F1에서 "엔진"이라는 단어 대신 "파워유닛(Power Unit)"이라는 표현을 쓰는 건 그냥 멋있어 보이려고 하는 게 아님 ㅋㅋ
진짜로 이유가 있어. FIA(국제자동차연맹) 기술 규정에서 파워유닛은 6개의 독립적인 컴포넌트로 구성된 복합 시스템으로 정의돼.
단순히 연료를 태워서 힘을 내는 내연기관(ICE)만이 아니라, 에너지 회수 시스템(ERS)까지 포함한 전체 패키지를 말하는 거야.

2014년 이전까지 F1은 자연흡기 V8 엔진을 썼어. 18,000rpm까지 돌리면서 750마력 정도를 뽑아냈는데, 열효율은 고작 29% 수준이었음.
근데 2014년부터 도입된 1.6L V6 터보 하이브리드 파워유닛은 열효율이 50% 이상이야. 이게 얼마나 대단한 거냐면, 일반 가솔린 차가 30~35%, 디젤이 40~45% 수준이거든. F1이 그걸 훌쩍 넘어버린 거지 😮

F1 ICE의 기본 스펙을 보면 처음엔 "이게 뭔 소리야" 싶을 수 있어 ㅋㅋ

1.6리터 엔진이 600마력을 낸다는 게 믿기지 않지? 일반 스포츠카 2.0L 터보가 300마력 내면 "와 대박" 하는 세상인데 ㅋㅋ
이게 가능한 이유는 크게 세 가지야.

1초고압 직접분사 (Direct Injection)
F1 ICE는 연료를 실린더 내부에 직접 분사하는데, 그 압력이 무려 500bar야. 일반 GDI 엔진이 200~350bar인 걸 감안하면 엄청난 수준이지. 연료와 공기가 더 완벽하게 혼합되면서 연소 효율이 극대화돼.

2터보차저와의 시너지
TC(터보차저)가 배기가스 에너지를 이용해 흡기를 압축해서 더 많은 공기를 실린더에 밀어넣어. 자연흡기 대비 훨씬 많은 공기-연료 혼합기를 연소시킬 수 있는 거지. 근데 F1 터보는 일반 터보랑 달리 MGU-H라는 전기모터가 붙어있어서 터보랙이 거의 없어 (이건 나중에 자세히 설명할게).

3고회전 + 고압축비
15,000rpm이라는 엄청난 회전수로 돌아가. 일반 차가 6,000~7,000rpm이 한계인 걸 생각하면 두 배 이상이야. 피스톤이 1분에 15,000번 왕복한다는 건데... 이게 가능하려면 엔진 내부 부품들이 얼마나 정밀하게 만들어져야 하는지 상상이 가? 😅

FIA 규정상 연료 유량은 최대 100kg/h로 제한돼. 이게 왜 중요하냐면, 연료를 더 많이 넣으면 출력이 올라가거든. 그래서 이걸 제한해서 팀들이 무한정 출력을 높이지 못하게 막는 거야.

재밌는 건 이 제한이 rpm에 따라 달라진다는 거야. 10,500rpm 이하에서는 rpm에 비례해서 유량이 제한되고, 10,500rpm 이상에서만 100kg/h 풀 유량이 허용돼. 즉, 저회전에서는 연료를 아껴야 한다는 뜻이지.

또 레이스 전체에서 사용할 수 있는 연료 총량도 110kg으로 제한돼. 팀들은 이 연료를 어떻게 배분할지 전략적으로 계산해야 해. 연료를 아끼면 차가 가벼워지고 (연료 1kg = 약 0.03초/랩 단축), 출력을 높이면 연료가 빨리 소모되는 트레이드오프가 생기는 거야.

F1 파워유닛이 50% 이상의 열효율을 달성한다는 건 공학적으로 엄청난 성과야. 이게 어떻게 가능한지 간단히 설명하면:

① 연소 최적화 — 연료 분사 타이밍, 점화 타이밍, 공기-연료 비율을 극도로 정밀하게 제어해서 연소 손실을 최소화해.
② 에너지 회수 — 버려지는 배기가스 에너지(MGU-H)와 제동 에너지(MGU-K)를 전기로 변환해서 재활용해.
③ 마찰 손실 최소화 — 엔진 내부 마찰을 줄이기 위해 특수 코팅, 초정밀 가공, 특수 윤활유를 사용해.
④ 연료 특성 — F1 연료는 일반 연료보다 훨씬 정제된 특수 연료야. 옥탄가가 높고 연소 특성이 최적화되어 있어.

