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한 대의 새 차 모델을 개발해내는 과정은 결코 만만하지 않다. 세계의 자동차 제조업체들은 회사의 운명이 여기에 달려 있다고 보고 모든 힘을 쏟아 붓는다. 디자이너의 머리 속에 그려진 자동차가 온전한 모습을 갖추어 우리 곁에 오기까지의 전과정을 살펴본다.

예년과 달리 금년들어 국내 자동차 시장에 신모델들이 쏟아져 나오고 있다. 대우자동차에서 라노스, 누비라, 레간자 등 승용차를 차례로 선보였고, 현대자동차는 미니버스인 스타렉스를, 기아자동차는 대형승용차 엔터프라이즈를 내놓았다. 관련업계에 따르면 쌍용자동차에서도 올 하반기에 새로운 모델을 발표할 것이라고 한다.

자동차 제조업체에게 있어 신모델 개발은 회사의 운명이 달려 있는 가장 커다란 모험이다. 현재 생산하고 있는 모델이 잘 팔린다고 해서 신차 개발을 게을리했다가는 앞으로 언제 어떤 위기에 처할지 모른다. 반대로 경쟁에서 뒤떨어졌더라도 신차를 제대로 개발하면 언제든지 상황을 역전시킬 수 있다.

실례로 독일의 포크스바겐은 ‘골프’라는 소형자동차를 발표해 경영위기에서 극적으로 탈출할 수 있었다. 국내에서도 81년 정부의 자동차산업 합리화조치로 승용차생산을 할 수 없었던 기아자동차가 봉고를 개발해 경영악화를 타개하는 ‘신화’를 만들어냈다.

하지만 자동차회사가 무작정 신차 개발에 매달릴 수 있는 것은 아니다. 모델 하나를 새로 개발하는데만도 평균 3천억원에 이르는 막대한 자금이 필요하기 때문이다. 여기에 새 모델에 맞는 공장설비를 갖추려면 수조원의 자금이 추가로 들어간다. 신차 개발에 실패하면 곧 회사가 망할 수 있다는 얘기다.

아반떼와 티뷰론은 ‘이란성 쌍둥이’

자동차에 관심을 가지고 있다면 “왜 우리나라 자동차메이커들은 외국의 모터쇼에 나오는 멋있는 자동차를 안만들어낼까, 아니 만들어내지 못하는 것일까”라는 의문을 한번쯤은 가졌을 것이다.

종종 외신 등을 통해 외국의 모터쇼를 접하면서 입이 다물어지지 않을 정도로 색다른 자동차들이 자태를 뽐내는 것을 부러운 눈으로 보곤 한다.

자동차 전문가들은 미국 디트로이트 모터쇼와 독일 프랑크푸르트 모터쇼, 일본 도쿄 모터쇼를 세계 3대 모터쇼로 꼽는다. 디트로이트는 매년 개최되고 프랑크푸르트와 도쿄는 격년으로 열린다. 이들 외에도 매년 수십차례의 모터쇼가 전세계 각지에서 경쟁적으로 열리고 있다.

모터쇼에 출품되는 자동차는 크게 두가지. 현재 생산되고 있는 대량생산차(양산차)와, 앞으로 이러한 자동차 생산을 염두에 두고 있다는 것을 보여주는 컨셉트카(concept car)가 그것이다. 독자들을 감탄하게 만든 차들은 대부분 컨셉트카다.

컨셉트카는 말 그대로 ‘개념을 표현한 차’라고 할 수 있다. 향후 이러한 형태와 성능의 자동차가 나올 것임을 예상해 만든 것이다. 컨셉트카는 보통 5년에서 10년 정도 뒤에 실용화될 것이라는 예측 속에서 제작된다. 컨셉트카가 실제로 움직일 수 있는 경우는 드물다. 겉으로 보기에는 무척 멋있지만 실제로는 진흙(clay)모델인 경우가 대부분이기 때문이다.

