0. 목차
- '하이퍼카'의 두 가지 흐름
- '하이퍼카'의 고성능 엔진
- 공기 저항을 줄이는 외양을 추구
- '하이퍼카' 갤러리
1. '하이퍼카'의 두 가지 흐름
요즘에는 '시속 500km를 넘는 차'와 '고성능을 지닌 차'가 속속 등장하고 있다. 이전의 '슈퍼카(Super Car)'로는 만족할 수 없다는 의미에서 '하이퍼카(Hyper Car)'라고 불린다. '하이퍼카'의 확실한 정의는 없지만, 최고 속도가 시속 300km 이상, 최고 출력이 1000마력 이상, 그리고 10억 원 이상으로 시판되는 차를 '하이퍼카'라고 부른다. 또 이 숫자들에는 미치지 못해도, 뛰어난 성능과 개성을 지녀 제작자의 의도가 강하게 느껴지는 것도 '하이퍼카'로 간주된다. 생산 대수로 한정되어 공예품에 가깝다고 할 수 있다.
'하이퍼카(Hyper Car)'라는 명칭이 등장한 때는 레이싱카의 기술을 많이 활용하고 가격이 10억 원을 넘는 '맥라렌(Mclaren)'의 'F1'이 등장한 1992년이다. 이후 지금도 계속 생산되는 '파가니(Pagani)'의 '존다(Zonda)'가 등장한 1999년 무렵 '하이퍼카'라는 분류가 정착한 것으로 보인다.
'하이퍼카'에는 두 가지 계통이 있다. 하나는 '슈퍼카의 흐름을 잇는 유형'이고 또 하나는 '레이싱카를 기반으로 한 유형'이다. 슈퍼카의 대명사인 '페라리(Ferrari)'와 '람보르기니(Lamborghini)'는 첫눈에 그 브랜드를 알 수 있는 디자인을 계승하면서, 최신 기술을 도입한 하이퍼카를 진화시켜 왔다. 한편 '레이싱카를 기반으로 한 유형'은 전통에 얽매이지 않는 신흥 메이커에 많으며, 최신의 공기 역학 기술을 최대한 활용하면서 속도를 추구한 차를 제조하고 있다.
2. '하이퍼카'의 고성능 엔진
'엔진'은 자동차의 동력원이자 심장부이다. 하지만 자동차가 엔진만으로 가동되지는 않는다. 엔진의 '시동 장치'와 '연료를 공급하는 장치', '착화 장치(ignition device, 점화 장치)', '터보차저(Turbocharger)'를 포함한 '흡배기 장치' 등, 다양한 주변 부품에 의해 엔진은 제 역할을 한다. 엔진은 묵직한 금속제로 무게가 상당하기 때문에, 차의 어디에 배치하는가가 중요하다. 일반 승용차의 경우 엔진이 전방에 탑재된 '전륜 구동(Front Wheel Drive)'이 주류를 이룬다. 이렇게 하면 '엔진룸'을 작고 조밀하게 만들 수 있어, 승차 공간을 최대한 확보할 수 있다. 반면 '하이퍼카'는 레이싱카처럼 엔진을 후방에 배치한 '후륜 구동(Rear Wheel Drive)'을 채택한 것이 많다. 엔진을 후방에 배치하면 뒷바퀴에 무게가 걸려 뒷바퀴가 헛돌지 않아, 제동을 걸면서 코너링을하거나 액셀을 밟으면서 코너를 탈출할 수 있다.
자동차의 성능을 높이기 위해서는 '고성능 엔진'이 필요하다. '엔진(Engine)'은 '실린더' 안에서 연료를 태워 피스톤을 움직여서 동력을 만든다. '실린더(Cylinder, 기통)'는 원통 모양의 용기다. '배기량(실린더 안의 피스톤이 움직이는 공간의 용적)'이 클수록 빠르게 달리는 데 필요한 마력을 올릴 수 있다. 실린더 하나당 용적은 작을수록 마력을 얻기 쉽기 때문에, 마력을 올리고 싶으면 실린더 수를 늘린다. 1800cc의 일반 승용차에는 4개의 실린더가 가로 1열로 늘어선 직렬 4기통이 주류이며, 최대 출력은 100마력 전후이다. 한편 '하이퍼카'에는 V자 모양으로 늘어성 V형 8기통과 12통이 많으며 1000마력이 넘는 파워를 만들어 낸다.
