자동차 개발의 산실, 프루빙 그라운드

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자동차 개발의 산실, 프루빙 그라운드

 

양산 전 자동차를 시험하는 장소, 프루빙 그라운드. 아직 도로 밖을 나갈 수 없는 시험차는 이곳에서 달리고, 멈추고, 미끄러지는 과정을 반복하며 스스로를 담금질한다. 자동차 제조사들은 한 개 이상의 프루빙 그라운드를 보유하고 있으며 눈길 시험, 주행 종합 시험, 자율운전 등 연구 목적에 따라 특화된 프루빙 그라운드도 존재한다. 그 중 가장 대표적인 몇 개를 선정하여 소개해본다.

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프루빙 그라운드는 군사 장비를 개발하고 시험하는 시설을 뜻한다. 자동차 업계에서는 1924년 GM이 미국 밀포드에 자사 자동차 개발을 위한 프루빙 그라운드를 처음으로 만들었으며 현재는 대부분의 자동차, 타이어 회사가 자체 설비를 보유하고 있다. 자동차 성능개발 시험 특성상 넓은 면적을 필요로 하며, 보안도 중요하기 때문에 대부분의 프루빙 그라운드는 비교적 땅 값이 저렴하고 한적한 곳에 위치해 있다. 내부의 시험 주행로는 전세계 다양한 조건의 노면을 축소해 재현해 놓았으며, 요철노면과 고속주행로를 통해 자동차를 한계 성능까지 몰아붙일 수 있다.

 

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1. 고속주행로
자동차 최고속도를 시험해 볼 수 있는 트랙이다. 곡선 주로는 뱅크각을 크게 주어 설계한 까닭에 스티어링 조작 없이도 직선처럼 돌아나갈 수 있다. 국내 회사의 고속주행로는 최고시속 250km로 달릴 수 있게 설계되었으며 외국의 경우 차 성능에 따라 시속 400km가 넘는 고속이 가능한 곳도 있다.

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2. 요철노면
벨기에 도로는 블록을 쪼개 만들어 요철이 심한 까닭에 자동차 연구원들은 요철노면 테스트 구간을 보통 벨지안로(Begian Road)라 부른다. 이 구간을 1km 주행하면 10km 주행한 것과 같은 스트레스를 받는다. 따라서 정해진 성능시험 기간 동안 차의 약점을 빨리 찾아낼 수 있다. 거친 노면을 달리면 차뿐 아니라 운전자의 신체도 무리가 따르기 때문에 최근에는 시뮬레이터 장치를 차 바퀴에 연결해 실내에서 시험하기도 한다. 

 

 

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3. 저마찰 시험로
에폭시 수지나 타일로 만든 노면 위에 물을 뿌려 미끄러운 도로상황을 재현한다. 이를 통해 실제 기상 조건에 관계없이 차체자세제어 장치와 주행 및 제동성능을 시험해볼 수 있다. 본격적인 겨울철 노면 주행시험은 북유럽의 얼음호수 위에서 진행한다.

 

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4. 다양한 실제 노면 재현
전세계 각종 도로 노면을 프루빙 그라운드에 재현한다. 금이 간 도로, 물결 모양 도로, 유럽의 아스팔트 도로, 미국 서부 고속도로 등 다양한 노면과 특정 노면에서 드러나는 차량의 주행 특성과 승차감, NVH 성능을 시험한다.

 

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KIA Hwasung Proving Ground
기아자동차는 1993년 화성공장 부지 옆에 테스트 트랙을 함께 지었다. 시속 250km로 주행이 가능한 고속주행로와 36개의 노면, 16개의 테스트 트랙을 갖추고 있다. 총 면적은 82만m²에 달한다.

 

 

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HYUNDAI Namyang Proving Ground
경기도 화성시 남양면에 위치한 현대자동차 남양연구소. 이곳은 다양한 연구개발 시설과 34개의 테스트 트랙을 갖추고 있다. 서울 성북동길을 재현한 시험주행로를 비롯해 총 71개의 국제표준 규격 노면과 4.5km 고속주행로를 갖추었으며 총 길이는 70km, 총 면적은 165만m²에 달한다. 남양연구소가 없던 시절(1995년 이전)에는 1982년에 완공한 울산공장의 종합주행시험장과 전국 일대의 한적한 도로를 찾아다니며 테스트했다.

