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모르면 더 위험한 안전장치

자동차는 편안하고 빠른 이동을 위한 더 없이 좋은 도구이지만 종종 운전자에게 큰 해를 미치는 흉기로 돌변할 수 있다. 그러나 자동차는 무죄. 사고는 전적으로 운전자의 무지 탓이기 때문이다.
 

안전벨트나 에어백은 탑승자를 위급한 상황에서 보호해주는 현실적인 고안물이다.


지난해부터 우리나라 자동차 제조회사 사이에서는 때아닌 ‘별들의 전쟁’이 벌어지고 있다. “우리회사에서 만든 자동차는 별이 3개다” “우리야말로 별 4개로 세계정상급이다” 등 자동차제조업체들이 갑자기 별의 개수를 따지고 나섰다. 그러나 이를 바라보는 일반인들의 입장에서는 별의 의미를 모르니 당황스러울 따름이다.

자동차에 표시되는 별의 개수는 안전도와 직결된다. 별은 미국연방 고속도로 교통안전국(NHTSA)에서 실시하는 새차 평가프로그램(NCAP : New Car Assessment Program)에 따른 정면충돌시험 결과를 표시한 것이다. NHTSA는 엄격한 규정에 따라 시판되고 있는 자동차들을 대상으로 정기적으로 정면충돌시험을 실시, 결과에 따라 최고 5개에서 최저 1개까지 별을 부여한다. 별 1개는 생명을 위협하는 부상 확률이 45% 내외, 2개는 35-45%, 3개는 20-35%, 4개는 10-20%, 5개는 10% 미만을 나타낸다.

자동차에 각종 센서를 부착한 인형(dummy)을 태우고 시속 35마일(56.3km/h)로 달리다 콘크리트벽에 충돌시켜 얻은 값을 통해 실제 사람에게 발생할 부상 정도를 평가한다. 이는 시험에 사용된 동일한 종류의 차 두대가 서로 시속 56.3km로 달리다 정면충돌했을 때나, 단독으로 시험속도의 2배인 1백12.6km로 달리다 사고난 것과 동일한 결과를 나타낸다(콘크리트벽은 충격을 전혀 흡수하지 못하는 반면, 자동차와 자동차 간의 충돌은 양쪽에서 일정한 정도의 충격을 흡수하기 때문).

소비자들의 입장에서는 이 시험이 만일의 경우 자동차가 어느 정도 안전한지를 알 수 있는 유일한 지표이기 때문에 구매할 때 고려할 수 있는 제1의 근거가 된다. 메이커 역시 판매량은 물론 자사의 이미지와도 직결되기 때문에 충돌시험에서 별을 많이 받기 위해 부단한 노력을 기울인다.


전체 자동차사고 발생건수 중 정면충돌은 30%이하에 불과하다. 경우에 따라서는 측면 충돌이 운전자에게 더 위험하다.


똑같은 별셋이라도

미국은 지난 93년까지 부상 정도를 나타내는 데이터를 일일이 공개했지만, 일반인들이 알아보기 쉽지 않다는 의견이 비등하자 94년부터는 소비자가 판단하기에 편리하도록 영화등급 표시처럼 별 5개로 단순 구분하고 있다.

새차 평가프로그램에서 별을 부여하는 근거는 차가 충돌했을 때 머리와 가슴의 부상 여부다. 차량사고로 치명적인 부상이나 사망에 이르게 할 가능성이 가장 높은 머리와 가슴에 대한 안전도를 알아보자는 것이 새차 평가프로그램의 취지다. 머리에 입는 상해와 가슴의 상해 모두 충돌 순간 미치는 가속도를 센서로 측정해서 얻어낸다.

우리나라도 지난 94년부터 승용차를 시판하기 위해서는 NHTSA의 연방자동차안전기준(FMVSS)에 따라 시행하는 정면충돌 등 38개 각종 시험을 통과해야만 하도록 규정하고 있다. 하지만 미국과 달리 우리나라에서는 시험결과를 공개하지 않고 있다. 현재로서는 간접적으로나마 알 수 있는 방법은 미국에 수출되는 국산차의 점수를 통해서다.

단순하게 생각해 볼 때 안전을 생각한다면 별의 개수가 높은 차종을 구매하면 그만이다. 그러나 이에 앞서 미국 새차 평가프로그램에 의한 충돌시험 결과 발표 때마다 빠지지 않고 등장하는 다음의 어구를 눈여겨 볼 필요가 있다.

“NHTSA는 이 평가가 단지 같은 크기와 무게의 차들 사이에서만 유효하다는 것을 밝혀둡니다. 모든 조건이 동일하다면 좀더 크고 무거운 차량이, 소형이며 가벼운 차량보다 승차자들을 당연히 더 잘 보호해줍니다.”