차축을 회전시키는 힘의 크기를 나타내는 '토크(Torque)'도 발진과 가속 성능에 직결된다. '토크'를 향상시키기 위해, 엔진 배기를 이용해 터빈을 돌려 공기를 보다 많이 실린더 안으로 밀어 넣는 '터보차저(Turbocharger)'와 전기 모터를 이용해 터빈을 돌리는 '전동 터보차저'가 사용된다. 일반차와 마찬가지로 '하이퍼카'에도 '하이브리드차'와 '완전 전기차'가 있다. '전기 모터'는 가솔린에 비해 응답이 빠르기 때문에 '액셀러레이터(Accelerator, 가속기)'를 밟았을 때 응답 시간이 단축된다. 앞으로 전기 자동차는 계속 늘어날 것으로 생각된다.
2-1. 람보르기니 쿤타치 LPI800-4의 엔진
아래의 사진은 '람보르기니(Lamborghini)'의 V형 12기통 엔진이다. 자동차에 탑재된 엔진은 주로 '리시프로 엔진(Recipro Engine)'으로, 피스톤의 왕복 운동을 차축의 회전 운동으로 변환한다. 먼저 연료가 분사 노즐에서 분사되어, 안개 상태가 되어 공기와 혼합된다. 혼합 기체는 실린더 안의 연료 공간으로 흡입되고, 압축된 시점에서 불꽃에 의해 점화되어 연소가 일어난다. 그때의 팽창에 의해 피스톤이 움직이는 메커니즘이다.
2-2. 페라리의 엔진
엔진은 실린더의 배치 형태에 따라 '직렬'과 'V형' 등 몇 가지 패턴이 있다. 실린더 수가 많은 하이퍼카의 경우, 가로 일렬로 배치하기보다는 조밀해지는 V형이 주류이다. 아래의 사진은 '페라리(Ferrari)'의 'V형 12기통 엔진'과 'V형 8기통 엔진'이다.
3. 공기 저항을 줄이는 외양을 추구
'공기역학'을 기반으로 한 설계를 많이 도입한 것도 '하이퍼카'와 '슈퍼카'의 특징이다. '공기역학(Aerodynamics)'은 공기의 흐름과 그 안에서 운동하는 물체의 관계를 연구하는 학문 분야이다. 시속 300km가 넘으면, '엔진 파워를 얼마나 올리는지' 외에, '공기 저항을 얼마나 줄이는지'가 중요해진다. '맥라렌(Mclaren)'의 '스피드테일(Speedtail)'은 항공기 날개의 단면처럼 유선형에 가까워, 차체 위를 흐르는 공기를 교란하지 않고 후방으로 흘려, 저항이 생기지 않게 하는 형태를 취했다.
더 극단적인 설계를 채용한 하이퍼카는 '애스턴 마틴(Aston Martin)'의 '발키리(Valkyrie)'이다. 일반 자동차에서는 편리성을 생각해 차체와 지면 사이의 틈을 극단적으로 좁게 하지 않는다. 차체 바닥의 틈을 넓게 하면 공기가 들어와 차체가 떠올라 조작성이 나빠진다. 그래서 '발키리'는 레이싱카처럼 차체를 낮췄다. 이렇게 하면 좁은 공간을 흐르는 공기의 속도는 주변보다 빨라져 '베르누이 정리(Bernoulli's Theorem)'에 따라 압력이 낮아지고, 그에 따라 차체가 지면을 눌러 조작성이 향상된다.
더 빨리 달리기 위해서는 차체도 가벼워야 한다. 일반 차량의 바디 등은 철강으로 만드는 데 반해, 하이퍼카의 바디에는 가볍고 튼튼한 '탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)'이 사용된다.