세계 유명 모터쇼에는 일반 관객들이 항상 북적거린다. 유럽에서는 프랑크푸르트나 파리 모터쇼를 보기 위해 장기휴가를 내는 광적인 애호가들이 적지 않다. 하지만 직업적으로 세계의 모터쇼들만 찾아다니는 사람들도 수천명이 넘는다. 각 자동차메이커의 상품기획 담당자들이 바로 그들이다.

상품기획 담당자들은 세계 각국의 모터쇼에서 기술발전 등 자동차업계의 동향을 살펴보고, 자사가 만들어낼 신차의 상품 계획을 수립한다. 여기에는 경쟁사의 상황이나 소비자들의 욕구는 물론, 자동차 법규 동향 등이 반영된다. 이를 바탕으로 채산 전망 등을 고려해서 기존모델을 단지 변형시킬 것인지, 아니면 모델을 풀 체인지, 즉 모두 바꿀 것인지를 결정한다.

모델 체인지(Model Change)에 차의 외향을 전체 다 바꾸는 풀 체인지만 있는 것은 아니다. 가장 흔하게 접할 수 있는 것이 페이스 리프트(face lift). 차량 구조에는 손대지 않는 범위 내에서 약간 모델을 변경하는 것으로, 램프나 범퍼 등을 손보는 것이 일반적이다.

페이스 리프트보다 범위가 약간 큰 것으로 ▲차체의 일부분도 변경하는 경우를 마이너 체인지(minor change), ▲거의 대부분의 외부 부품과 형상을 변경하면서 차량의 기본구조와 형식은 바꾸지 않는 경우를 스킨 체인지(skin change)라고 한다. 변화 정도가 큰 것부터 나열하면 풀모델 체인지 >; 스킨 체인지 >; 마이너 체인지 >; 페이스 리프트가 된다.

차량의 구조가 바뀌었는지 판단하는 가장 기본적인 사항은 바퀴 사이의 거리인 축거(앞뒤 바퀴거리)와 윤거(마주보는 바퀴간의 거리)가 바뀌었는지 살펴보는 것이다. 이 거리가 바뀌면 차의 골간을 이루는 프레임도 바뀌어야 하기 때문이다. 대우 자동차의 라노스, 누비라, 레간자, 현대자동차의 스타렉스가 풀 모델 체인지가 이루어진 새 차의 경우에 해당한다.

라노스와 씨에로는 전혀 다른 차다. 기존의 축거, 윤거 등 기본 사항이 전부 다르기 때문이다. 현대자동차의 아반떼와 티뷰론의 관계는 어떨까. 외모상으로는 전혀 다른 차로 보인다. 하지만 이 경우는 대표적인 스킨 체인지에 해당한다. 축거만 티뷰론이 아반떼보다 불과 5mm 적을 뿐 윤거는 동일하다. 티뷰론은 아반떼를 기본으로 해서 스포츠카로 개발된 모델로, 아반테와 동일한 조립라인에서 나오고 있다.

대우자동차의 대표 모델인 프린스는 로얄시리즈란 이름으로 83년 등장한 뒤 무려 15년을 장수하다 올해 레간자에게 자리를 물려주었다. 초기의 프린스와 현재의 프린스는 겉보기엔 차이가 많지만, 페이스 리프트와 마이너 체인지를 거듭한 것일 뿐이다. 르망 역시 86년 선보인 이래 씨에로와 넥시아란 이름으로 변신을 거듭했지만 기본 골격은 변하지 않았다. 현대자동차의 소나타와 마르샤, 그랜저와 다이너스티, 기아자동차의 콩코드와 캐피탈은 차종은 다르지만 축거와 윤거가 동일한 쌍둥이 차다.

페이스 리프트의 대표적인 것은 96년형, 97년형 하는 연도별 모델이다. 이밖에 현대의 소나타 3는 소나타 2에서 페이스 리프트된 것으로 볼 수 있다.