이 모든 게 합쳐져서 "연료 에너지의 절반 이상을 실제 구동력으로 변환"하는 기적 같은 효율이 나오는 거야 ㅋㅋ

MGU-K는 Motor Generator Unit – Kinetic의 약자야. 한국어로 하면 "운동에너지 회수 모터-발전기 유닛" 정도 되는데, 이름에서 알 수 있듯이 운동에너지(Kinetic Energy)를 전기로 변환하거나, 반대로 전기를 운동에너지로 변환하는 장치야.

쉽게 말하면 두 가지 모드로 작동해:
발전 모드 — 브레이킹할 때 바퀴의 회전력을 전기로 변환해서 ES(배터리)에 저장
모터 모드 — ES에 저장된 전기를 이용해 크랭크샤프트에 추가 토크를 제공

잠깐, 회수는 2MJ인데 방전은 4MJ이라고? 수학이 안 맞는 거 아니야? 라고 생각할 수 있는데 ㅋㅋ
MGU-H에서 생성된 전기도 ES를 통해 MGU-K로 공급될 수 있어서 가능한 거야. 즉, MGU-K 혼자서 2MJ를 회수하고, MGU-H에서 온 에너지까지 합쳐서 최대 4MJ를 방전할 수 있는 구조야.

MGU-K가 가장 극적으로 활약하는 순간은 바로 오버테이크 존이야. DRS(Drag Reduction System)와 함께 MGU-K의 추가 출력을 풀로 사용하면 직선 구간에서 상대방을 추월하기 훨씬 쉬워지지.

반대로 브레이킹 구간에서는 발전기로 작동해서 에너지를 회수해. F1 차가 300km/h에서 100km/h로 감속하는 데 걸리는 시간이 불과 1~2초인데, 이 짧은 시간 동안 엄청난 운동에너지가 발생하거든. 이걸 그냥 열로 날려버리는 게 아니라 전기로 변환해서 저장하는 거야.

실제로 MGU-K는 랩당 약 2MJ의 에너지를 회수하는데, 이걸 다시 방전할 때는 최대 4MJ까지 쓸 수 있어 (MGU-H에서 추가 공급). 120kW = 163마력이라는 추가 출력이 약 33초 동안 지속되는 셈이야 (4MJ ÷ 120kW = 33.3초). 물론 실제로는 이렇게 단순하지 않고 전략적으로 배분해서 쓰지만.

MGU-K가 발전 모드로 작동할 때는 크랭크샤프트에 저항력이 생겨. 이게 사실상 엔진 브레이크처럼 작용하는 거야. 그래서 드라이버들은 MGU-K 회수량을 조절하면서 브레이킹 밸런스를 맞춰야 해.

MGU-K 회수량을 높이면 후륜에 더 많은 제동력이 걸리고 (크랭크샤프트가 후륜과 연결되어 있으니까), 이게 차의 밸런스에 영향을 줘. 드라이버들이 스티어링 휠의 버튼으로 이 값을 실시간으로 조정하는 이유가 바로 이거야. 진짜 복잡하지 않아? ㅋㅋ

MGU-H는 Motor Generator Unit – Heat의 약자야. 열에너지 회수 모터-발전기 유닛인데, 이게 F1 파워유닛에서 가장 독특하고 복잡한 컴포넌트야.

MGU-H는 터보차저의 샤프트에 직결되어 있어. 터보차저가 배기가스로 돌아가는 터빈 + 흡기를 압축하는 컴프레서로 구성되어 있는데, MGU-H가 이 터보 샤프트에 붙어있는 거야.

이게 가능한 두 가지 모드:

발전 모드 — 배기가스가 터빈을 돌리는 에너지 중 일부를 전기로 변환 (터보가 너무 빠르게 돌 때 제동 역할도 함)
모터 모드 — 전기를 이용해 터보 샤프트를 강제로 회전시켜서 터보랙을 없앰

일반 터보 엔진의 가장 큰 단점이 뭔지 알아? 바로 터보랙이야. 가속 페달을 밟았을 때 배기가스가 충분히 나와서 터빈을 돌리고, 컴프레서가 흡기를 압축하고, 그게 실린더에 들어가서 연소되기까지 시간이 걸리거든. 이 딜레이가 터보랙이야.