결국 대형차의 별 셋과 소형차의 별 셋은 동일한 것이 아니라는 것이다. 별로 등급을 나누는 이 방법은 머리와 가슴 등 생명을 앗아갈 정도의 치명적 부상에 처할 확률이 어느 정도냐에 관한 것이다. 다리나 다른 부분의 부상에 대해서는 고려되지 않았다는 점을 명심해야 한다. 별의 개수만을 맹신해서는 안된다는 얘기다. 실제로 정면충돌은 전체 교통사고의 30% 이하에 불과하다. 탑승객에게는 오히려 측면이나 45도 방향에서 오는 충격이 더 위험할 수 있다.
 

(표)미국 수출 차량의 안전도 평가(5점 만점)


안전벨트 잘못 매면 장파열

아무리 첨단 안전장치를 갖추고 있다고 해도 안전벨트와 같은 기본 장비의 사용방법이 잘못되면 치명적 위험에 처할 수 있다. 안전벨트를 매는 가장 큰 이유는 충돌이나 급정거 때 관성에 의해 탑승자가 튀어나가는 것을 방지하기 위해서다. 예전에는 허리에만 안전벨트를 착용하는 2점식이 널리 사용되었지만, 현재는 버스를 제외하곤 모두 한쪽 어깨까지 두르는 3점식벨트가 사용되고 있다.

2점식 벨트를 착용한 채 충돌 사고를 당하면 체중의 3배까지 힘이 복부에 가해져 장파열이 일어나는 경우가 많았다. 이에 비해 3점식 벨트는 어깨로 힘을 분산시켜 훨씬 위험을 덜어준다. 고속으로 진행되는 자동차 경주에서는 위험이 높은 만큼 양쪽 어깨를 모두 감싸는 4점식 이상의 벨트가 사용되고 있다.

흔히 안전벨트를 착용할 때 꽉 조이는 것이 불편하다고 이른바 ‘벨트클립’이라는 액세서리를 사용하는 경우가 잦다. 하지만 이는 안전벨트를 착용하지 않는 것과 마찬가지다. 자동차가 충돌했을 때 탑승자가 핸들 등에 부딪치는 시간은 불과 0.05초에서 0.1초 사이. 안전벨트를 느슨하게 해 놓으면 미쳐 당겨지기도 전에 부상을 당하고 만다.

안전벨트를 배에 착용하는 것도 위험하다. 위에서 말한대로 장파열이 일어날 수 있기 때문이다. 아래쪽 안전벨트는 골반뼈쪽으로 내려 착용하는 것이 훨씬 안전하다. 특히 어린이의 경우 10세 이하까지는 어린이 전용 시트나 전용 안전벨트를 착용해야 한다. 어른을 기준으로 한 안전벨트를 어린이들이 착용하면 가슴부분에 닿게 돼 장파열은 물론, 심한 경우 줄이 목에 걸려 오히려 착용하지 않을 때보다 더 큰 부상을 당할 수 있기 때문이다.

안전성 여부에 따른 리콜제가 정착된 미국에서 가장 흔한 리콜대상이 안전벨트다. 단지 몸을 죄어주는 역할만을 하는 간단한 장비가 리콜에서 수위를 차지한다는 것은 그만큼 안전벨트가 중요하다는 이야기다.

NHTSA는 안전벨트 잠금장치 버튼이 제대로 작동하는지를 주의깊게 살펴본다. 주행 중에는 풀리지 않고 탑승자를 보호해주어야 하며, 사고가 났을 때도 파손되지 않고 누르면 풀려 재빨리 탈출할 수 있어야 한다. 만일 제때에 잠금장치가 풀리지 않는다면 사고 이후 화재나 2차, 3차 사고를 피할 수 없다.

많은 나라에서는 이런 문제점을 해결하기 위해 유사시 안전벨트를 절단할 수 있는 안전벨트절단기를 차내에 의무적으로 비치하도록 하고 있다. 또한 사고가 나 문을 열 수 없을 때를 대비해 유리창을 깨고 나올 수 있는 라이프해머도 필수장비다. 안전을 생각한다면 의무조항이 아니더라도 이런 장비 정도는 갖추는 것이 좋다.

조수석 에어백이 더 위험

안전벨트와 더불어 사고가 났을 때 부상을 덜어주는 역할을 하는 것이 에어백이다. 미국에서는 94년부터 시판 차량에 에어백 장착을 의무화했으며 유럽 각국도 곧 의무화될 전망이다. 국내에서는 지난2,3년 전부터 대형차는 물론이고 어지간한 소형차들도 옵션품목으로 에어백을 판매하고 있다.