풀모델 체인지가 스킨 체인지나 마이너 체인지보다 항상 좋은 것이라고 말할 수는 없다. 어떤 규모로 개선을 할 것인지는 모델의 완성도와 소비자의 요구에 얼마나 부응할 수 있느냐에 따라 결정되기 때문이다. 또한 무분별하게 신모델을 개발하면 그에 따른 투자비는 업체에게 원가부담이 되고, 결국 이는 소비자 몫이 되기 때문에 어느 누구에게도 도움이 되지 않는다.

대우자동차가 누비라를 개발하는데 들어간 개발비는 3천억원. 여기에 군산에 누비라전용생산공장을 세우는데 1조원이 더해져 총 1조3천억원이 투자됐다. 이에 반해 현대자동차는 아반떼를 기본으로 티뷰론을 개발하는데 1천2백억원이 들었다. 아반떼와 동일한 생산라인에서 만들어내 투자비를 아낄 수 있었던 것이다.
 

진흙으로 외관 제작

자동차를 개발하는 과정을 신차중심으로 살펴보도록 하자.

우선 설계도면이 나올 때까지의 작업은 디자이너의 몫이다. 디자인의 맨 처음 단계를 흔히 어드밴스 디자인(advance design)이라 부른다. 어드밴스 디자인이란 아무런 제약 없이 디자이너의 창의력에 따라 만들어지는 것을 말한다. 대부분의 컨셉트카들은 이러한 어드밴스 디자인의 산물이다. 여기에 각 회사의 상품기획 담당자들이 수집한 업계 동향 등이 고려되면서 실제 디자인에 들어간다.

어드밴스 디자인 단계에서 만든 여러가지의 이미지 스케치를 토대로 기술적인 사실성을 가해 만드는 것이 렌더링(rendering)이다. 보통 실제의 5분의 1-10분의 1 사이즈로 그린다. 렌더링은 새 모델 개발의 가장 기본 단계로, 보통 3만장의 렌더링 중에서 1대의 신모델이 나온다. 렌더링 단계에서는 개발할 모델에 맞는 엔진의 크기나 승차인원 등 기본적인 것들이 정해진다.

렌더링을 거친 이후에는 이것을 실제 크기의 레이아웃 도면상에 구체화하는 테이프 드로잉(tape drawing)작업에 들어간다. 테이프 드로잉은 탑승공간, 서스펜션, 엔진 등의 개략적 위치가 나타나 있는 기본 도면을 밑에 놓고, 그 위에 플라스틱 필름을 붙인 뒤 라인 테이프를 이용해 형태를 여러가지로 변형하면서 가장 이상적인 형태가 나오도록 조정한다. 여기까지가 다자이너의 작업이다.

테이프 드로잉에서 최종안이 확정되면 이를 토대로 진흙으로 클레이 모델(clay model)을 만든다. 클레이 모델에는 정밀도 높은 조형작업이 가능할 뿐 아니라 상온에서는 딱딱하지만 열을 가하면 물렁해져 몇번이고 반복해서 사용할 수 있는 ‘인더스트리얼 클레이’란 특수 찰흙을 주로 사용한다. 이 찰흙은 표면 광택이 있어 도색을 해놓으면 철판으로 만든 실제 차와 구분이 잘 안갈 정도로 성능이 좋다.

차의 외형 디자인이 꾸며지는 동안 차의 내부 디자인은 별도로 진행된다. 차의 전체 모습이 없는 상태에서 내부디자인을 어떻게 할 수 있을까. 개발되는 차량의 치수와 동일하게 엔진룸, 승객실, 트렁크 등의 공간을 확인할 수 있도록 고안된 구조물인 스페이스 벅(space buck)을 사용하고, 특히 승객실은 스페이스 벅의 또다른 종류인 시팅 벅(sitting buck)을 이용해 거주성과 승객의 자세 등을 체크할 수 있다.