근데 F1에서는 MGU-H가 이 문제를 완전히 해결해버려. 가속 페달을 밟는 순간 MGU-H가 전기모터로 터보 샤프트를 즉시 고속 회전시켜버리는 거야. 배기가스가 충분히 나오기를 기다릴 필요가 없는 거지!

이게 얼마나 대단한 거냐면, 일반 터보 엔진은 저rpm에서 가속 응답성이 떨어지는 게 당연한 거였는데, F1에서는 그 개념 자체가 없어진 거야. 코너 탈출 구간에서 스로틀을 열자마자 즉각적인 파워가 나오는 이유가 바로 MGU-H 덕분이야.

MGU-K는 출력이 120kW로 제한되는데, MGU-H는 출력 제한이 없어! 이게 왜 그런지 생각해보면, MGU-H는 터보 샤프트에 연결되어 있어서 물리적으로 낼 수 있는 출력에 한계가 있거든. 터보 샤프트가 버틸 수 있는 토크가 제한적이니까.

실제로 MGU-H의 출력은 팀마다 다르지만 대략 50~80kW 수준으로 알려져 있어. 정확한 수치는 팀 기밀이라 공개가 안 되지만 ㅋㅋ

MGU-H에서 생성된 전기는 두 가지 경로로 흘러갈 수 있어:

경로 1: MGU-H → MGU-K (직접 연결)
MGU-H에서 생성된 전기를 ES를 거치지 않고 직접 MGU-K로 보내서 추가 출력을 만들어. 이 경우 ES의 충전/방전 손실이 없어서 효율이 더 높아.

경로 2: MGU-H → ES (배터리 충전)
MGU-H에서 생성된 전기를 ES에 저장해뒀다가 나중에 필요할 때 MGU-K로 보내. 이 경우 ES의 충전/방전 효율 손실이 있지만, 에너지를 원하는 타이밍에 쓸 수 있다는 장점이 있어.

이 두 경로를 어떻게 조합하느냐가 팀의 에너지 관리 전략의 핵심이야. 메르세데스가 2014~2021년 동안 압도적으로 강했던 이유 중 하나가 바로 이 에너지 흐름을 가장 효율적으로 관리하는 소프트웨어와 하드웨어를 가지고 있었기 때문이야.

ES는 Energy Store의 약자로, 쉽게 말하면 F1 파워유닛의 배터리야. MGU-K와 MGU-H에서 회수한 전기 에너지를 저장했다가 필요할 때 다시 방출하는 역할을 해.

F1 ES는 리튬이온 배터리를 사용해. 근데 일반 전기차 배터리랑은 완전히 다른 물건이야. 일반 전기차 배터리는 에너지 밀도(얼마나 많은 에너지를 저장하느냐)가 중요하지만, F1 ES는 출력 밀도(얼마나 빠르게 충전/방전하느냐)가 훨씬 더 중요해.

4MJ가 얼마나 되는 에너지냐면... 1kWh = 3.6MJ이니까 4MJ는 약 1.1kWh야. 일반 전기차 배터리가 40~100kWh인 걸 생각하면 엄청 작지? ㅋㅋ
근데 F1 ES는 이 작은 에너지를 극도로 빠르게 충전하고 방전할 수 있어. 일반 전기차 배터리가 수십 분에 걸쳐 충전되는 반면, F1 ES는 몇 초 만에 충전/방전이 가능해.

F1 ES의 진짜 무서운 점은 출력 밀도야. 4MJ의 에너지를 저장하면서 동시에 수백 kW의 전력을 순간적으로 방출할 수 있어야 해.

비교해보면:
일반 전기차 배터리 출력 밀도: 약 1~3 kW/kg
F1 ES 출력 밀도: 약 15~20 kW/kg (추정)

이게 가능하려면 배터리 셀 자체의 내부 저항이 극도로 낮아야 하고, 열 관리 시스템이 완벽해야 해. 빠른 충방전은 열을 엄청나게 발생시키거든. F1 ES는 이 열을 효과적으로 관리하기 위해 정교한 냉각 시스템을 갖추고 있어.

