8.1 개요
수송기계에서 해상과 공로상의 수단을 제외하고 육로상에서의 차량과 차량으로 인한 교통환경을 논하였다. 일반적으로 도로상에서 사람이나 수송하는 윤거를 가지는 바퀴형 차량과는 달리 특수용도 자동차는 무한궤도 차량의 대표적인 것으로 건설용 장비 또는 전투 차량을 들 수 있다. 이들 장비의 목적은 높은 견인력과 기동성을 얻는 데 중점을 두고 설계 제작되었으며, 차량을 구동하는 기본원리는 평탄치 못한 지반에서도 가능하도록 하는 데 있다
이들 장비의 목적은 높은 견인력과 기동성을 얻는 데 중점을 두고 설계 제작되었음, 차량을 구동하는 기본원리는 평탄치 못한 지반에서도 가능하도록 하는 데 있다.
1825년 영국에서 처음 궤도를 주행한 기적의 증기기관차가 당시 선진제국의 산업혁명의 진행을 가속화시켰다. 특히, 국내에서는 경제개발계획 1차년도 이후 점차 산업이 고도화되고, 대량 생산 시대로 접어들면서 대량 수송성, 안전성, 정지성 및 환경보전 등 여러 면에서 궤도 차량의 역할이 증대되고 있으며, 점차로 고속열차의 개발에 주력하게 되었다. 따라서, 국내의 궤도차량 제조기술(증기 및 디젤 동력기관차, 고속전철 및 자기 부상 차)의 원리와 시스템을 중심으로 논하였다. 각각의 기본 구성과 시스템의 기능에 대하여 요약하고, 설계 시 중요한 고려사항 및 주행 역학을 간략히 기술할 예정이다.
8.2 RV 및 특장
1. RV 및 racing
20C 후반 국내의 인류의 삶의 수준이 향상되면서 육체적 및 정신적 건강과 생활의 여유를 위한 삶을 패턴으로 변하고 있다. 오래전부터 사람이나 물건을 이동하는 수송 장치(해상, 육로 및 공로상)가 개발되고 발전되어 있다. 최근 여가를 위한 RV(Recreation Vehicle)의 수요가 급증하고 있다. RV 차량은 생활용품을 저 재하고 또는 생활공간이 요구되므로 카트 또는 트레일러를 연결하여 견인하는 구조가 대부분이지만, 트랙터와 트레일러 부를 일체로 하는 경우와 스쿠트식 카트 RV 차량도 있다. 그리고 스포츠카 또는 경주용 차의 발전과 보급은 다음으로 살펴볼 카 레이스 대회에 대한 관심을 고조시켰다. 일반적으로 경주용 자동차를 머신 이라고도 부른다.
1) 포뮬러 경주
F-3000 유럽 F2의 선수권을 1967년 시작되었고, F1 GP 진출을 위한 전 단계의 레이스로 1년에 유럽 8개국 및 일본을 포함하여 아홉 번이 열렸다. 그러나 당시 F2 최강의 혼다 엔진 공급 문제 및 각 팀이 F3에서 곧바로 F1으로 진출항 1984년 말에 2000cc 레이싱 엔진에 의한 유럽 F2 선수권은 막이 내렸다. F-3 korea 대회는 올림픽, 월드컵과 함께 세대 3대 스포츠의 하나로, 세계 18개국, 30여 명의 각국 챔피언과 상위 랭커들이 참가하여 그 해 최종 세계 챔피언을 뽑는 명실상부한 월드 챔피언십 결정권이다. 이 경기는 포뮬러 입문과정으로 유럽 3개국 및 일본 등에서 열린다. 이 경기는 반드시 양산 엔진을 사용하여야 하며, 2000cc 이하의 자연 흡기식 엔진을 사용하여야 한다. 최중량은 455kg이다.
포뮬러 경주 자동차를 흔히 머신이라고 부른다. 위에서 언급한 3가지 경주차마다 제원이 달라지는데 여기서는 F3에 대해 설명하기로 한다. F3 머신의 전장은 크게 제한이 없지만 전폭은 1,850mm 이하, 전고는 900mm로 제한되며 휠 베이스는 2,000 rpm 이상, 트레드는 1,200 rpm 이상, 차체 폭은 1,300mm 이하, 프런트 윙의 폭은 1,350mm 이하, 리어 윙의 폭은 950mm 이하이며 최저중량은 455kg으로 규정하고 있다. 이 외에 카본 브레이크와 액티스 서스펜션은 사용이 급지 되며, 후륜의 직경은 13인치, 폭은 11.5인치로 규제되어 있다.
