첫차연구소

우리나라 교통사고 사망자 수는 2018년 42년 만에 3,000명 대로 감소했지만, 아직도 인구 10만 명당 교통사고 사망자수는 OECD 회원국 중 최고 수준에 머물고 있어요. 교통사고 예방과 완화를 위한 자동차 안전 기술이 발전하면서 소비자의 관심도 커지고 있는데요. 최근 큰 사고에도 탑승자가 경미한 부상만 입어 화제가 되었던 볼보 소식과 함께 볼보 차량의 안전성을 중심으로 자동차 안전장치들을 살펴봤어요.

자동차는 편리함도 있지만 사고가 나면 운전자와 탑승자는 물론 주변 보행자의 안전과도 직결되기 때문에 안전성이 특히 중요한 제품이예요.

지난 7월 27일 저녁 8시 30분쯤, 한 방송인 부부의 가족이 탄 차량이 경부고속도로에서 음주 운전을 하고 역주행으로 달려오던 2.5톤 트럭과 정면으로 충돌하는 사고가 발생했어요.

이 가족이 탑승했던 차량은 보닛이 종잇장처럼 구겨질 만큼 크게 파손됐고, 2.5톤 화물차도 일부 파손됐어요. 두 차량은 충돌 직후 90도 가량 회전을 하며 차로를 전부 막아서서 충돌 충격이 얼마나 컸는지 짐작할 수 있었답니다.

피해차량에 탑승한 가족들은 목등뼈와 가슴뼈 통증 등을 호소해 입원 치료를 받았다고 해요. 하지만 자칫 대형사고로 이어질 뻔한 차량 파손 정도에 비하면 비교적 경상에 그친 것으로 전해지면서 이 가족이 탔던 ‘볼보 XC90’ 차량의 안전성에 관심이 집중됐었죠. 사고 기사가 보도된 당일부터 그 다음 날까지 네이버 실검 랭킹에 해당 차량 모델명이 계속 순위권에 머물러 있었거든요.

이 방송인 가족이 탔던 것으로 알려진 ‘볼보 XC90’의 안정성은 이미 영국의 한 자동차 안전 연구기관에서 증명해준 이력이 있는데요. 2018년 이들이 조사해보니, 볼보의 플래그십 SUV인 XC90은 2002년 출시 이후 약 17년 동안 단 한 명의 차량 사고 사망자가 발생하지 않았다고 합니다. 연간 5만대씩, 줄잡아 80만대가 팔렸는데 사망사고가 단 한 건도 발생하지 않았다는 것은 매우 놀라운 기록이죠.

볼보의 역사는 곧 자동차 안전 기술의 역사와 궤를 같이하고 있습니다. 수많은 세계 최초 기술을 통해 자동차 안전의 트렌드를 선도해 온 브랜드라고 볼 수 있죠. 특히 1959년 탑승자의 왼쪽 어깨와 오른쪽 하단을 잇는 기존의 ‘2점식 안전벨트’ 대신 왼쪽 하단까지 이어 몸 전체를 감싸주는 ‘3점식 안전벨트’를 세계 최초로 개발한 곳이 볼보라는 사실, 알고 계셨나요?

볼보는 이 획기적인 발명품을 모두의 안전을 위해 더 많은 자동차 제조사가 사용할 수 있도록 라이센스를 허용했고, 오늘날 전 세계에서 만들어지고 판매되는 모든 자동차에는 3점식 안전벨트가 탑재되고 있어요.

이후에도 볼보는 1978년 내장형 어린이 안전 쿠션, 1991년 측면 보호 시스템과 2002년 전복방지 시스템 등 요즘에는 일반적이고 대표적인 자동차 안전장치들을 꾸준히 개발해왔습니다. 2004년 사각지대 정보시스템, 2009년 시티 세이프티, 2010년 보행자 추돌 방지 시스템, 2012년 보행자 에어백 역시 세계 최초로 볼보가 개발한 안전 시스템이에요.

이 밖에도 볼보의 교통사고 조사팀은 지금까지 7만 2천명 이상의 탑승자와 관련된 4만 3천 건 이상의 사고를 분석해 경추 보호 시스템(WHIPS), 측면 충돌 방지 시스템(SIPS), 사이드∙커튼형 에어백 등의 첨단 신기술을 선보이고 있답니다.

앞서 말씀드린 방송인 가족 사고 소식과 같이 의도치 않게 차량의 안전성이 알려지는 경우도 있지만, 볼보는 콘텐츠나 광고에서도 언제나 차량의 안전성을 강조하고 있어요.