ES의 충전 상태(SOC)를 어떻게 관리하느냐가 레이스 전략의 핵심 중 하나야. 팀들은 각 랩마다 ES의 SOC를 최적화하는 전략을 세워.

예를 들어:
브레이킹 구간이 많은 섹터 → MGU-K로 많은 에너지 회수 가능 → ES 충전
긴 직선 구간 → MGU-K 모터 모드로 추가 출력 사용 → ES 방전
세이프티카 구간 → 에너지 회수 기회 감소, ES 충전 어려움

서킷마다 에너지 회수량과 사용량이 다르기 때문에, 팀들은 각 서킷에 맞는 에너지 관리 맵을 개발해. 모나코 같은 저속 서킷은 브레이킹이 많아서 회수량이 많고, 몬자 같은 고속 서킷은 브레이킹이 적어서 회수량이 적어. 이런 차이를 어떻게 보완하느냐가 팀 엔지니어들의 숙제야.

터보차저(TC)는 배기가스의 에너지를 이용해 흡기를 압축하는 장치야. 이건 일반 터보 엔진이랑 원리는 같아. 근데 F1 TC는 일반 터보랑 결정적으로 다른 점이 있어 — 바로 MGU-H가 터보 샤프트에 직결되어 있다는 거야.

일반 터보차저는 터빈(배기가스로 돌아가는 쪽)과 컴프레서(흡기를 압축하는 쪽)가 하나의 샤프트로 연결되어 있어. F1 TC는 여기에 MGU-H라는 전기모터/발전기가 추가로 연결된 구조야.

터보가 125,000rpm으로 돌아간다는 게 실감이 안 나지? ㅋㅋ 1초에 2,083번 회전하는 거야. 이 속도에서 MGU-H가 붙어서 같이 돌아가야 하니까 얼마나 정밀하게 만들어야 하는지...

F1 V6 엔진의 터보는 일반적으로 V 뱅크 내부에 위치해. 이게 왜 중요하냐면, 터보를 V 뱅크 안에 넣으면 배기 매니폴드 길이를 최소화할 수 있거든.

배기 매니폴드가 짧을수록:
① 배기가스가 터빈에 더 빠르게 도달해 → 터보 응답성 향상
② 배기가스 온도 손실이 적어 → 터빈 효율 향상
③ 패키징이 컴팩트해져 → 차량 무게 중심 최적화

메르세데스가 2014년 처음 이 레이아웃을 채택했을 때 다른 팀들은 "저게 뭐야?" 했는데, 나중에 보니까 엄청난 이점이 있었던 거야. 결국 다른 팀들도 비슷한 레이아웃을 채택하게 됐지.

터보차저는 흡기를 압축해서 더 많은 공기를 실린더에 밀어넣는데, 이 압축 정도를 부스트 압력이라고 해. 부스트 압력이 높을수록 더 많은 공기-연료 혼합기를 연소시킬 수 있어서 출력이 올라가.

근데 부스트 압력이 너무 높으면 엔진이 손상될 수 있어. 그래서 웨이스트게이트(Wastegate)라는 밸브가 있어서 배기가스 일부를 터빈을 우회시켜 부스트 압력을 조절해.

F1에서는 MGU-H가 이 역할도 일부 담당해. 터보가 너무 빠르게 돌 때 MGU-H가 발전기로 작동해서 터보 샤프트에 저항을 줘 — 이게 전기 웨이스트게이트 역할을 하는 거야. 그리고 이때 발생하는 전기는 ES에 저장되거나 MGU-K로 직접 전달돼. 버려지는 에너지가 없는 거지!

실제 레이스에서 이 다섯 컴포넌트가 어떻게 협력하는지 한 랩을 따라가보자. 예시로 스파-프랑코샹 서킷의 오 루즈(Eau Rouge) 구간을 생각해볼게.

① 직선 구간 (Kemmel Straight)
ICE가 풀 출력으로 작동하고, ES에 저장된 에너지를 MGU-K로 방전해서 추가 163마력을 더해. MGU-H는 터보 샤프트를 최적 속도로 유지해서 최대 부스트 압력을 확보. 총 출력이 최대치에 도달하는 구간이야.