2) 양산 투어링 경주
투어링 경주는 보통 투어링 A와 투어링 B로 나누어진다. 우선 투어링 B의 경주 차량은 규정에 정해진 항목 이외에는 일체의 개조, 조정을 할 수 없다. 부품 교환을 할 경우 당초와 같은 부품만 교환할 수 있다. 또한 규정에서 허용되지 않는 모든 변경 및 조정 마무리는 금지된다. 따라서 경주 차량에 대해서 할 수 있는 작업은 통상의 정비에 필요한 작업 또는 사용에 의한 마멸, 사고에 의해서 손상된 부품의 교환만 할 수 있다. 허가되어 있는 변경 및 부과 물의 제한에 대해서는 규정에 의해 제약을 받는다. 이들 이외에 사용으로 인한 마모, 자신에 의해서 손상된 부품은 어느 것이나 손상된 부품과 동일하게 판매되고 있는 부품에 의해서만 교환이 허용되고 일반인에게 판매되는 차량의 재료로 동일해야 한다. 규정으로 정해지지 않은 사항이라도 공통규정과 안전규정은 지켜야 한다.
3) 그랜드 투어링 경주
GT 경주는 개조의 범위에 따라 GT-1 클래스와 GT-2 클래스로 나뉜다.
GT-1 클래스는 한국 정부의 형식승인과 FIA 호몰로게이션을 드한 2000cc 이하 자연흡기식 차량으로서 각면에 1개 이상의 문을 가지고 최소 4개의 좌석을 가져야 하며 개방된 도로에서 완벽하게 합법적으로 사용할 수 있어야 하고 서킷이나 폐쇄된 코스에서 레이스를 하기 위해 개조되어야 한다.
반면 GT-2 클래스는 배기량 1,601cc 이상 2000cc 미만인 차량으로 공인서에 기재되어 있는 배기량의 변경은 할 수 없다. 투어링 B와 투어링 A의 개조 범위를 포함하여 추가되는 기준으로 제시된다. FIA 호몰로게이션을 득한 차량이면 국내 판매 기준 없이도 출전 신청을 할 수 있다.
4) 드래그 경주
드래그 레이스란 평탄한 직선코스에서 평균 400mm의 거리를 달려 시간을 측정하여 우승자를 가리는 스피드 레이서이다. 드래그 레이스는 1960년대 미국 캘리포니아에서 시작된 것으로 LA의 윌 간지 기자였던 윌리 파크가 창안한 것이다. 물이 마른 호수 바닥의 16km 구간에서 속도경기를 치르는 동네 경기에서 착안해 400m의 직선 코서에서 자동차의 순발력과 가속력을 겨루는 초기 드래그 레이스를 고안해냈다.
드래그 레이스 트랙의 길이는 400m와 200m를 기준으로 하고 있지만 대부분의 드래그 레이스는 400m 코스에서 이루어진다. 드래그 레이스는 스타트 라인에 정렬한 두 대의 경주차는 '크리스마스트리'라고 불리는 전자 계측기에 의해 기록되며, 스타트 라인을 출발해 피니시 라인을 통과할 때까지 걸리는 시간을 측정하여 순위를 정한다. 세계적인 드래그 레이스 경기에서는 400m 주파기록이 5~6초 대 에 이르고 있다.
현재 미국에서는 NHRA(National Hot Rod Association)에서 매년 시리즈로 열리고 있으며, 드래그 스터(일반적으로 2인용)와 퍼니 카(1인용) 등 여러 클래스로 나누어 경기가 치뤄진다. 자동차의 폭발력을 높이기 위해 나트륨 메탄을 연ㄹ로 한 고성능 엔진을 쓰고 자체 브레이크의 힘만으로는 정지하기가 힘들어 낙하산과 같은 별도의 제동장치를 쓰고 있다.
특히 IHRA(International Hot Rod Association)가 주최하는 드래그 레이스는 톱 퓨얼, 니트로 할리, 프로 모디파이, 프로 스틱, 프로 퍼니카 등 14개 종목으로 나뉘어 경기가 이루어진다.
5) 랠리
그랑프리가 서킷 경기라면 랠리는 도로 경기이다. 거리가 짧으면 1km, 거리가 길면 몇백 km가 넘는 도로를 달리는 장거리 장애물 경주이다. 따라서 온갖 악조건을 견딜 수 있는 자동차의 내구성능 및 드라이버 기량이 요구되는 가혹한 경기이다. 정식으로 자동차 랠리가 조직된 것은 1900년 영구에서였다. 세계에서 가장 권이 있는 랠리로는 FIA 산하의 WRC(World Rally Championship) 경기이며, 또한 APRC(Asia- Pacific Rally Championship) rk chd 6전으로 치러지고 있다.