자동차의 차체뿐만 아니라 내부디자인을 하는데도 최근 슈퍼컴퓨터의 이용이 늘고 있는 추세다. 예전에는 외부 디자인이 변형되면 이 데이터를 토대로 스페이스 벅을 재조정하는 식으로 개발해 시간과 인력 낭비가 심했다. 슈퍼컴퓨터를 이용할 경우, 어드밴스 디자인 이후의 모든 렌더링과 내장 디자인을 동시에 이룰 수 있으며, 디자인에 따른 안전도를 모의테스트를 통해 가늠할 수 있어 유용하다.

최근에는 클레이모델 제작도 컴퓨터를 이용하는 것이 보편적이다. 수정을 거듭해 최종 모델인 마스터 모델까지 나온다. 클레이모델은 개발할 모델의 전체모습을 입체적으로 볼 수 있는 점 이외에 공기역학적 특성을 알아보기 위해 풍동시험에 사용된다.
 

법 따라 달라지는 모델

새 모델의 자동차는 보통 설계도면이 나오고 마스터 모델이 나오게 된 단계에서부터 30개월 정도의 개발기간을 거쳐 양산에 들어간다. 물론 이 기간동안 수도 없이 수정작업이 반복된다. 외향 설계에 맞추어 그동안 독자적으로 개발되고 있던 엔진 등 파워트레인계가 차체와 첫번째로 만나서 만들어지는 것이 프로토카(proto car)다. 이때는 양산의 개념이 아니고 5대에서 10대 정도만 만든다. 프로토타입의 차를 만들어 여기에서 외주를 줄 것과 내부 조달할 부품 등을 결정하고 양산을 위한 생산라인의 변경 정도를 결정하게 된다.

프로토카에서 발견된 문제들을 보완해서 양산개념으로 만드는 것을 시작차라고 한다. 시작차는 보통 1, 2, 3차로 나뉘는데, 1차 시작차를 보완하는 것이 2차 시작차이며, 최종 보완을 마친 것이 3차라고 보면 무난하다. 시작차는 생산설비의 준비와 더불어 자체적으로 실시하는 각종 시험을 거친다.

엔진 등 파워트레인 부분의 개발은 보통 차의 디자인과는 별개로 이루어진다. 이유는 엔진의 크기 등을 대폭적으로 변화시키기는 어렵기 때문이다. 새 차 개발에 따른 파워트레인 개발의 중점은 개발될 차의 특성에 맞게 엔진과 변속기가 조화를 이루도록 조정하는데 있다.
예를 들어 고급 세단을 만들 경우, 엔진의 소음이 적고 변속 때 기어충격이 느껴지지 않도록 하는 것이 중요하다. 스포츠카라면 소음이나 변속 쇼크보다는 충분한 가속력을 얻는데 중점이 두어진다.

이외에도 판매대상국가의 법규도 개발에 영향을 미친다. 우리나라의 경우 1천5백cc 이하의 승용차와 그 이상의 배기량을 가진 차의 과세비율이 다르다. 따라서 엇비슷한 출력을 나타내는 1천4백97cc와 1천5백96cc 엔진 중 소비자는 세금을 덜 내는 1천4백97cc를 선택한다. 하지만 미국의 경우에는 이런 제한이 없기 때문에 같은 값이면 출력이 좀더 좋은 쪽을 선택한다.

실제로 미국에 시판되는 현대 쏘나타는 2.4엔진이 주종을 이룬다. 기아 아벨라도 국내는 1천3백cc가 대부분이지만 미국에는 1천5백cc가 수출된다. 새로 개발된 대우 누비라도 국내에는 1천5백과 1천8백cc가 판매되지만 미국에는 1천6백과 2천cc를 수출할 예정이다.

엔진의 출력이 달라지면 이에 따라 변속기의 변속비율도 다르다. 결국 법규에 따라 내수용과 수출용의 엔진과 변속기가 전혀 다른 모습을 갖게 되는 것이다.
 