② 브레이킹 구간 (Les Combes)
드라이버가 브레이크를 밟으면 MGU-K가 발전기로 전환되어 운동에너지를 전기로 변환 → ES 충전. 동시에 ICE 출력이 줄어들면서 배기가스도 줄어드는데, MGU-H가 터보 샤프트를 계속 고속 회전시켜서 다음 가속을 위한 부스트 압력을 미리 확보해.

③ 저속 코너 (Rivage)
ICE 출력이 낮고 배기가스도 적어. MGU-H가 전기모터로 작동해서 터보를 강제 회전시켜 부스트 압력 유지. 코너 탈출 시 즉각적인 파워 응답을 위한 준비.

④ 코너 탈출 가속
스로틀을 열자마자 MGU-H가 터보를 즉시 최고 속도로 올려줘서 터보랙 없이 즉각적인 부스트 압력 확보. 동시에 MGU-K도 모터 모드로 전환해서 추가 토크 제공. ICE + MGU-K + 터보 부스트가 동시에 작동하는 최고의 순간!

이 모든 게 자동으로 이루어지려면 엄청나게 정교한 제어 시스템이 필요해. CE(Control Electronics)가 바로 이 역할을 해.

CE는 초당 수천 번의 계산을 통해:
• ICE 연료 분사량과 점화 타이밍 제어
• MGU-K 충전/방전 전환 타이밍 제어
• MGU-H 발전/모터 모드 전환 제어
• ES SOC 최적화
• TC 부스트 압력 제어
• 이 모든 것의 상호작용 최적화

이 소프트웨어가 얼마나 정교하냐에 따라 같은 하드웨어를 써도 성능 차이가 날 수 있어. 실제로 같은 파워유닛 공급사의 엔진을 쓰는 팀들 사이에서도 성능 차이가 나는 이유 중 하나가 바로 이 제어 소프트웨어야.

2014년부터 현재까지 F1에 파워유닛을 공급하는 제조사는 메르세데스, 페라리, 르노(현 알핀), 혼다(현 RBPT) 네 곳이야. 같은 FIA 규정을 따르지만 각 제조사마다 접근 방식이 달라.

메르세데스는 2014~2021년 동안 8년 연속 컨스트럭터 챔피언십을 차지하며 이 시대를 지배했어. 그 비결은 파워유닛의 압도적인 성능이었지.

메르세데스 파워유닛의 특징:
• V 뱅크 내부 터보 레이아웃 — 2014년 처음 채택, 배기 매니폴드 최소화
• 분리형 터보차저 — 터빈과 컴프레서를 엔진 앞뒤로 분리 배치해서 패키징 최적화
• MGU-H 소프트웨어 우위 — 에너지 회수 및 배분 알고리즘이 경쟁사 대비 앞서 있었음
• 높은 열효율 — 2019년 기준 50% 이상 달성 발표

2022년부터는 페라리와 레드불(혼다)에 밀리기 시작했지만, 여전히 최상위권 파워유닛이야.

페라리는 2014~2019년 동안 메르세데스에 뒤처졌다가, 2022년부터 다시 경쟁력을 회복했어.

페라리 파워유닛의 특징:
• 높은 ICE 출력 — 2022년부터 ICE 자체 출력에서 경쟁사를 앞선다는 평가
• 연료 효율 개선 — 2022년 대규모 업그레이드로 연료 소비 효율 대폭 향상
• 신뢰성 문제 — 2022년 시즌 초반 여러 차례 파워유닛 고장으로 챔피언십 기회 날림 ㅠㅠ
• 2023년 이후 안정화 — 신뢰성과 성능 모두 개선

혼다는 2015년 맥라렌과 함께 F1에 복귀했는데, 초반에는 정말 처참했어 ㅋㅋ 맥라렌-혼다 시절 페르난도 알론소의 라디오 메시지들이 전설이 됐을 정도로...

근데 혼다는 포기하지 않고 계속 개발해서 2019년 레드불과 파트너십을 맺은 후 급격히 성장했어. 2021년에는 막스 페르스타펜이 드라이버 챔피언십을 차지하는 데 결정적인 역할을 했지.

