[피드백] 2024 차량 피드백 - 규정

[20 설유현]

(2025 섀시 설계에 참여하는 인원은 목요일, 화요일 이전에 이 글을 읽으면 도움이 많이 될겁니다. 전장팀 인원 중 읽는 사람이 있다면 마지막을 꼭 읽어주세요!)

2024 fsk 차량의 결과는 섀시검차 탈락이었습니다. 지금 생각해도 정말 마음이 아프지만, 지금은 이런 결과가 반복되지 않도록 하는 것이 더 중요하겠지요. 이번 글과 다음 글에서는 각 파트별 설계를 되돌아보면서 어떤 것이 문제였는지, 좀 더 발전된 설계를 위해서는 어떤 걸 해보면 좋은 지 등 설계 과정에서 참고하면 좋을 만한 내용들을 적어보겠습니다.

우선은 규정에 관한 부분을 살펴보겠습니다. 규정을 통과하지 못하면 대회장에서 주행은 고사하고 모터 구동 자체가 불가능하므로(e-formula의 경우 전기안전검사를 통과한 후에 모터를 굴릴 수 있습니다. 통과 이전엔 검차장에서만 모터를 굴려야 합니다.) 규정 관련 내용을 먼저 짚고 가겠습니다. 문제점은 볼드체, 개선방향은 밑줄입니다.

순서는 현가 - 조향 - 제동 - 프레임 - 파워트레인 - 패키징 순으로 적어볼게요.

* 현가

사실 현가 쪽에서 봐야 할 규정은

 요거 두개가 끝입니다. 이마저도 범프/리바운드는 경험 상 별도의 측정도구 없이 그냥 차를 눌렀다 들었다 하는 식이기 때문에 쇽의 트레블을 충분히 확보한다면 문제가 생길 규정은 아닙니다...만

 검차장에서 문제가 되지는 않았는데, 규정 상 현가장치의 작동은 상호 간섭이 없어야 합니다. 이는 넓게 해석할 경우 현가장치가 다른 부품에 의해 움직임을 방해받아서는 안된다는 의미가 될 수도 있을 것 같습니다.

 그러나 이번 후륜의 오른쪽 서스펜션을 보면 hv박스에서 모터로 연결되는 고전압 케이블이 쇽업소버와 닿아있는 것을 볼 수 있을 겁니다.

물론 리어 서스펜션의 경우 쇽업소버의 회전 운동이 거의 없고 댐퍼의 왕복 운동이 주를 이루어 움직였지만, 이른 날짜에 검차를 받게 될 경우 이런 부분을 확인하지 않으면 지적이 나올 수도 있겠다 싶었습니다.

현가는 끝입니다. 여기는 설계 관련 피드백에서 좀 더 자세히 다루겠습니다.

* 조향

조향장치에서 봐야할 규정은 크게 조향 잠금장치, 조향휠의 유격과 위치/크기에 관한 규정입니다.

- 조향 제한장치

규정을 잘 읽어봤다면 알고 있을 내용이지만, 언제 까먹을지 모르니 일단 적어보겠습니다. 조향 잠김 현상이란, 스티어링 휠을 과도하게 돌리면서 조향 타이로드가 휠이나 업라이트에 걸려 정상적인 조향을 할 수 없게 되는 현상을 말합니다. 이번 차량에서는 랙앤피니언의 랙기어, 조향 타이로드의 볼조인트가 연결되는 부분에 파이프를 잘라 넣었습니다. 당연히 스티어링 휠을 끝까지 돌렸을 때 타이로드가 차량의 다른 부분과 간섭이 발생하지 않아야 합니다. 그럼 조향 제한장치의 길이가 적절한지 설계 과정에서 어떻게 확인하느냐? 카티아 어셈블리를 이용하면 됩니다. 조향장치까지 구현이 완료된 상태에서 기어박스 - 랙 기어 끝 부분 사이의 거리를 조향 제한장치의 길이로 구속한 뒤, 타이로드와 간섭이 의심되는 부품 사이의 거리를 측정해주시면 됩니다. 두 부품 사이의 거리를 측정하는 구체적인 방법은 catia V5 study 게시판을 참고해주시기 바랍니다.