참가하는 랠리 경주차에 요구되는 것은 레이스는 절대적인 속도인 데 비하여, 랠리에서는 속도 이외에 때때로 변화하는 도로 사정에 따라 순응성, 내구성이 추가된다. 이것은 운전자에게도 마찬가지이므로 고도의 운전기술뿐만 아니라 수일간 쉬지 않고 달릴 수 있는 힘을 요구한다.
6) 레이싱 카트
카트는 1957년 아트 잉겔스와 루 보텔라란 미국 기술자들이 철제 프레임과 2 행정 엔진, 그리고 자전거용 체인 등을 이용하여 제작한 것에서 시작되었다. 100cc 정도의 단기통 엔진으로 움직이지만 가속력이나 동작의 민첩성은 웬만한 스포츠카에 견줄 만하다. 카트는 드라이버가 운전석에 앉은 상태에서의 눈높이가 사람에 따라 약간의 차이가 있지만 약 70cm 정도다. 따라서 이 상태에서 시속 130km 정도를 달리게 되면 낮은 시야 때문에 사람의 눈을 착시현삭을 일으켜 마치 300km 정도의 속도감을 느끼게 된다. 이러한 현상을 보통 체감속도라고 한다. 카트는 미국에서 처음 레이스가 벌어졌다. 처음의 카트는 쇠파이프를 구부려서 만든 프레임에 잔디 깎는 기게의 엔진을 달아 달리는 데서 시작했다. 당시의 엔진 배기량도 지금처럼 배기량은 25cc 및 50cc 정도였다고 한다. 카트와 자동차의 가장 큰 차이점은 우선 트랜스미션이 없다는 점이다. 카트의 경우에는 엔진을 드라이버의 뒤쪽에 미스십 스타일로 놓고 동력을 뒷바퀴의 액셀레이터 페달과 브레이크 페달만 있다.
2. 특장차
일반적으로 도로에서 사람이나 물건을 수송하는 윤거를 가지는 바퀴형 차량과 달리 특수용도 자동차로 무한궤도 차량이 있는데, 대표적인 예로 건설용 장비 또는 전투차량을 들 수 있다. 이들 장비는 높은 견인력과 기동성을 얻는데 중점을 두고 설계 제작되었으며 차량을 구동하는 기본원리는 평탄치 못한 지반에서도 가능하도록 하는 데 있다.
특수목적으로 사용되는 특장차의 구동수단은 차량시스템 중에서 토목장비에 대한 많은 연구가 진행되었다. 1770년대 영국의 Edgeworth가 나뭇조각으로 사슬형 바퀴를 이용한 것이 효시가 되어 1900년대 미국 Butter가 고안한 것으로, 회전운동기구가 차동장치화됨과 동시에 1차 세계대전시에 크게 진보하였고 농업용 및 건설용으로 발전하였다.
차량의 구동 및 현가 방법도 목적에 따라 독립현가뿐만 아니라 스프로킷에 의해서 구동되는 큰 피치의 궤도와 큰 직경의 보기형 고무타이어를 사용하게 됨으로써 획기적인 발전을 하고 있다. 최근에는 유공압 제어공학의 기술로 시스템의 성능이 개전되고 있다. 사용용도에 따라 분류하면 다음과 같이 나눌 수 있다. 군용으로는 전차, 장갑차, 자주포용, 공병 및 구난차 등이 있으며, 농공 및 산업용으로는 트랙터, 크레인 및 콤바인, 공장 내부 또는 공항의 포터, 각종 토목 및 건축용 장비와 제설 작업차 등이 있다. 특히, 중장비 기계의 종류에는 굴삭 기계, 운반기계 및 포장기계 등이 있다. 또한 차륜 휠을 가진 지게차 종류도 있으며 용도는 경화물을 적재, 적하, 운반하도록 제한된 장소에 사용되고 있다.
그리고 중요 제원은 길이, 폭, 높이, 최저 지상 높이, 축간거리, 윤거, 적재하중 제동거리, 최소 회전 반지름, 실용 출력, 연비, 버킷 용량 등이 법으로 규정되어 있다.
주요 구성과 시스템은 다음과 같다.
특장차 중에서 완전 궤도 차량의 장치로는 차체 역할을 하는 차체와 탑재가 있다. hull은 엔진(동력 발생)과 동력 전달장치, 현가장치 및 궤도로 구성되어 있고, turret은 군용에서는 포탑, 건설 또는 농공용에서는 각각 목적에 맞는 적절한 장비를 구비하고 있다. 그리고 기타 장치로는 전기장치(전장), 특수장치 등으로 구성한다.
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