 

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HYUNDAI California Proving Ground
현대자동차는 지난 2005년에 6,000만달러를 들여 캘리포니아 프루빙 그라운드를 건설했다. LA 북쪽에서 약 100마일 떨어진 모하비 사막에 위치해 있으며 8개 시험 도로를 합쳐 총 길이 116km, 총 면적 1,750만m²로 조성되었다. 외국자동차 회사가 미국에 만든 프루빙 그라운드로는 세 번째로 크고, 남양연구소 시험장보다도 10배나 큰 규모다. 고속주행로는 3개 차선의 10.4km 구간이며 시속 250km로 달릴 수 있다. 슬라럼, 짐카나 등 다양한 차체 움직임을 살펴볼 수 있는 18만m²의 공간과 4.42km의 와인딩 트랙, 최고 25% 경사율에 5.3km 길이의 언덕을 갖추었으며, 다양한 미국 고속도로 노면을 재현해 놓았다.

 

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GM Cheongna Proving Ground
도심에 위치한 GM 청라 프루빙 그라운드는 세계에서도 보기 드문 케이스다. 지난 2005년 청라지구 조성 당시 인천시가 600억원을 들여 부지를 매입하고 도로 등 기반시설을 만들어 한국GM에 50년간 무상 대여했다. 한국GM은 여기에 건설비 약 500억원을 들여 청라 프루빙 그라운드를 지었다. 총 면적 50만m²에 GM 글로벌 규격의 직선 주행로와 세계 5개 지역의 소음 평가 시험로, 15종의 승차감 시험로 등 36종에 이르는 다양한 주행 시험로를 갖췄다. 세계 최초로 시험실 안에서 사계절의 온도와 습도, 태양빛을 자동으로 조절할 수 있는 시스템 등 첨단설비를 두루 갖춘 시험연구동을 두었다. 청라 프루빙 그라운드가 없던 2007년 이전에는 다른 자동차 제조사와 함께 쓰는 외국의 프루빙 그라운드를 빌리거나 한적한 도로에서 시험주행이 이루어졌다.

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GM Milford Proving Ground
GM은 1924년 미국 밀포드 지역에 자동차 업계 최초로 프루빙 그라운드를 지었다. 처음에는 비포장의 직선 구간이 전부였지만 현재는 총 면적 1,600만m²의 대규모 시설로 변모했다. 길이 6.1km의 타원형 트랙과 7.2km의 5개 차선으로 구성된 원형 트랙을 갖추고 있다. 또한 총 길이 10km와 5km 두 개의 직선로와 도로포장이 나쁜 디트로이트의 12마일 도로도 재현했다. 한편 GM은 지난 2009년 애리조나 주 유마에 새로운 프루빙 그라운드를 추가로 건설했다. 길이 5.6km의 3차선 원형 트랙과 2.2km 직선 코스, 17개 코너로 구성되어 있는 1주 4.6km의 와인딩 로드를 갖췄다. 이곳은 1년 강수량이 85mm에 불과하고 한겨울에도 따듯한 편이어서 기후조건에 제약 없이 테스트를 진행할 수 있는 것이 특징. 현재 GM은 인천 청라, 밀포드, 유마 세 곳 외에도 중국 안후이의 상하이GM 프루빙그라운드를 운영하고 있다.

 