- 조향휠 유격

조향휠 유격은 이번 차량은 별도 지적 없이 통과했습니다만, 회전방향 유격이 생각보다 심합니다. 차를 띄워서 보는 것 보다 내려서 측정할 때 유격이 더 커지는 느낌이었습니다. 축 방향은 여지없이 통과지만, 회전방향 유격은 지금 부품을 그대로 사용할 경우 대회장에서 언젠가 한 번 걸릴 가능성이 높습니다. 회전방향 유격은 여러 요인이 있겠지만, 지금 가장 의심되는 건 유니버셜 조인트와 랙앤피니언이 결합되는 부분입니다. 해당 부분의 스플라인이 일부 깨지기도 했고, 휠에 연결하지 않고 스티어링 휠을 돌려봤을 때, 유니버셜 조인트는 정상적으로 돌고, 랙은 움직이지 않았습니다. 만약 퀵릴리즈와 유니버셜 조인트 사이의 유격이라면, 유니버셜 조인트가 걸리고 나서 스티어링 휠이 추가로 돌아가야 하지 않나 싶습니다. 설계 피드백에서도 다루겠지만, 랙피와 유니버셜 조인트를 교체해보는 것이 가장 확실한 방법일 듯 합니다. 퀵릴리즈도 새로 사시는걸 추천합니다. 알리에서 사면 얼마 안해요..

- 퀵릴리즈

퀵릴리즈는 차량의 핸들이 조향축에서 분리될 수 있도록 하는 장치입니다. 이걸 일반적인 운전 자세에서 작동시킬 수 있어야 한다는 의미입니다. 조향휠을 지나치게 크게 설계하지만 않으면 문제가 될 규정은 아닙니다.

- 조향휠(스티어링 휠)

조향휠 관련 규정 중 폐곡선을 가져야 한다는 것은 다음과 같은 형상을 쓰지 말라는 것입니다.

이건 아랫 부분이 서로 이어지지 않아 폐곡선에 해당하지 않습니다. 어떤 의미에서는 반쪽짜리 H자 형태라고 볼 수도 있겠네요. 아마 저런 부분에 다리를 부딪히면 드라이버 안전에 문제가 생길 수 있고, 변형이 쉬운 형상이라 금지한 것이 아닌가 싶습니다. 참고로 올해 조향휠이 가운데가 두꺼운 H자 아니냐는 의문을 제기하실 수 있는데, Q&A에 문의한 결과 폐곡선이라고 합니다. 알잘딱으로 선을 잘 지켜야 할 것 같습니다. 조향휠의 위치와 크기에 관한 규정은 이 그림을 참고하면 이해하기 쉬울 겁니다.

5항의 두번째 내용은, 맨 위의 대각선보다 드라이버의 손이 아래에 있어야 한다는 의미입니다.

* 프레임

이번 프레임 설계에서 웬만한 부분은 다 넘어갔습니다만... 정말 중요한 부분을 놓치고 말았습니다. 바로 파이프 두께에 관한 부분인데요. 규정을 먼저 살펴봅시다.

아악 보기싫어

프레임의 각 위치 별 사용해야 하는 파이프의 두께를 볼 수 있습니다. 여기서 측면 충격 보호구조의 스펙에 주목해야 합니다. 우리가 공동구매로 얻는 인발파이프는 25.4mm의 외경으로 1.8T, 1.65T, 1.25T 가 제공되고 13mm의 외경으로 2T가 제공됩니다. 초기 설계에서는 이 규정만 보고 측면 충격 보호구조를 전부 1.65T로 제작했습니다만, 이 규정 이후에 나오는 다른 규정에서 발목을 잡혔습니다.