2017년에 공개된 ‘볼보 비전 2020’ 영상을 혹시 보신 적 있나요?

“빠른 차에만 집중하는 자동차 회사들의 사고방식은 틀렸다”라며 “타인을 배려하는 사람들을 위한 차를 만들겠다”라는 내용을 담고 있어요. 이어 “2020년까지는 새로운 볼보 자동차로 인해 심각하게 다치거나 죽는 사람이 없도록 하겠다”는 하칸 사무엘슨 볼보 CEO의 성명문이 뜨며 영상이 마무리되죠.

볼보는 안전성과 관련한 여러 캠페인을 실행해 왔는데, 차를 부수거나 굴리고 차체 위에 탑을 쌓아 차체 강성을 강조하면서 자사의 안전 기술을 감성적인 측면에 집중하여 풀어내는 영상들을 찾아볼 수 있답니다.

자동차는 주행 성능이나 디자인도 중요하지만, 뭐니뭐니해도 자동차에 탑승한 사람의 안전은 결코 빼놓을 수 없이 중요해요. 위험으로부터 운전자와 탑승자, 주변 보행자까지 보호해주는 안전장치에는 어떤 것들이 있을까요? 

1. 범퍼

자동차가 충돌할 때 충격을 가장 먼저 받기도 하고 충격 흡수를 통해 운전자를 보호하는 곳이 바로 범퍼(Bumper)입니다. 범퍼는 사전적 의미로 '튕겨낸다'라는 뜻을 가지고 있어요. 차량의 차체 앞뒤를 보호하기 위해 장착된 완충 부속 장치죠.

자동차 범퍼는 1897년 체코에서 세계 최초로 적용되었고, 1920년대 중반 미국 허드슨 자동차가 스프링식 범퍼를 내놓았지만, 1972년 볼보가 오늘날 사용되는 충격흡수 범퍼를 최초로 선보였어요. (역시 볼보는 최초 타이틀이 많군요)

범퍼는 차체와 사람을 함께 보호하는 역할을 하기 때문에 충격을 흡수하도록 잘 찌그러지면서도 복원력도 뛰어나야 하는데, 플라스틱, 우레탄 등의 소재를 사용해 시속 16km 이내의 저속으로 부딪혔을 때는 자체적으로 복원될 수 있도록 제작한답니다.

2. 에어백

에어백(Airbag)은 자동차가 충돌할 때 충격으로부터 자동차 탑승자를 보호하는 안전장치에요. 에어백은 충격감지 시스템과 에어백이 터지도록 하는 기계 팽창장치, 에어백으로 이루어진 에어백 모듈로 구성되어 있어요.

충격감지 시스템은 2가지 전자 센서로 이뤄져 있습니다. 우선 충돌을 직접적으로 감지하는 충돌 센서(Crash Sensor), 그리고 그 정보를 처리하는 전자 센서에요. 정면에서 차량이 시속 20~30km 이상의 속도로 충돌하면, 관성에 의해 충돌 센서의 롤러는 앞 방향으로 돌면서 스위치를 누릅니다. 이와 거의 동시에 기계 팽창장치(Inflator)가 작동하는데, 0.05초라는 빠른 시간 안에 에어백에 질소 가스를 채워요. 사고 즉시 에어백이 순식간에 부풀어오르는 원리가 바로 이렇습니다. 덕분에 탑승자의 충격은 보다 완화되며, 사고로 인한 치명적 부상의 가능성을 감소시키는 중요한 역할을 담당하죠.

3. 세이프티 윈도우

혹시 차량 유리창에 손가락을 끼여본 경험이 있을 텐데요. 에디터는 아주 옛날에 한번 있었습니다. 손톱이 빠지고, 한 달 동안 붕대를 감고 다녔어야 했어요.

요즘 자동차에 설치된 파워 윈도우는 오토 업/다운 기능으로 편리하지만 한번 작동시키면 유리창이 완전히 올라가거나 내려가야만 동작이 멈추게 되어 있어요. 부주의로 신체가 유리창에 끼면 상해를 입을 위험이 크죠.

세이프티 파워 윈도우(Safety Power Window) 역시 에어백처럼 고유의 감지 센서를 통해 작동하며, 물체가 끼여 있으면 유리창 작동을 바로 정지시켜주는 안전 장치입니다.

4. ADAS

‘안전벨트’, ‘에어백’, ‘충격흡수 설계’

아주 과거의 자동차 안전 기술은 사고 후 피해를 경감시킬 수 있도록 하는 물리적 안전장치 개발에 초점이 맞춰져 있었던 것 같아요. 하지만 1990년대 후반부터는 자동차의 주행 상태와 주변 상황에 대한 인지 기술이 발전하면서, 사고 발생 전에 작동해 탑승자의 안전을 지키는 능동형 안전 시스템(Active Safety System)의 개발이 본격화 되었어요.

