F1 엔진 및 파워 유닛 규칙 설명: 구성품, 할당량 및 페널티 시스템

1. 현대 F1 파워 유닛의 구조

포뮬러 1 파워 유닛(PU)은 내연 기관과 전기 모터를 결합한 고효율 하이브리드 시스템입니다. 2014년 이후 PU는 다음과 같은 여섯 가지 주요 요소로 구성되었습니다.

• ICE – 내연 기관:
  1.6리터 V6 터보차저 엔진으로, 주요 동력원입니다.

• TC – 터보차저:
  엔진으로 유입되는 공기를 압축하여 효율과 출력을 높입니다.

• MGU-H – 모터 제너레이터 유닛 – 열:
  터보차저에 연결되어 배기가스에서 에너지를 회수하거나 터보 속도를 제어합니다. (2026년 규정에 따라 폐기 예정)

• MGU-K – 모터 제너레이터 유닛 – 키네틱:
  제동 시 에너지를 회수하여 후륜에 전력을 공급합니다.

• ES – 에너지 저장 장치:
  회수된 에너지를 저장하는 하이브리드 배터리입니다.

• CE – 제어 전자 장치:
  모든 하이브리드 구성 요소 간의 에너지 흐름과 통합을 관리합니다.

PU는 연소 기술과 정교한 에너지 회수 시스템을 결합하여 탁월한 효율과 성능을 제공합니다.

2. 시즌당 PU 구성 요소 할당량

각 드라이버는 시즌 동안 사용할 각 PU 구성 요소를 제한된 수량으로 할당받습니다. 일반적인 연간 할당량은 다음과 같습니다.

• ICE(엔진): 시즌당 제한된 수량
• TC(터보차저)
• MGU-H
• MGU-K
• ES(배터리)
• CE(제어 전자 장치)

할당된 수량을 초과하는 구성 요소를 사용하면 자동으로 전력망 페널티가 발생합니다. 이러한 제한은 비용 관리에 도움이 되며, 자동차 개발에 있어 신뢰성 확보는 필수적인 요소입니다.

3. 할당량 초과 시 그리드 페널티

드라이버가 허용된 부품 수를 초과하여 사용하는 경우:

• 할당량을 초과하는 첫 번째 신규 부품 사용 시 10 그리드 페널티
• 동일한 유형의 부품 추가 시 5 그리드 페널티
• 여러 부품이 동시에 제한을 초과하는 경우, 페널티는 누적됩니다.
• 페널티가 그리드의 허용 가능한 위치를 초과하는 경우, 드라이버는 일반적으로 그리드 뒤쪽에서 출발합니다.
• 극단적인 경우, FIA는 드라이버에게 피트 레인에서 출발하도록 지시할 수 있습니다. 특히 팀이 셋업 또는 파크 페르메(Parc Fermé) 변경을 하는 경우 더욱 그렇습니다.

이러한 페널티는 시즌 중 "신형 엔진"을 언제 교체할지에 대한 전략적 결정을 내리게 합니다.

4. 신뢰성 대 성능의 균형

팀은 다음 사항의 균형을 맞춰야 합니다.

• 성능: 신형 엔진은 최고의 출력을 제공합니다.
• 신뢰성: 고장이 적다는 것은 페널티가 적고 챔피언십의 일관성이 향상됨을 의미합니다.
• 열 효율: 엔지니어는 수명에 영향을 미치지 않으면서 연소, 냉각 및 에너지 배치를 최적화합니다.

일부 팀은 장기적인 경쟁력 향상을 위해 시즌 중반에 더 강력하지만 내구성이 떨어지는 업데이트를 도입하기도 합니다.

5. 연료 및 에너지 배치 규칙

FIA는 다음 사항에 대해 엄격한 제한을 적용합니다.

• 연료 구성: 표준화된 화학 물질 규격을 준수해야 합니다.
• 연료 질량 유량: 고속 엔진 속도에서 과도한 출력을 방지합니다.
• 에너지 배치:
• MGU-K는 랩당 규정된 최대 전력만 방출할 수 있습니다.
• ES로 수집되는 에너지는 제한됩니다.
• 허용되는 MGU-K의 총 출력 및 수집량은 면밀히 모니터링됩니다.

하이브리드 배치는 가속, 최고 속도, 그리고 수비/공격 레이스 전략에 영향을 미칩니다.

6. 원격 측정 및 하이브리드 재생

모든 PU는 팀과 FIA에 실시간 원격 측정 데이터를 지속적으로 스트리밍합니다.

• 엔지니어는 배터리 상태, 터보 속도, 엔진 온도, 연료 목표량, 그리고 배치 맵을 모니터링합니다.
• 재생(에너지 하베스팅)은 MGU-K를 통해 제동 중에, 그리고 MGU-H를 통해 배기가스에서 발생합니다.
• 드라이버는 다음과 같은 파워 모드를 관리합니다.
• 하베스트 모드
• 어택 모드
• 밸런스 모드

에너지 관리는 현대 F1 레이싱에서 가장 정교한 요소 중 하나가 되었습니다.

7. 2026년 규정 방향

2026년 규정은 다음과 같은 주요 기술적 변화를 나타냅니다.

• MGU-H 폐지
• MGU-K 의존도 대폭 증가, 전력 생산량 대폭 증가
• 더욱 지속 가능한 완전 합성 연료 사용
• 공기 저항 감소, 차량 경량화, 그리고 개정된 에어로 규정
• 비용 관리 강화, PU 아키텍처 간소화
• 신규 제조업체의 F1 시장 진출 경쟁 강화

이러한 변화는 지속 가능성을 강조하고, 복잡성을 줄이며, 더 많은 엔진 공급업체를 F1에 유치하는 것을 목표로 합니다.

8. 요약

현대 포뮬러 1 파워 유닛은 성능, 에너지 회수, 그리고 신뢰성의 균형을 이루는 고도로 발전된 하이브리드 시스템입니다.

• 엄격한 부품 할당 및 페널티는 시즌 내내 전략적 의사 결정에 영향을 미칩니다.
• 연료 흐름, 배치 규칙, 그리고 원격 측정 관리는 레이싱에 직접적인 영향을 미칩니다.
• 2026년 예정된 규정은 전기화와 지속가능성으로 균형을 바꿀 것입니다.

PU 규정을 이해하면 엔진 전략이 챔피언십을 좌우하는 이유와 F1의 하이브리드 시대가 모터스포츠에서 가장 기술적으로 까다로운 시대 중 하나로 남아 있는 이유를 알 수 있습니다.