바로 허리벨트 브라켓 관련 규정입니다. 우리 차량은 허리벨트 브라켓을 측면 충돌 보호구조의 하단 부재에 부착했는데, 이러면 위쪽의 규정에서 말한 1.6T와는 상관없이 1.8T 파이프를 사용해야 합니다. 그러나 설계 단계에서 안전벨트 브라켓을 따로 모델링하지 않았고, 결국 검차장에서 1.65T 파이프를 쓴 것을 걸리고 말았습니다. 다행히 어깨벨트는 별도로 표시되어 있어 이 부분은 넘어갔습니다만, 사실 이번 검차를 떨어진 주된 이유 중 하나라고 봐야 합니다. 그러니 이번 설계에서는 꼭!! 안전벨트 브라켓이 어디에 달리는지를 확인하기 바랍니다. 당연한 이야기지만, 규정을 처음부터 끝까지 반복해서 읽는 것이 정말정말 중요합니다.

그리고 또 하나 의문이 든 것이.. 우리가 단지 작년 모델링에 사용했다는 이유로 가로/세로 20mm 파이프를 아무 의심 없이 사버렸습니다만, 생각해보니 이것도 문제가 되지 않을까 싶습니다. 합급을 사용하더라도 두께가 얇은 파이프를 사용해서는 안되는데, 우리 파이프는 합급도 아니고 그냥 철제 파이프인데 이걸 사용해도 되나 하는 생각이 드네요.. 물론 이번에 각파이프를 사용한 부분은 운전석의 구조를 형성하진 않습니다만, 하중을 받거나 전달하는 데에는 차고 넘치게 사용해버렸기 때문에 문제를 충분히 제기할 수 있을 것 같습니다.

프레임 설계 때 두께에 확신이 안 선다면 그냥 1.8T 쓰세요.. 알고 싶지 않았습니다.

드라이버 공간이나 페달 룸 쪽에 넣는 템플릿은 아주 여유롭게 들어갔습니다. 페달 룸 템플릿은 아예 페달에 닿을 때까지 들어갔고, 드라이버 공간 템플릿은 거의 대각선 부재 중간까지 넣었던 것 같습니다. 그리고 충격적인 사실.

동수라고 하는데 왜 동수인지 잘 모르겠습니다..아시는분 있나요?

이 친구를 드라이버 공간에 넣어 검차할 때 시트를 떼고 넣는다는 점입니다. 규정에 방화벽은 시트로 사용할 수 없다고 대놓고 나와있어서 당연히 시트에 올린다고 생각했는데 아예 시트를 떼고 저친구의 골반?쪽 원을 방화벽에 붙이다시피 해서 보길래 좀 놀랐습니다.. 

물론 이번 차량에 반영할 부분이 있는 것처럼 보이진 않습니다. 저친구 키가 183.5 정도인데 이번 드라이버가 재연/동규라면 어차피 둘다 헬멧 썼을 때 저친구보다 키가 커지거든요..

프레임은 여기까지입니다.

* 파워트레인

파워트레인 쪽은 체인가드 외에 별도의 규정은 없습니다. 재작년과의 차이가 있다면 체인 아래로 지나가는 브레이크 라인을 보호하기 위한 별도의 철판을 부착했다는 점인데, 나름 주요했던 것 같습니다. 그리고 내년 차 패키징이 어떻게 될 지는 모르겠지만, 고전압 배선을 보호할 수 있도록 체인가드를 만들기 바랍니다. 체인가드는 지적 없이 넘어갔습니다.

** 냉각 파트에 관한 피드백은 2024 섀시 게시판에 민헌이가 작성해놓았습니다! 절대 몰라서 넘어가는 것이 아님을 알립니다.^^

* 패키징

말이 패키징이지 그냥 기타 부품들에 관한 피드백이라고 봐야 합니다. 하나하나 살펴봅시다.

- 방화벽

이번 대회 최대의 금쪽이 방화벽입니다. 설계 때는 나름 정확히 제작할 수 있을 거라고 생각했는데, 제작 과정에서 조금 틀어진 게 이정도의 나비효과를 가져올 줄은 몰랐습니다.

완전히... 격리...

