포르쉐의 카본 휠, 차라리 마법에 가깝다
2017-08-29 13:44:00 입력



포르쉐가 새로운 휠을 발표했다. 가격은 무려 15,232유로. 우리 돈으로 2,000만 원 이상이다. 아무에게나 팔지도 않는다. 500명의 911 터보 S 익스클루시브 구매자만 살 수 있다. 대체 2,000만 원짜리 휠은 무엇으로, 어떻게 만들까?

 

휠을 만드는 법은 보통 주조와 단조 두 가지로 나눈다. 주조는 거푸집에 쇳물을 부어 만드는 방식이다. 붕어빵 만드는 과정을 생각하면 이해하기 쉽다. 단조는 쇠를 달궈 두들기거나 압력을 가해 형태를 만든다. 단조로 만든 휠은 주조 휠보다 강도가 세고 가볍다. 하지만 제조공법이 까다로워 가격이 더 비싸다.




포르쉐는 이보다 더 비싼 소재와 까다로운 공정으로 휠을 만들었다. 핵심은 탄소섬유편조방식이다. 궁극의 성능을 추구하는 스포츠카 브랜드는 비싼 소재와 기술 도입을 아끼지 않는다. 무게 1혹은 기록을 0.1초라도 줄이기 위해 새로운 기술과 소재 개발에 열을 올린다.

 

탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced plastic)이 좋은 예다. 같은 부피의 철보다 무게는 4분의 1 밖에 되지 않지만, 인장 강도는 10배에 달한다. 가벼운 무게는 자동차의 운동 성능과 연비와 직결된다. 때문에 CFRP는 업계의 주목을 받고 있다.




편조는 섬유를 엮어 만드는 방법이다. 밧줄을 떠올리면 이해하기 쉽다. 실 여러 가닥을 엮어 밧줄로 만들면 쉽게 끊어지지 않는 원리와 같다. 엮는 과정에 합성 수지를 도포해 가며 단단하게 굳힌다. 이와 같은 방법으로 곡선을 가진 면을 만들기 위해선 고도의 기술이 필요하다.


휠은 크게 림과 스포크로 나눌 수 있다. 림은 원통 모양으로 타이어와 맞닿아 있는 부위를 말한다. 스포크는 림을 지지하고 있는 다리다. 포르쉐는 두 부위를 따로 만들어 하나로 합친다. 먼저 포르쉐는 림을 만들기 위해 직경 9m나 되는 탄소 섬유 편조기를 개발했다. 10넘는 길이의 섬유 가닥으로 하나의 완전한 원통을 만들기 위해서다.




휠은 모든 면의 무게가 일정해야 떨림 없이 회전한다. 탄소섬유 휠을 만드는 기존 방식은 면의 무게를 일정하게 맞추기 어려웠다. 평평한 원단을 먼저 만들고 일정한 크기로 잘라 붙여 원통을 만드는 과정에서 접합 부위가 두꺼워지기 때문이다. 포르쉐는 편조기를 사용해 접합 없는 림을 만들어 이 문제를 해결했다.




한편, 스포크는 탄소섬유로 엮은 원단 조각 200개를 다듬고 조립해 만든다. 그리고 림에 스포크를 얹어 완전한 휠의 모양을 갖춘다. 그 다음 합성수지를 뿌리고 고온에서 굳히기를 반복한다. 마지막으로 충분한 냉각을 거쳐 비로소 휠을 완성한다. 결과는 놀랍다. 기존 알루미늄 합금 휠보다 각각 20%씩 더 가볍고 단단하다.


무게를 20% 줄이는데 2,000만 원의 비용이 비싸다고 생각할 수도 있다. 하지만 경량화는 자동차의 운동성능을 높일 최선의 방법이다. 효과는 수치로 입증 가능하다. 지난 20161, 미국 자동차 전문지 <카앤드라이버>는 카본 휠과 알루미늄 휠의 가속 성능 차이를 실험했다. 측정에 사용한 자동차는 포드 머스탱 GT350. 같은 차에 휠만 바꿔 테스트했다.


결과는 예상대로 카본 휠의 승리. 시속 30~130마일(시속 48~209)까지 도달하는 시간을 쟀는데, 알루미늄 휠 끼운 머스탱이 17.7초를 기록했다. 반면 카본 휠을 신긴 머스탱은 16.5초로 1.2초 더 빨랐다. 실험 결과로 미뤄볼 때 911 터보 S의 카본 휠은 유의미한 기록 단축을 가져올 수 있다.




휠의 강도 또한 주행에 중요한 요소다. 속도가 빨라질수록 자동차가 받는 충격의 크기가 커지는 까닭이다. 충격에 강하고, 무거운 휠을 만들기는 쉽다. 포르쉐 카본 휠이 비싼 이유는 간단하다. 가벼우면서도 단단하기 때문이다. 911 터보 S의 카본 휠은 그야말로 드림 휠이다. ‘드림 카의 달인, 포르쉐다운 도전이었다


포르쉐 카본 휠의 제작과정을 담은 영상

https://youtu.be/6RbJbh2PraI


글 이현성 기자

사진 포르쉐

로드테스트 기자

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