F1기술과 규정(Formula)의 변화사 (1)

 

 

F1은 왜 ‘기술의 역사’가 아니라 ‘규정의 역사’일까

F1에서 ‘Formula’는 참가자들이 반드시 따라야 하는 기술 규정 Formula A를 지칭한다.
엔진 배기량, 차체 무게, 공기역학 구조, 연료 방식까지 모두 규칙 안에서 정의된다.

 

따라서 F1의 기술 발전은 언제나 자유로운 혁신이 아니라,
규정을 전제로 한 해석과 대응의 결과였다.

 

2026년 또 한 번의 대규모 규정 변화에 앞서,
F1의 역사를 규칙이 바뀔 때마다 기술이 어떻게 달라졌는지에 초점을 맞춰 정리해 보았다.

 

 

1950~60년대 | F1의 탄생과 기본 구조의 시대

F1의 첫 공식 레이스는 1950년 프랑스에서 열렸다.
이후 한 달 뒤 영국 실버스톤에서 첫 월드 챔피언십이 개최되며 F1은 본격적인 국제 대회로 자리 잡는다.

초기의 F1 규정은 지금과 비교하면 단순했지만, 이미 차량 설계 전반을 제한하는 ‘기술 공식’의 개념은 존재했다.

1958년은 중요한 전환점으로 본격적인 레이싱 규정이 도입되었고, 트랙 거리는 약 300마일에서 200마일로 줄었다.
연료는 Avgas 사용이 의무화되었으며, 엔진을 드라이버 뒤에 배치한 차량이 처음으로 우승을 차지한다.

아르헨티나 그랑프리에서 스털링 모스가 몰았던 쿠퍼(Cooper)는 이후
F1 차량의 기본 레이아웃이 되는 미드십 구조의 가능성을 보여줬다.
차의 성능이 단순한 출력이 아니라, 배치와 균형의 문제라는 인식이 이때부터 본격화한다.

 

 

1960년대 후반 | 공기역학의 시대

1960년대 후반, F1 차량에는 이전까지 없던 요소가 등장한다.
바로 윙, 즉 공력(Aero) 장치다.

윙은 항공기에서 착안한 구조인데, 공기의 흐름을 이용해 비행기를 뜨게 하는 원리를 뒤집어서
차량을 노면으로 눌붙게 만드는 역할을 한다.
이렇게 다운포스가 생기면서 코너에서의 안정성과 접지력이 크게 향상되었다.

이후 F1 팀들은 경쟁적으로 윙을 키우고 높였다.

하지만 공력 기술은 곧 안전 문제로 이어진다.
높은 위치에 장착된 대형 윙은 파손 시 차량이 통제력을 잃는 원인이 되었고,
FIA는 공력 장치의 위치와 구조를 제한하는 방향으로 규정을 수정한다.

이 시기는 F1이 처음으로 공기 흐름 자체를 성능의 핵심 요소로 인식한 시대였다.

 

 

1970~80년대 초반 | 바닥의 시대, 그라운드 이펙트

1970년대 중반 이후, 엔지니어들의 관심은 차의 위가 아니라 아래로 이동한다.
차체 하부에 공기를 가속시키는 구조를 만들면 차가 트랙에 더 강하게 밀착된다는 사실이 활용되기 시작했다.

1976년경 등장한 에어박스는 엔진으로 유입되는 공기를 안정적으로 공급했고, 이와 함께 그라운드 이펙트 개념이 본격화된다.

차량 바닥에 벤투리 터널을 설계해 공기를 빠르게 통과시키고 압력을 낮추는 방식이었다.
결과적으로 다운포스는 많이 증가했고, 코너링 속도도 급격히 빨라졌다.

문제는 제어였다.
차량이 지나치게 낮아지면서 노면의 작은 요철에도 불안정해졌고, 사고 위험이 커졌다.

1980년대 초, 모든 팀이 그라운드 이펙트 차량을 사용하게 되었지만 1982년 FIA는 이를 전면 금지한다.
성능보다 안전이 우선된 결정이었다. (이후 다시 허용되었다가 2026년부터 다시 금지..)

 

 

1980년대 | 터보의 시대

같은 시기, 엔진 분야에서는 또 다른 변화가 일어난다.
르노는 RS01을 통해 F1 최초의 터보차저 엔진을 도입한다.

터보차저는 배기가스를 이용해 흡입 공기를 압축하고, 더 많은 연료를 연소시켜 출력을 높이는 방식이다.

다만 가속 반응이 늦어지는 터보 lag이 존재했다.

 

초기에는 대부분의 팀이 코스워스 자연 흡기 엔진을 유지했지만,
1983년 넬슨 피케가 터보 엔진으로 월드 챔피언에 오르며 흐름이 바뀐다.

이후 BMW, TAG-포르쉐 엔진을 장착한 맥라렌이 경쟁력을 확보한다.

1984년 맥라렌 MP4/2는 16경기 중 12승을 기록하며 터보 엔진의 성능을 명확히 입증했다.

 

그러나 출력은 점점 통제 불가능한 수준으로 치솟았고,
FIA는 1980년대 후반 터보차저를 금지한다.
대신 3.5리터 자연흡기 엔진이 도입된다.

 

 

1990년대 | 전자 제어의 시대

1990년대 F1은 기계에서 전자로 중심이 이동한 시기였다.
세미 오토매틱 기어박스, 트랙션 컨트롤, 액티브 서스펜션이 등장한다.

특히 윌리엄스 FW14와 FW14B는 전자 제어 기술이 성능에 어떤 영향을 미치는지를 보여준 사례였다.
패들 시프트 방식의 변속기는 변속 속도를 단축했고,
액티브 서스펜션은 주행 상황에 따라 차체 높이를 자동으로 조절했다.

공기역학은 특정한 차고 범위에서 가장 효율적으로 작동하는데,
액티브 서스펜션은 이 상태를 유지하는 데 큰 역할을 했다.

하지만 전자 장비의 개입이 커질수록 드라이버의 역할은 상대적으로 줄어들었다.

결국 FIA는 1990년대 초 액티브 서스펜션을 포함한 다수의 전자 보조 시스템을 금지한다.
기술 격차를 줄이고, 운전 실력의 비중을 높이기 위한 결정이었다.

 

레이스카에 사용된 Active Suspension

 

 

2000년대 | 규정 해석의 시대

2000년대 F1은 새로운 기술보다 규정을 어떻게 해석하느냐가 성능을 좌우하던 시기였다.

 

대표적인 사례가 2009년 더블 디퓨저다.
혼다 소속 엔지니어가 규정의 빈틈을 발견했고, 윌리엄스·토요타·브라운 GP가 이를 적용했다.

규정에는 기준면과 스텝 플레인, 그리고 그 사이의 수직 전이 구조가 명시되어 있었지만
그 전이부에 ‘구멍’을 둘 수 없다는 조항은 없었다.

이 해석은 합법으로 인정되었고, 이후 시즌 종료 후 금지된다.

같은 시기 KERS가 도입된다.
제동 시 발생하는 에너지를 저장해 가속에 사용하는 방식으로,
로드카 하이브리드 기술과 유사한 개념이었다.

 

그 이후는...?
졸리니까 다음 편에 이어서....