4. '하이퍼카' 갤러리
4-1. 메르세데스-AMG 원
- 제조사: 메르세데스-AMG (Mercedes-AMG)
- 모델명: 원(ONE)
- 발표 연도: 2017년
- 특징: F1 기술을 구사
'메스세데스 AMG 프로젝트 One(Mercedes AMG Project One)'은 오랫동안 F1에 참가해온 '메르세데스 벤츠(Mercedes Benz)'의 경험을 바탕으로 만든 차량이다. F1 카의 엔진을 기반으로 한, 불과 1600cc의 'V형 6기통 엔진'을 탑재하고, '전동식 터보차저'와 4기의 '전동 모터'가 더해졌다. 엔진은 최고 11000rpm, 최대 1063마력이다. 배기가스의 에너지를 이용해 발전하며, '리튬 이온 전지(Lithium-ion Battery)'에 저장할 수 있다. 가솔린과 전력의 2개 파워 유닛을 가졌으며, 외부 충전 기능도 갖춘 친환경차이다. '제로백(자동차가 정지 상태에서 시속 100km까지의 가속 시간)'은 2.9초, 최고 속도는 352km이다. 차체는 CFRP로 만들어졌으며, 프론트와 루프 위에 '에어 틴테이크(Air intake, 공기 흡입구)'가 있다. 전기 자동차 모드로는 최장 18.1km 달릴 수 있다.
4-2. 에스턴 마틴 발키리
- 제조사: 에스턴 마틴(Aston Martin)
- 모델명: 발키리(Valkyrie)
- 발표 연도: 2021년
- 특징: 높은 '다운 포스(Down force)'
'발키리(Valkyrie)'는 100년 이상의 역사를 지닌 고급 스포츠카 메이커인 영국의 '에스턴 마틴(Aston Martin)'과 F1에 참가하고 있는 '레드불 레이싱(Red Bull Racing)'이 개발한 하이퍼카다. 레이싱카와 같은 외관에 '걸윙 도어(Gull-wing Door)'를 지닌 '쿠페(Coupe)'이다. '걸윙 도어(Gull-wing Door)'는 갈매기 날개처럼 위로 접어 올리면서 열 수 있게 만든 도어를 말하고, '쿠페(Coupe)'는 2인승 차를 말한다.
'발키리(Valkyrie)'는 6500cc의 V형 12기통 엔진과 전기 모터를 조합한 하이브리드카로, 최대 1155마력과 900뉴턴 미터의 토크를 자랑한다. 시속 0km에서 96km까지 불과 2.5초 만에 가속한다. 차체는 '탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)'로 만들어졌으며, 중량은 약 1200kg로 가볍다. '발키리'의 큰 특징은 높은 '다운 포스(Down Force, 차체를 아래 방향으로 누르는 힘)'를 얻을 수 있도록 설계된 형상이다. 옆으로 지나는 공기도 빨아들여 활용한다. 공기 저항을 발생시키는 '사이드미러(Side Mirror)' 없이 카메라를 통한 영상이 실내 양옆에 표시된다.
4-3. 람보르기니 쿤타치 LPI800-4
- 제조사: 아우토모빌 람보르기니(Lamborghini)
- 모델명: 쿤타치 LPI800-4(Countach LPI 800-4)
- 발표 연도: 2021년
- 특징: 슈퍼카 붐을 일으킨 주역인 '쿤타치'가 진화함
아래 사진에 보이는 차량은 이탈리아의 자동차 메이커 '아우토모빌 람보르기니(Automobili Lamborghini)'의 '쿤타치 LPI800-4(Countach LPI 800-4)'라는 모델이다. 1970년대에 스포츠카 붐을 일으킨 주역인 '쿤타치(Countach)'의 이름이 붙었다. 폭이 넓고 납작하며, 앞쪽으로 기울여진 '프론트 디자인(Front Design)'과 전방을 경첩을 축으로 위쪽으로 여는 도어도 왕년의 디자인이다. 하이브리드차로, 최고출력이 780마력인 6500cc 'V형 12기통 엔진'과, 34마력의 '전기 모터'를 탑재했다. 배터리로는 일반 자동자의 주류인 '리튬 이온 전지(Lithium-ion Battery)'보다 많은 에너지를 저장할 수 있는 '전기 이중층 콘덴서(Electric Double Layer Condenser)'를 탑재했다. '탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)' 차체와 알루미늄제 프레임을 조합한 구조이다. 사륜구동이며, 정지 상태에서 시속 100km까지 2.8초 만에 가속한다. 최고 속도는 시속 355km이다.