방화벽 관련 규정입니다. 여기서 주목해야 할 점은 '완전히' 라는 표현입니다. 원래 방화벽은 약간 틈이 있어도 넘어가는 눈치였습니다만, 이번엔 얄짤없이 막혀버렸습니다. 지적을 받은 부분은 측면 충돌 보호구조를 타고 올라가는 부분과 헤드레스트 - 파이프 패딩 사이를 막는 부분이었습니다. 설계할 때는 평면으로만 막으면 괜찮은 게 아닌가 싶었는데 이번 검차를 받아보니 아예 3차원적으로 밀폐를 해야 하는 것 같았습니다. 다음 차량 방화벽을 제작할 때는 틈새가 생기면 최대한 막는게 좋을 것 같습니다. 우리 차량은 드라이버의 머리가 메인 롤후프를 지나서 위치하기 때문에 양 옆도 막아주는 걸 권장합니다. 검차관님께서 말씀하시길 모 대학 팀의 경우 방화벽의 측면에 날개처럼 뻗어나오는 판을 만들어서 그걸 뒤쪽으로 접어 고전압 시스템을 격리했다고 합니다. 아예 알루미늄 레이저커팅을 맡기는 것도 시간과 노력을 절약할 수 있는 방법이지 않나 싶네요.

- 사이드판넬

검차 때는 심사위원을 다치게 하면 안되겠죠?

검차 시에는 차량의 모든 부분에 날카로운 부분이 있는지 확인합니다. 이번 검차 때는 사이드판넬의 윗부분이 마감 처리가 되어 있지 않아 수정해오란 지적을 받았습니다. 수정은 그 자리에서 절연테이프 붙였더니 오케이 하셨습니다.

그리고 이 규정은 사이드판넬에만 해당되는 부분이 아니고, 차량 전체에 해당되는 규정입니다. 철판을 달아야 한다면 코너마다 라운드 처리는 필수고, 파이프끼리 붙는 부분이 날카롭다면 폼테이프 같은 걸 붙여서 지적 자체가 안나오게 하는게 확실한 방법입니다.

- 바닥판

27조 1항을 보면 바닥판은 드라이버와 지면을 '완전히' 분리해야 합니다. 중요한건 이게 차량 주행 시에도 적용된다는 겁니다. 무슨 말이냐 하면, 주행 중 발생하는 충격으로 바닥판과 프레임 사이가 벌어지게 될 경우, 이건 완전히 분리해야 한다는 규정에 어긋나게 된다는 뜻입니다. 따라서 이번 차량보다 바닥판을 마운팅하는 지점 개수를 늘려서 바닥판을 눌러도 변형이 거의 없게 해야 관련 지적이 없지 않을까 싶습니다.

+ 이건 여담입니다만, 어울수레도 슬슬 짬이 쌓이다 보니, 오피셜보다 규정을 잘 알게 되는 경우가 가끔 있는 것 같습니다. 검차관 중 한 분이 프레임과 바닥판 사이가 3mm를 넘으면 안된다는 말씀을 하셨는데, 사실 그 규정은 바닥판을 여러개의 판으로 구성할 때 적용되는 것이라 약간 맥락이 다릅니다. 그러니 여러분은 규정 공부도 열심히 하시고, Q&A도 적극적으로 이용하셔서 검차관에게 끌려다니지 마시기 바랍니다. 규정과 다른 부분은 확실하게 짚고 넘어갈 필요가 있습니다. 싸우려 들지 않는 것과 무지성 굽신굽신은 다르다는 뜻입니다.

- 볼트 & 너트

볼트와 너트에 관한 규정은 크게 볼트의 강도와, 풀림 방지에 관한 규정입니다.

지적을 받은 부분은 체인 텐셔너에 들어가는 이중너트가 일반너트여서 이 부분을 교체하라는 지적을 받았습니다. 사실 이 부분은 양쪽 나 우나사 로드엔드를 사용해서 풀릴 일도 없습니다만, 개인적인 의견으로는 그냥 보이는 부분을 지적하시는 것 같았습니다. 저런 맥락이라면 푸시로드 풀로드 로드엔드에 사용한 너트도 다 풀방으로 바꿔야 합니다. 라고 생각했는데 쓰다보니 저게 풀리면 체인텐션이 죽을 수도 있겠네요. 바꿔야겠습니다.

