의 흐름이 가파른 하향각을 가지기 때문에 공기흐름이 분리될수 있다. 이런 흐름은 난기류가 되고 항력과 핸들링 불안정성이 증가한다. 베르누이의 효과처럼 리어 스포일러를 추가하는 것은 다운포스를 생성해 이런 공기흐름의 불안정성을 줄이는 역할을 한다.
자동차 제조사들은 이런 기류를 ‘언더플로우’라고 부른다. 비행기로 치자면 난기류 같은 역할을 하는데 이 때문에 많은 에너지를 소비하며 자동차 연비에도 영향을 미친다. 하지만 일부 스포일러들은 주로 외관을 꾸미는 목적의 부품이거나 혹은 공기 역학적 기능도 없고 오히려 공기 역학을 악화시키는 스포일러도 있다.
경주용차에서 스포일러의 역할은 경주용차의 차체 또는 섀시에 있는 다른 부품과 조합돼 사용된다. 특히 핸들링 특성을 바꿀때 같이 설정을 변경한다. 일반 양산차에 사용되는 스포일러의 목적은 항력을 줄이고 연료 효율을 높이는 것이다. 범퍼 밑에있는 프론트 스포일러는 항력 계수와 공기흐름을 줄이고 차량 밑으로 흐르는 공기량을 줄이기 위해 주로 쓰인다.
스포일러는 대부분 경량 소재로 만들어진다. 저가형은 주로 ABS 수지나 섬유 강화 플라스틱(FRP)로 만들지만 고가 제품은 탄소 섬유(카본)를 이용해 제작된다. 최근 제작되는 스포츠카, 전기차들은 액티브 스포일러를 채용해 고속으로 주행중일 때 스포일러가 올라가고 저속으로 달리면 다시 들어가는 방식을 사용한다. 이러한 액티브 스포일러는 작동되는 속도, 운전자 설정을 통해 작동되는 시점을 변경할 수 있다.
박희준 기자 jacklondon@g-enews.com 박희준 기자가 쓴 기사 바로가기 →