과거에는 차체를 튼튼하게 만드는 것이 가장 안전한 방법이라고 믿었다. 탱크처럼 튼튼한 차가 메이커들의 소명이었다. 하지만 거듭된 충돌테스트 결과 이 믿음은 깨졌다. 차체가 지나치게 튼튼하면 충격을 흡수해주지 못하고 탑승자에게 그대로 전달돼 오히려 치명적일 수 있기 때문이다. 이후 자동차 안전의 초점은 ‘어떻게 하면 탑승객의 충격을 최소화 할 수 있을까’로 모아지게 됐다. 안전벨트와 에어백은 이런 관심의 결과물로 탄생한 것이다.

에어백은 자동차 전방에 장착된 충돌감지 센서가 충돌을 감지하면 전기점화장치에 의해 고체연료를 폭발시킨다. 로켓 연료로도 쓰이는 이 약품(NaN₃, KNO₃, SiO₂)은 연소되면서 질소가스를 발생시켜 풍선을 부풀리게 한다. 관성력에 의해 운전자가 핸들 및 앞유리쪽으로 튀어나가는 것을 에어쿠션으로 막아주는 것이다. 에어백을 사용하면 이를 달지 않았을 때보다 머리에 상해를 입을 정도를 절반 가까이 줄일 수 있다.

에어백이 탑승객의 안전에 기여하는 것은 사실이지만 단점도 없지 않다. 다만 대안이 없기 때문에 문제제기가 적을 뿐이다. 충격이 적은 충돌이나 센서 이상으로 주행 중 에어백이 터지면서 운전자의 시야를 가려 오히려 사고를 유발할 수도 있다. 또한 순식간에 부풀어오르는 풍선에 의해 운전자의 얼굴에 찰과상이나 화상을 입힐 가능성도 있다.

에어백과 관련한 사고는 특히 운전석 옆자리의 조수석에서 많이 발생한다. 이 자리에 어린이가 탑승한다면 위험은 더 높다. 지난해만도 미국에서 1백여명이 에어백에 의해 부상당하거나 부상 정도가 더 심해졌다. 대표적 사고유형은 에어백이 펼쳐지는 압력이 지나치게 높아 충돌시 앞으로 쏠리는 머리와 부딪혀 목뼈가 부러지는 것.

어린이의 경우는 어른을 기준으로 맞추어진 에어백의 크기(일반적으로 조수석이 운전석보다 에어백 용량이 약 40%정도 크다) 때문에 질식하거나 가슴부위를 다치기도 한다. NHTSA는 이러한 부작용이 계속 발생하자, 오는 99년까지 에어백의 출력을 20에서 35% 가량 줄이고 어린이가 승차했을 때 에어백이 작동하지 않도록 개폐스위치를 모든 차량에 달도록 명령했다. 어린이에게 에어백은 만능이 아니라는 얘기다.

만일 에어백이 장착된 차량에 어린이를 승차시킬 때는 뒷자리에 어린이용 시트를 장착하는 것이 바람직하다. 불가피하게 앞자리에 앉혀야 한다면 어린이용 시트를 정면이 아닌 뒤쪽으로 놓는 것이 바람직하다.

ABS 느린 속도에서는 제동거리 더 길어

에어백과 더불어 안전장치로 각광받고 있는 것이 ABS다. 1978년 독일 보쉬사에서 개발한 ABS는 Anti-lock Braking System, 또는 Anti-skid Braking System의 약칭이다. 즉 잠김(lock)이나 미끄러짐(skid)이 생기지 않는 제동장치라는 뜻이다.

흔히 도로에서 급정거하는 차가 ‘끼익’하는 굉음을 내는 소리를 들어보았을 것이다. 급제동을 걸면 타이어의 회전은 멈추지만, 자동차는 관성에 의해 곧바로 서지 않아 타이어가 멈춘 상태에서 마치 스키를 타듯 미끄러지는 현상이 일어난다. 이렇게 되면 타이어 한 단면만이 도로와 마찰을 일으켜 도로에는 검은 타이어 자국이 남게 된다. 이것이 바로 스키드마크다.

급제동시 타이어가 잠기면 어떻게 될까. 가장 커다란 문제는 핸들로 차의 방향을 바꿀 수 없어진다는 것이다. 타이어가 회전하고 있어야 핸들로 앞 타이어의 각도를 조절해 원하는 방향으로 갈 수 있는데, 타이어가 잠긴 상태에서는 아무리 핸들을 돌려도 조종이 되지 않는다. 따라서 운전자의 의지와는 상관없이 사고가 일어난다.

두번째로는 제동거리가 길어진다. 이런 경우 가장 효과적인 제동방법은 타이어가 잠기기 바로 직전까지만 브레이크 패달을 밟음으로써 최대의 접지력을 살려주는 것이다. 하지만 프로 카레이서들조차 수없는 반복연습을 통해 익힐 수 있는 이런 고도의 테크닉을 일반 운전자에게 요구할 수 없다.