2022년 혼다가 공식적으로 F1에서 철수했지만, 레드불이 RBPT(Red Bull Powertrains)를 설립해서 혼다 기술을 기반으로 계속 개발하고 있어. 2023~2024년에는 레드불이 압도적인 성능을 보여줬는데, 파워유닛 성능도 한몫했다는 평가야.

르노는 2014년 이후 계속 경쟁력 부족으로 고생했어. 레드불이 2018년 르노 엔진을 버리고 혼다로 갈아탄 것도 이 때문이었지.

현재는 알핀(Renault의 F1 브랜드)이 자체 팀에만 파워유닛을 공급하고 있어. 2026년 새 규정에서 경쟁력을 회복하겠다는 목표를 가지고 개발 중이야.

F1 파워유닛 규정에서 가장 팀들을 괴롭히는 게 바로 파워유닛 교체 제한이야. 한 시즌에 드라이버 1명당 사용할 수 있는 각 컴포넌트 수가 정해져 있거든.

2024년 기준으로 F1 시즌은 24개 레이스야. 즉, ICE 3개로 24레이스를 버텨야 한다는 뜻이야. 레이스당 약 300km를 달리니까 총 7,200km 이상을 3개 엔진으로 버텨야 하는 거지.

이게 얼마나 어려운 일인지 생각해봐. 15,000rpm으로 돌아가는 엔진을 7,200km 동안 유지해야 하는 거잖아. 내구성과 성능 사이의 트레이드오프가 엄청난 거야.

2026년부터 F1은 완전히 새로운 파워유닛 규정을 적용해. 이게 꽤 큰 변화라서 미리 알아두면 좋아.

1MGU-H 폐지
가장 큰 변화야. MGU-H가 너무 복잡하고 비용이 많이 들어서 새 제조사들의 진입 장벽이 된다는 이유로 폐지돼. 아우디가 2026년 F1에 진입하는데, MGU-H 없는 규정이 이를 가능하게 했어.

2MGU-K 출력 대폭 증가
MGU-H가 없어지는 대신 MGU-K의 출력 제한이 현재 120kW에서 350kW(약 470마력)로 대폭 증가해. 전기 시스템의 역할이 훨씬 커지는 거야.

3ICE 출력 감소
전기 시스템 비중이 늘어나는 대신 ICE 출력은 다소 줄어들 것으로 예상돼. 전체 파워유닛 출력은 비슷하거나 약간 증가할 것으로 보여.

4지속가능 연료 100% 사용
2026년부터는 100% 지속가능 연료(e-fuel 또는 바이오 연료)를 사용해야 해. 탄소 중립을 향한 F1의 노력이야.

5새 제조사 진입
아우디(폭스바겐 그룹)가 2026년부터 파워유닛 제조사로 참여해. 포드도 레드불과 파트너십을 맺었어. 경쟁이 더 치열해질 것 같아!

마지막으로 F1 파워유닛에 관한 재밌는 팩트들을 모아봤어. 이거 알면 F1 볼 때 훨씬 더 재밌거든 ㅋㅋ

🔥 엔진 온도가 2,600°C?!
F1 엔진 연소실 온도는 최대 2,600°C에 달해. 태양 표면 온도가 약 5,500°C인 걸 감안하면... 거의 절반 수준이야. 이 온도를 견디기 위해 피스톤, 밸브, 터빈 블레이드 등에 특수 합금과 세라믹 코팅이 사용돼.

⚡ MGU-K 전압이 900V?!
F1 ERS 시스템의 전압은 약 900V로 추정돼. 일반 전기차가 400~800V인 걸 생각하면 상당히 높은 수준이야. 이 고전압 시스템을 안전하게 관리하는 것도 엔지니어링의 핵심 과제야.

🏎️ 파워유닛 무게는 얼마나 될까?
F1 파워유닛 전체 무게는 약 145~150kg으로 알려져 있어. ICE 자체는 약 90kg, ERS 시스템(MGU-K, MGU-H, ES)이 나머지를 차지해. 이 무게로 1,000마력을 내니까 마력당 무게가 약 0.15kg/hp야. 일반 스포츠카가 1~2kg/hp인 걸 생각하면 엄청난 수치지.