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BMW Miramas Test center
1980년대 후반 들어 BMW의 개발 차종이 늘어나자 기존의 뮌헨 BMW 에쉬하임(Aschheim) 테스트 센터 처리 능력은 한계에 다다랐다. 이에 BMW는 미라마에 추가 설비를 건립하게 된다. 프랑스 남부 마르세이유와 아비뇽 사이에 위치한 미라마 테스트 센터는 본래 레이스 트랙으로 1926년에 프랑스 그랑프리가 열리기도 했다. 1986년에 BMW 프랑스 법인이 인수하며 애쉬하임 테스트 센터와 유기적으로 협력하는 신차 개발 테스트 센터로 변모했다. 미라마가 위치한 프랑스 남부지역은 연중 온화한 기후가 장점이다. 따라서 기상조건에 영향을 받지 않고 일년 내내 시험주행이 가능하다. 총 면적 472만m² 부지 위에 총 길이 52km의 테스트 트랙을 갖춘 이곳에서는 신형 7시리즈(G11)를 개발하는 과정에서 핵심적인 역할을 맡았으며 광범위하고 다양한 신차 테스트와 BMW 자우버 F1 레이스카를 비롯한 여러 BMW 레이스카 테스트 장으로도 쓰이고 있다. 1991년에는 최고시속 264km를 낼 수 있는 폭 3차선, 길이 6km의 고속주행로를 확장하였고 1997년에는 18만m² 넓이의 다이내믹 테스트 코스를 열어 보다 다양한 조건 하에서 조향 거동 및 주행 안정성을 분석·연구하고 있다. 또한 4개의 핸들링 트랙에서는 서스펜션 및 타이어 테스트가 가능하다. 2002년 완공한 6개의 경사로는 4개의 아스팔트 노면과 2개의 콘크리트 포장이 깔려 있다. 기울기는 경사율 5%, 8%, 12%, 20%, 32%~58%로 이루어져 있다. 현재 BMW는 애쉬하임, 미라마 외에도 스웨덴 북부의 아르예플록(Arjeplog) 테스트 센터에서 혹한기 시험 및 눈길시험을 진행 중이며, 뉘르부르크링에도 주행연구 지원시설을 보유하고 있다.

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PORSCHE Nardò Technical Center
포르쉐 나르도 기술 센터는 1975년 개장한 피아트 테스트 트랙을 포르쉐 엔지니어링이 2012년에 인수한 것이다. 피아트 소속 당시에는 피스타 디 프로바 디 나르도 델라 피아트(Pista di prova di Nard? della Fiat: 피아트의 나르도 테스트 트랙이라는 뜻)라 불렸고 포르쉐 인수 후 나르도 테크니컬 센터로 개명했다. 하지만 나르도링이라는 명칭으로 더 유명하다. 온화한 기후의 이탈리아 남부 아풀리아(Apulia)에 위치해 있으며 직경 4km, 둘레 12.5km, 폭16m의 총 4개 차선으로 설계된 원형 고속주행로는 우주에서도 보일 만큼 웅장한 규모를 자랑한다.


곡선주로지만 뱅크각을 크게 준 까닭에 시속 240km까지는 별도의 스티어링 조작을 하지 않아도 직선도로를 달리는 것처럼 차선을 벗어나지 않는다. 2005년에는 코니세그 CCR이 시속 387km의 속도로 이곳을 달려 세계에서 가장 빠른 양산차로 기록되었다(2010년 폭스바겐 에라-레시엔 프루빙 그라운드에서 부가티 베이론 16.4가 세운 시속 431km에 의해 또 다시 경신되었다). 한편 폭스바겐은 이곳의 이름을 딴 컨셉카를 만들기도 했다. 2001년 도쿄모터쇼에서 공개한 W12 나르도는 최고출력 600마력, 0→시속 100km 가속 3.5초, 시속 357km를 달릴 수 있는 당대 가장 빠른 자동차 중 하나였다.

 

 

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VOLVO AstaZero proving ground
스웨덴 예테보리 인근에 위치한 아스타제로는 세계 최초로 자율주행 시험을 고려한 프루빙 그라운드다. 2020년까지 볼보에 의해 사망하거나 중상자가 나오지 않게 만들겠다는 ‘비전 2020’전략을 달성하기 위해 자율주행 기능을 더욱 강화하려는 목적이다. 총 면적 200만m² 부지위에는 5.7km의 고속주행로와 자율주행 시험을 위해 꾸며진 4개 블록의 가상 도시가 자리잡고 있다. 가상도시는 실제 도시처럼 간판과 창문이 인쇄된 건물을 세웠고 길가에는 표지판도 설치했다. 시내 도로, 고속도로, 인터체인지, 교차로, 버스정거장도 만들어 놓았으며 자동차는 물론 보행자, 자전거, 오토바이, 트럭, 버스, 갑자기 동물이 뛰어드는 등 실제 주행에서 겪을 수 있는 다양한 상황을 재현해 자율주행 차량을 연구한다. 볼보는 자율주행 관련 학계와 당국, 그리고 다른 자동차 제조업체와 부품 공급업체가 사용할 수 있도록 시설을 개방했다.

이인주 기자

 

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