교통사고 유형을 연구해온 자동차 업계는 운전자의 부주의로 인한 교통사고가 90% 이상을 차지한다는 데 중점을 두고 운전자가 위급한 상황에 대처하지 못해도 자동차 스스로 보행자나 다른 차량과의 충돌을 방지하는 첨단 운전자 지원 시스템 개발에 역점을 기울였어요. 그 결과 첨단 운전자 지원 시스템 ADAS(Advanced Driver Assistance System)가 등장했어요.

ADAS는 차량 주변의 위험한 상황을 정확히 인식하는 카메라나 다목적 센서, 그리고 상황 분석을 담당하는 컴퓨터 네트워크 알고리즘 기술을 기반으로 해요. 일반적으로 자동차 앞 유리에 장착된 스테레오 카메라, 사이드 미러에 달린 카메라, 앞뒤 범퍼에 장착된 초음파 센서, 장/단거리 레이더 등을 직접 경험해 보셨을 거예요. 자동차 스스로 사물의 움직임을 정확하게 인식하고, 위급 상황 여부를 판단할 수 있게 되었습니다. 이제는 자동차가 안전을 위해 운전자에게 주의 경보를 주거나 자동차 스스로 긴급 제동해 교통사고를 방지할 수 있는 시대인거죠.

5. 차선 유지 보조시스템

ADAS의 여러 기능 중에 대표적인 차선 유지 보조시스템 LKAS(Lane Keeping Assist System)은 졸음 운전 등으로 운전자가 의도하지 않은 차선 이탈이 발생하거나 예상될 때, 조향 휠을 제어해 차선을 유지하도록 도와주는 시스템이예요.

우선 이 시스템은 전면 유리에 장착된 카메라를 이용해서 차량이 차선에 잘 맞춰 운행되고 있는지를 스스로 인식할 수 있습니다. 그리고 운전자가 깜빡이를 켜지 않았는데 갑자기 차선을 이탈하는 상황이 발생되면, 자동차는 스스로 조향 토크를 가동시켜 운전자 대신 차선을 유지해주는 역할을 해요.

6. 주행 보조시스템

이 밖에도 주행 보조시스템들은 많이 있습니다. 대표적인 ABS(Anti-lock Brake System)는 다가올 겨울에 많이 사용하게 될 기능인데요. 자동차가 급제동할 때 바퀴가 잠기는 현상을 방지하기 위해 개발된 특수 브레이크예요. 빗길, 눈길 등의 미끄러운 길이나 고속에서 갑자기 자동차가 브레이크를 밟으면 핸들을 움직여도 차의 방향이 바뀌지 않을 때가 있는데 이를 방지해 주는 안전장치입니다.

또 TCS(Traction Control System)는 빗길, 눈길 등의 미끄러운 길에서 차량이 출발하거나 가속할 때 발생하는 타이어의 공회전을 제어하는 시스템이예요. 미끄러운 도로에서 주행이나 코너링 시 차량 바퀴의 밸런스를 잡아주게 되죠.

보쉬가 메르세데스-벤츠와 합작으로 1995년 세계 최초로 개발한 ESP(Electronic Stability Program)은 자동차의 속도와 회전, 미끄러짐 등을 수십 분의 1초 단위로 계산하여 실제 값과 운전자가 의도한 값을 비교, 계산해요. 이 때, 차이가 나면 브레이크와 엔진출력 등을 운전자가 의도한 만큼 제어할 수 있도록 스스로 개입해 운전자가 의도하는 데로 방향을 전환할 수 있도록 해요. 이를 통해 사고를 미연에 방지하는 안전 기술입니다.

지금까지 자동차 안전장치에 대해 살펴봤는데요. 끊임없이 발전해 온 안전 기술도 완벽히 만능은 아닙니다. 아무리 진보한 안전 시스템이라도 허용되는 물리적 한계는 뛰어넘을 수 없죠. 이를 망각한 채 마구잡이로 자동차를 운전한다며 필연적으로 사고와 연결될 수밖에 없어요.

자동차 안전 기술은 처음 등장한 이후 생명과 재산을 보호하기 위해 꾸준한 연구 개발이 이루어지고 있지만, 적절히 활용하는 것과 동시에 늘 운전에 주의하는 안전운전 자세가 필요하다는 것, 꼭 명심하세요~

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