3억원짜리 자동차

시작차들을 대상으로 행하는 각종 테스트는 시험실 내부에서 이루어지는 것들과 외부에서 이루어지는 것으로 나눌 수 있다. 시험실에서는 외부소음이 없도록 만든 특수방음실에서 엔진 등의 소음 테스트를 비롯, 현가장치 피로도 시험, 배기가스 시험 등을 치른다. 최근에는 운전상태를 파악해 제어하는 롬(ROM)이 대부분의 차에 장착됨에 따라 전파시험이 매우 중요해졌다. 비행기 여행을 해본 독자들은 비행기 이착륙 때 휴대폰 등 전자제품의 전원을 끌 것을 요구받은 일이 있을 것이다. 휴대폰 등에서 발생된 전자파가 비행기 전자제어장치에 영향을 주어 오작동이 일어나는 것을 예방하는 차원에서 이루어지는 것이다.

자동차의 경우도 마찬가지다. 몇 년 전에는 군부대 주변에서 자동차가 아무런 이유없이 시동이 꺼지는 일이 많이 발생했다. 군부대에서 발사하는 전자파의 영향이었다는 것이 자동차 개발 담당자들의 설명이다.

이밖에 먼지 내부 흡입 정도를 알아보는 테스트와 수밀테스트, 부식 정도를 알아보는 내식테스트, 혹한시험과 혹서시험 등 1백가지가 넘는 테스트를 거친다.

자동차 시험의 백미는 충돌시험. 우리나라는 미국 자동차안전기준(FMVSS)에 따라 차에 각종 센서를 부착한 인형인 더미(dummy)를 넣고 시속 48km에서 정면 충돌시켜 안전도를 검사한다. 정면으로 부딪히지 않고 40% 정도 모서리에 부딪히게 하는 유럽방식도 있기 때문에 각국의 규정에 맞도록 충돌시험을 여러 차례 한다.

보통 양산 이전에 제작하는 시작차의 대당 가격은 3억원. 메이커들은 신차개발을 위해 이런 시작차를 적게는 30여대에서 많게는 수백대 제작한다. 대우자동차는 누비라 개발에 1백75대, 레간자 개발에 3백40대를 만들었다.

연구소 내의 시험을 통해 나온 수치만으로 자동차 개발이 끝나는 것은 아니다. 실제 사람이 탑승해 얻어지는 값과 시험 테스트 결과가 다른 경우가 많기 때문이다. 이에 따라 메이커에는 시험 주행을 전문으로 하는 테스트 드라이버를 양성해 최종 점검을 하고 있다.

시험실에서 혹서 테스트를 거쳤어도 미국 캘리포니아의 ‘죽음의 계곡’(death valley)에서 실제 주행을 해보고 그린랜드와 같은 혹한지역에서도 테스트를 해본다.

신차개발 때 30만km를 주행해 내구력 테스트를 했다는 말은 실제 30만km를 달렸다는 것을 의미하지 않는다. 하루에 1천km씩 달려도 3백일에 가까운 시간동안 계속 달릴 수는 없는 일이다. 이때 이용되는 것이 벨지안 로드(Belgian road)다. 화강암과 같은 넓적한 돌을 이용해 만든 이 도로는 일반 아스팔트 도로보다 차에 미치는 피로도가 1백배에 달한다. 이에 따라 3천km만 달려도 3만km달린 효과를 얻을 수 있는 것이다.
이렇게 보완작업을 거듭해 만든 시작차를 바탕으로 양산차를 만들기 전에 다시 한번 거치는 것이 선행 양산차다. 선행 양산차는 안전이나 품질과는 관련이 없고, 생산라인에서 작업자의 숙련도를 높히기 위한 과정이다. 소비자에게 선보이는 새차가 조립이상으로 문제가 생긴다면 이미지 손상은 돌이킬 수 없다. 이를 방지하기 위한 조치가 바로 선행양선차를 만드는 이유다.