급제동할 때만 타이어가 잠기는 것은 아니다. 모래밭이나 비포장도로, 빙판길에서는 더욱 쉽게 타이어가 잠기게 된다. 겨울철 빙판길에 차가 미끄러지는 것은 바로 타이어가 잠긴다는 것의 다른 표현이다. 즉 노면의 마찰저항이 적으면 타이어가 잠기기 쉽다.

이러한 잠김을 어떤 방식으로 없앨 수 있을까. ABS의 원리는 간단하다. 바퀴를 제동할 때 잠기지 않도록 쉼없이 잡았다 놨다 하는 펌핑을 되풀이하는 것이다. 마치 사람이 열심히 발로 브레이크를 밟았다 놓았다하는 것과 마찬가지다. 하지만 사람이 하는 것과 같은 빠르기로 하면 아무 소용이 없다. ABS는 1초에 무려 10여차례 이러한 동작을 되풀이하기 때문이다.

ABS는 각 바퀴당 스피드센서를 설치하고 여기서 들어오는 정보를 분석, 만일 한쪽 바퀴가 잠기면 그쪽에 펌핑을 해줌으로써 4바퀴의 접지력이 동일하도록 해준다. 따라서 스키드현상이 일어나지 않아 조종력을 잃지 않으며, 타이어 잠김이 생기지 않기 때문에 제동거리도 훨씬 짧아진다. 일반운전자가 위급한 상황에 처했을 때 그냥 브레이크를 있는 힘을 다해서 밟아주기만 하면 일류 카레이서처럼 자동차가 다 알아서 해주는 것이다.

하지만 에어백이 만병통치약이 아니듯 ABS 역시 만능은 아니다.
지난해 말 국내 모 자동차회사에서 내놓은 신차를 시승했을 때의 일이다. ABS장착 차량이었기에 급제동을 해보았다. 그런데 웬걸, 소름끼치는 타이어소리와 함께 마치 술취한 것처럼 미끄러지는 게 아닌가. 혹시나 해서 몇번이고 반복해도 결과는 마찬가지였다. 물론 계기판에는 모든 것이 정상으로 나와 있었다.

일반운전자가 ABS를 과신하고 급제동했을 경우를 생각하면 끔찍하다. ABS는 고장이 일어날 수 있고 이를 알아내기 쉽지 않다는 점 이외에도 태생적으로 가지고 있는 단점이 있다. 속도가 비교적 높지 않을 때, 즉 일반 제동장치로 바퀴가 잠기지 않을 정도인 경우에는 오히려 ABS의 제동거리가 길 수도 있다. 불필요하게 펌핑을 해주기 때문이다. 비슷한 현상이 빙판에서 일어날 수 있으므로 과신은 절대 금물이다.

많은 안전장비들이 개발되고 장착되고 있으나 언제나 완벽한 것은 아니다. 더욱이 충돌사고 때 발과 다리 부분의 부상은 생명에 직접적인 영향이 없다는 이유로 등한시 돼 왔다. 미국보험협회 자료에 따르면 여성운전자의 경우 남성보다 사고 때 다리의 부상이 30%이상 높다. 여성이 남성보다 부상이 많은 이유는 키가 작기 때문이라고 분석했다. 남성은 다리가 길기 때문에 발 뒤꿈치를 차바닥에 대고 페달을 밟는 대신, 비교적 신장이 짧은 여성은 페달(특히 클러치페달)을 밟을 때 뒤꿈치를 들고 밟는다는 것.

양쪽 뒤꿈치를 차바닥에 대고 페달을 밟으면 그 자체로 몸을 지탱해 중심이 흐트러지지 않는다. 대신 뒤꿈치를 떼면 필요 이상으로 다리가 페달쪽으로 더 많이 가게 되고, 사고가 나면 지탱을 못하고 몸이 앞쪽으로 더욱 많이 쏠린다. 이때 솟아오르는 페달에 정강이 등을 다칠 수 있다. 서구인보다 신장이 작은 우리나라 사람들이 유의해야 할 사항이다.

자신의 운전태도가 위와 같다면 간단한 조치로 위험을 예방할 수 있다. 페달 밑에 2-3cm 되는 깔판을 깔아 페달을 밟을때 뒤꿈치를 닿게 하면 된다. 단, 깔판이 미끄러지지 않게 잘 고정시켜야 제대로 효과를 볼 수 있다는 점에 주의해야 한다.
 

(그림)ABS장치의 구동^그림의 위는 ABS미장착 차량이 곡석면을 운전할 때를 표시한 것이고 아래는 ABS장착 차량의 경우다. ABS는 4개의 센서가 독립적으로 네바퀴를 제어하기 때문에 효과적인 제동 능력을 발휘한다.
 

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1997년 02월 과학동아 정보

  • 전창 기자

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