4-4. 맥라렌 스피드테일
- 제조사: 맥라렌(McLaren)
- 모델명: 스피드테일(Speedtail)
- 발표 연도: 2016년
- 특징: 규격을 벗어난 길이로 공기를 가름
아래의 사진은 F1 참가 멤버가 설립한 영국의 슈퍼카 메이커 '맥라렌 오토모티브(McLaren Automotive)'가 제조한 '스피드테일(Speedtail)'이라는 모델이다. 3인승이며 F과 마찬가지로, 운전석이 중앙에 배치된다. 2기의 '터보차저(Turbocharger)'를 지닌 4000cc 'V형 8기통 엔진'과 '전기 모터'를 탑재한 하이브리드차로, 최대 출력은 1070마력이다. 최고 속도는 맥라렌 사상 가장 빠른 시속 403km이며, 정지 상태에서 단지 12.8초 만에 시속 300km에 도달한다. 큰 특징은 수방으로 길게 뻗은 외관이다. 전체 길이 5.1m로, 5m를 넘는 하이브리드카는 매우 드물다. 전면의 형상은 공기의 힘에 크게 영향을 미친다. 그래서 '스피드테일'에서는 매끄러운 형상을 통해 전면에서 받은 바람을 흩뜨리지 않고 그대로 후방에까지 흘림으로써 저항을 줄인다. 차체 뒤쪽 끝에는 '탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)'제 차체와 일체인 변형된 보조 날개가 달려 있어, '다운 포스(Down Force, 차체를 아래 방향으로 누르는 힘)'를 확보하고 '에어 브레이크(Air Brake)'로 사용된다고 한다. 전류를 흘리면 색이 나타나 빛의 투광량이 바뀌는 '일렉트로크로믹(Electrochromic)' 유리를 채용했다.
4-5. 코닉세그 제스코
- 제조사: 코닉세그(Koenigsegg)
- 모델명: 제스코(JESKO)
- 발표 연도: 2019년
- 특징: 오리지널 엔진으로 최고 속도를 추구
아래의 사진은 1994년에 설립된 스웨딘의 '코닉세그(Koenigsegg)'가 만든 '제스코(JESKO)'라는 모델이다. 최고 시속은 482km로, '엔진'과 '변속기(Transmission, 트랜스미션)'을 비롯해 대부분의 부품이 자사 제품이다. '코닉세그'는 양산찰는 최초의 '메가카'를 개발한 메이커이기도 하다. '메가카(Mega Car)'란 1메가 와트의 성능의 엔진을 탑재한 차로, 1메가 와트는 1360마력이다. 2기의 '터보차저(Turbo Charger)'를 지닌 5000cc V형 8기통 엔진은 대체 연료인 85%의 '바이오에탄올(Bio-Ethanol)'과 15%의 '석유'를 혼합한 'E85' 연료도 사용할 수 있다.
4-6. 르노 트레조아
- 제조사: 르노(Renault)
- 모델명: 트레조아(Trezor)
- 발표 연도: 2016년
- 특징: 세계에서 가장 아름다운 차체를 가지고 있음
아래의 사진은 프랑스의 메이커 '르노(Renault)'의 '트레조아(Trezor)'라는 모델이다. 완전 전기차로 두 차례 우승 경험이 있는 전기 자동차 레이스 '포뮬러 E(Formula E)'에서의 노하우를 살렸다. 최대 출력은 350마력이며, 시속 100km까지의 가속은 4초라고 한다. '보닛(Bonnet)'에서 루프를 거쳐 일체를 이루는 큰 패널, 앞쪽이 경첩이 되어 조개껍질처럼 열리는 대담한 외관이 눈을 끈다. 독창적인 프랑스다운 디자인라고 할 수 있다. '트레조아'는 2017년에 클래식카와 빈티지카의 예술성을 평가하는 컨테스트에서도 '가장 아름다운 컨셉트상'을 받았다.
