번 달 모터트렌트 파리모터쇼 관련 기사를 보다가 문득 눈에 띄는 단어 하나를 발견했다. 경제난 때문에 컨셉카에까지 양산성이 많이 묻어나오는 이번 파리모터쇼에서 아우디의 크로스레인(Crosslane) 쿠페 컨셉은 그 속에 들어있는 차체 기술만으로도 유난히 주목받을만한 가치가 있었다. 이 컨셉카가 파리모터쇼의 최고의 자동차라고 말하는 사람들이 적지 않은 이유는 바로 아우디의 이런 "복합소재 스페이스 프레임(Multi-material Space Frame)"방식때문 일 것이다.




복합소재 스페이스 프레임을 글자 그대로 해석해 보면 여러 재료를 써서 만든 스페이스 프레임이라는 의미인데, 나는 이 MSF(Multi-materai Space Frame)를 보고 아우디는 어떤 곳에, 어떤 방식으로, 어떤 재료를 배분하고, 그 이질적인 재료들을 높은 강성수준을 유지하면서 어떻게 연결했을지 궁금즘이 솓구쳤다. 일단 이 복잡한 MSF를 알아보기에 앞서서, 스페이스 프레임(Space Frame)이 무엇인지 알아보자.



스페이스 프레임은 기본적으로 원형이나 다각형 단면의 관재를 조인트로 연결해 차체를 형성하는 방식이다. 높은 강성을 확보 할 수 있기 때문에 경주용 자동차나 카트같은 차량에 많이 사용되고 있다. 기본적으로 새장을 연상하면 된다.(이때문에 마세라티 T61은 '새장'이라는 별칭을 얻기도 했다)


아우디는 1994년에 차체를 100% 알루미늄으로 만드는 ASF(Aluminum Space Frame)을 선보인이래로 기존의 스틸 차체대신 스페이스 프레임에 알루미늄을 적용시켜왔다. 그렇다면 왜 철판 대신 알루미늄판을 사용하려는 것일까? 일반적으로 알루미늄은 비중이 2.73으로 철과 비교해 1/3수준의 가벼운 특성이 있으며 내식성과 내구성이 우수하다. 이런 알루미늄의 가벼운 특성 때문에 스틸 차체와 동일한 강성을 확보하면서도 30%정도의 경량화가 가능한 차체 설계를 도모할 수 있다. 경량화는 즉 다운사이징, 그리고 연비 향상과 관계가 있다. 또한 스틸 차체와 같은 수준의 강성을 확보하기 위해서 차체 멤버류의 단면 두께를 약 40%이상 증가시킬 필요가 있는데 이는 구조강성과 충돌에너지 흡수능력을 향상시키는 이점이 있다. 물론 차체가 커지고 패키징이 약간 까다로워지며 정비성과 용접성이 나빠진다는 단점이 있지만, 많은 이점 때문에 단점은 개선돼가고 있는 추세다. 





그리고 아우디가 이번에 선보인 복합소재 스페이스 프레임(MSF)은 알루미늄, 탄소 섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber-reinforced Polymer, CFRP), 유리 섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber-reinforced Polymer, GFRP) 이 세 가지 재료로 이루어져 있다. ASF방식에서 벌크헤드들과 엔진부, B필러 등의 주요 부분에 탄소섬유제를 사용하고, 하중을 상대적으로 적게 받는 부분에 스틸과 알루미늄을 사용해 ASF와 큰 가격 차이가 나지 않음에도 전체를 카본으로 만든 모노코크바디와 동등한 수준의 정강성, 동강성을 확보할 수 있다고 주장한다. 중량 또한 ASF 보다 가볍고 풀카본바디(풀 CFRP 모노코크바디)보다는 무거운 수준으로 경량화지수도 훌륭하다. 위의 그림은 크로스레인 컨셉의 차체인 MSF에 대한 모식도이다. MSF에 대한 시험적인 적용이었기 때문에 상당히 러프한 컨셉만 보인다.






이러한 아우디의 차체관련 경쟁력은 ALZ라 불리는 Audi Lightweight Design Center의 프로젝트들의 영향이 크다. 아우디는 디자이너와 경량화 전문 엔지니어의 협업으로 MSF를 탄생 시켰다. 이 곳의 엔지니어들 뿐만이 아니라 아우디의 엔지니어들은 "The right material in the right place for outstanding performance."를 지향한다고 한다. 과연 아우디의 이런 모토와 ASF, 그리고 MSF로 이어지는 결과물이 차체설계의 트렌트를 주도할 수 있을까? 일단 지금까지는 그 저명한 Automotive Circle International의 2012년 Euro Carbody Contest에서 2위에 입상하는 등 전망이 좋아보인다. 이제는 MSF가 시장에서 어떻게 어필되는지, 그리고 ALZ의 다음번 깜짝 기술은 어떤 것일지 궁금해 진다.





Posted by designeer shyfragrance

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  1. Favicon of http://17127.ccgenevois.com/uggfrance.php BlogIcon ugg 2013.07.13 02:52 Address Modify/Delete Reply

    희미한 달빛이 샘물 위에 떠있으면,나는 너를 생각한다.

  2. RonaldKn 2015.01.09 19:10 Address Modify/Delete Reply

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