그리고 한 가지 느낀 점은, 검차 막바지에는 검차를 비교적 날림으로 진행하는 느낌이 들었습니다. 그래서 볼트 강도같은 부분을 상대적으로 대충 확인하는 느낌을 받았는데, 검차 초기에는 그러지 않을 가능성이 높고, 보이지 않는 부분은 별도의 증빙을 요구할 수도 있습니다. 타 대학 팀의 경우 눈으로 확인이 어려운 부분은 조립 전에 미리 풀림 방지 너트 사용 여부와 볼트 강도를 식별할 수 있는 사진을 촬영하여 검차 시 증빙자료로 활용할 수 있게 준비했다고 합니다. 검차 통과를 이른 시간에 하고 싶다면 이런 디테일한 부분까지 미리 준비하는 것이 좋겠습니다.

**** 검차 절차 ****

목차엔 없습니다만 중요한 부분이라 추가하겠습니다. 전장팀도 웬만하면 읽어주세요.

결론부터 말하자면, 섀시검차를 무난하게 통과하기 위해서는 차량 완성 시점을 지금보다 훨씬 앞당겨야 합니다.

그 이유를 알아보기 위해서는 검차 과정에서 우선순위를 부여하는 구조에 대해 알아야 합니다.

무시무시한 제도입니다.

제동 테스트 영상이란 쉽게 말해서 제동검차를 사전에 조건에 맞게 진행한 영상을 말합니다. 이걸 이번 대회 기준으로 8월 9일까지 제출한 팀은 검차 우선권을 받습니다. 근데 여기서 중요한 점이 하나 있는데..

바로 포뮬러 n년차 팀들은 제동 테스트 영상을 사전에 제출한다는 점입니다. 따라서 동영상 제출팀 검차 우선권 부여 라는 말은 동영상 미제출팀 검차 페널티 부여 와 같은 말이 되어버립니다.

즉, 차량을 저 날짜 전에 구동+제동이 가능한 상태로 완성하여 제동 영상을 제출해야만 0일차+1일차 오전에 섀시검차를 받는 가능세계가 생긴다는 겁니다. 이번 대회 기준으로 0일차에는 배터리박스 없이 섀시검차를 받을 수 있는 것으로 보였으나, 1일차부터는 배터리검차와 전기안전검차를 통과하기 이전에는 섀시검차 입장을 허가하지 않았습니다.(이래놓고 갑자기 다른 오피셜은 검차는 받을 수 있는데 전기안전검차 통과 이후 다시 받아야 한다는 식으로 말해서 조금 혼란스러웠습니다;) 아무튼 매끄럽게 검차를 받기 위해서는 지금보다 차를 빨리 완성해야 한다는 겁니다. 이번 차량 설계한 인원들이 다수 참여하니 충분히 할 수 있을 것이라 믿습니다.

간단하게 요약하자면

1. 제동 테스트 영상을 제출해야 정상적으로 줄을 서서 검차를 받을 수 있다.(0일차, 1일차에 특히 심함)

2. 배터리박스 없이 섀시검차를 들어가는 것은 0일차가 마지노선인 것으로 보인다.

3. 제동영상 미제출 시 0일차 검차는 불가능하다고 봐야 한다.(만약 0일차 검차를 시행하지 않는다고 한다면, 거의 모든 검차를 1트에 통과해야 2일차 오전 중으로 제동검차까지 가능할겁니다)

4. 배터리검차+전기안전검차를 한 번에 통과할 자신이 없다면 제동 테스트 영상을 꼭 제출하자.

규정 관련 피드백은 여기까지 하겠습니다. 나중에 생각나는 내용이 있다면 추가해놓을게요. 일단은 다음 글에서 설계 관련 피드백으로 돌아오겠습니다.