4-7. 헤네시 베놈 F5
- 제조사: 헤네시(Hennessey)
- 모델명: 베놈 F5(Venom F5)
- 발표 연도: 2020년
- 특징: 최고 속도 500km 이상을 추구
아래의 사진은 미국의 '헤네시 스페셜 비글스'가 개발한 '베놈 F5(Venom F5)'라는 모델이다. '베놈(Venom)'은 독을 의미하며, F5는 토네이도의 풍속을 나타내는 '후지타 규모'에서 가장 높은 등급이다. '베놈 F5'는 시속 500km를 돌파해 시판차로서 세계 최고 속도를 추구한다. 공동으로 개발한 6600cc 트윈 터보 'V형 8기통 엔진'을 탑재했다. 엔진은 1817마력, 2000뉴턴미터라는 엄청난 힘을 발휘한다. 차체는 CFRP제이며, 중량은 1360km로 가볍다. 차체 옆에는 공기 흡입구인 '에어 인테이크(Air intake)'가 있으며, 뒷부분에는 공기의 흐름을 조정하는 '스포일러(Spoiler)', 바닥 아래에는 공기의 흐름을 확산시키는 '디퓨저(Diffuser)' 등 다양한 공기 통로가 배치되어 있다. 차체를 지면 쪽으로 누르는 공기 힘을 만들어 조작성을 향상시킨다.
4-8. 아스파크 아울
- 제조사: 아스파크(Aspark)
- 모델명: 아울(Owl)
- 발표 연도: 2017년
- 특징: 차원이 다른 마력과 가속을 자랑하는 전기 자동차
아래의 사진은 일본의 '아스파크(Aspark)'가 2014년에 개발하기 시작해 2017년에 발표한 전기 자동차 '아울(Owl)'이다. 'Owl(부엉이)'라는 이름대로 가솔린차에 비해 훨씬 조용히 주행한다. 4기의 '전기 모터', '리튬 이온 폴리머 전지(Lithium-ion Polymer Battery)'를 탑재해, 최대 450km를 달릴 수 있다. 2020년에 시속 100km까지의 가속을 1.72초에 끊어 시판자 가운데 세계 제일의 기록을 달성했다. 최고 속도는 시속 400km이다. '최대 출력'은 2012마력, '최대 토크'는 2000뉴턴미터이다.
차체는 '탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)'제이며, 고속 주행할 때는 '리어 윙(리어 스포일러)'이 나타난다. '리어윙'은 차량 뒤쪽에서 일어나는 공기의 와류 현상을 없애기 위해 자동차의 지붕 끝이나 트렁크 위에 장착하는 장식 겸용 장치이다. 차 높이는 다른 하이퍼카가 1m 이상인 데 비해 99cm로 상당히 낮다.
4-9. 부가티 시론 슈퍼 스포츠
- 제조사: 부가티(Bugatti)
- 모델명: 시론 슈퍼 스포츠(Chiron Super Sport)
- 발표 연도: 2019년
- 특징: 시판차 최초로 시속 300마일을 넘음
아래의 사진은 프랑스의 고급차 메이커인 '부가티 오토모빌즈(Bugatti Automobiles)'의 '시론 슈퍼 스포츠(Chiron Super Sport)'라는 모델이다. 옆쪽의 C자 모양 라인과 말발굽 형태의 '프런트 그릴 디자인'이 특징적이다. '프런트 그릴'은 차량의 전면에 있는 그물 또는 격자 형태로 되어 있는 부분이다. 2019년 8월에 시속 '490.48km(304.773마일)'을 기록해, 최초로 시속 300마일을 넘는 시판 차가 되었다. '최고 출력'은 1500마력, '최대 토크'는 1600뉴턴미터라는, 가솔린차로는 엄청난 파워를 지녔다. 거대한 파워를 확실하게 지면에 전달하기 위해 '사륜구동'이다. 엔진은 8000cc 'W형 16기통'이며, 4기의 '터보차저'를 탑재했다. W형 배치를 통해 실린더를 조밀하게 배열할 수 있다. '시론 슈퍼 스포츠'는 '휠베이스(Wheelbase, 앞뒤 바퀴의 간격)'가 긴 것도 특징이다. 전체 길이 '휠베이스'가 길수록 직선을 안정적으로 달릴 수 있다.