🔧 엔진 분해 시간
F1 팀의 숙련된 메카닉들은 파워유닛을 차에서 분리하고 다시 장착하는 데 약 2~3시간이면 돼. 물론 레이스 중 피트스톱에서는 불가능하고, 레이스 사이 정비 시간에 이루어지지.

💰 파워유닛 개발 비용
F1 파워유닛 하나를 개발하는 데 드는 비용은 제조사마다 다르지만, 연간 수천억 원에서 수조 원 수준으로 알려져 있어. 메르세데스는 2014년 새 규정 도입 전 파워유닛 개발에만 수년간 엄청난 투자를 했고, 그게 2014~2021년의 지배력으로 이어진 거야.

🌡️ 터보차저 온도
F1 터보차저의 터빈 입구 온도는 약 950~1,000°C에 달해. 이 온도에서 125,000rpm으로 돌아가는 터빈 블레이드는 니켈 기반 초합금으로 만들어지고, 내부에 냉각 채널이 있어서 온도를 관리해.

F1 파워유닛이 얼마나 특별한지 일반 자동차와 비교해보면 더 실감이 나.

리터당 출력을 보면 F1이 일반 스포츠카의 3.6배야. 이게 가능한 이유는 앞서 설명한 모든 기술들이 집약된 결과야.

반면 엔진 수명은 일반 차가 압도적으로 길어. F1 엔진은 약 2,400km(레이스 8개 정도)를 버티도록 설계되어 있어. 극한의 성능을 위해 내구성을 희생한 거야. 이게 바로 F1 엔진을 일반 도로에서 쓸 수 없는 이유 중 하나야 ㅋㅋ

F1에서 개발된 기술이 일반 자동차에 적용되는 경우도 있어. 이걸 "기술 이전(Technology Transfer)"이라고 해.

F1에서 시판차로 넘어온 기술들:
• 직접 연료 분사(GDI) — F1에서 먼저 개발, 현재 대부분의 현대 엔진에 적용
• 탄소섬유 복합재 — F1에서 먼저 사용, 현재 고급 스포츠카에 적용
• 세미 자동 변속기 — F1 패들 시프트가 시판차 DCT/자동변속기로 발전
• 에너지 회수 시스템 — F1 KERS가 현대 하이브리드 차의 회생제동 시스템으로 발전
• 타이어 기술 — F1 타이어 개발 과정에서 얻은 지식이 시판 타이어 성능 향상에 기여

특히 에너지 회수 시스템은 F1의 MGU-K 개념이 일반 하이브리드 차의 회생제동 시스템으로 발전한 대표적인 사례야. 물론 F1만큼 정교하진 않지만, 기본 원리는 같아.

자, 여기까지 F1 파워유닛의 다섯 가지 핵심 컴포넌트를 다 살펴봤어. 정리해보면:

🔥 ICE — 1.6L V6 터보로 550~600마력을 뽑아내는 초고성능 내연기관. 열효율 50% 이상이라는 공학적 기적을 달성.

⚡ MGU-K — 크랭크샤프트에 연결된 전기모터/발전기. 브레이킹 시 에너지를 회수하고, 가속 시 163마력을 추가로 제공.

🌪️ MGU-H — 터보 샤프트에 연결된 전기모터/발전기. 터보랙을 없애고 배기가스 에너지를 회수하는 F1만의 독보적인 기술. (2026년 폐지 예정)

🔋 ES — 4MJ 용량의 리튬이온 배터리. 극도로 빠른 충방전 능력으로 에너지를 저장하고 방출.

🌀 TC — MGU-H와 협력하는 단일 터보차저. V 뱅크 내부에 위치해서 응답성과 효율을 극대화.

이 다섯 가지가 밀리초 단위로 서로 소통하며 협력해서 1,000마력에 가까운 출력을 만들어내는 거야. 진짜 기계 공학의 정점이라고 할 수 있지.

다음에 F1 레이스 볼 때 드라이버가 코너를 탈출하면서 가속하는 장면을 봐봐. 그 순간 ICE가 연료를 폭발시키고, MGU-H가 터보를 즉시 최고 속도로 올리고, MGU-K가 추가 토크를 제공하고, ES가 에너지를 방출하는 모든 과정이 동시에 일어나고 있는 거야. 이제 그게 보이지 않아? 😄