요즘 신차의 경우 대부분 기본적으로 두개 이상의 에어백을 장착하고 출고합니다. 운전석의 헨들에 내장된 에어백, 조수석 대쉬보드에 매립된 에어백은 이제 기본인 세상이 됐습니다. 거기에 중형차는 추가로 시트 측면에 장착된 사이드 에어백까지 두개를 더 추가하는게 기본입니다.
에어백이 이처럼 널리 보급되는건 충돌시에 탑승자의 안전에 대한 기여가 크기 때문일
겁니다. 각종 충돌 테스트의 영상으로도 쉽게 볼 수 있을 정도로 에어백의 활약상은 놀랍습니다.
(에어백의 놀라운 활약상입니다)
(흔하게 발생하는 옵셋 충돌 후 승차자 보호를 위해 정상 작동한 에어백 전개 결과입니다.
상기 사고에서 운전자는 상해없이 완전한 보호를 받았습니다.)
그런데 에어백은 1차적 안전장구인 안전벨트의 기능만으로는 탑승자가 실내 구조물과 충돌하는걸 막기 힘들기 때문에 장착합니다. 충격 자체를 흡수하는걸로 보이는 에어백 역활이 고작 실내 구조물과 탑승자가 충격하는걸 막는게 가장 주요 기능이란건 조금 의외로 보입니다.
하지만 충돌시 가장 큰 충격은 자동차의 샤시 전체가 지지하며 흡수, 분산을 합니다. 범퍼가 가장 먼저 충격을 흡수하고, 이후 프레임과 엔진 구조물들이 파괴되며 충격을 흡수합니다.
이 과정 중에 탑승자를 시트에 밀착시키기 위해서 안전벨트도 요즘은 과거와 달리 기술적으로 벨트가 더이상 늘어나지 않도록 고안된 형태를 사용합니다.
ELR(Emergency Locking Retractor), WLR(Webbing Locking Retractor ), 프리텐셔너 등 보다 안전하게 탑승자를 시트에 밀착시키기 위한 벨트 락 방식을 고안해서 사용하고 있습니다.
그러나 벨트로 장기 등 주요 신체 부위는 시트에 고정할 수 있지만, 가장 중요한 부분인 머리는 그렇지 못합니다. 안전벨트를 아무리 매어도 전면 충돌시 머리는 헨들이나 데쉬 보드에 부딫히게 되고, 치명적인 결과를 가져 옵니다. (과거에 시트를 너무 당겨 앉지 말라는 말도 그래서죠) 또 측면 충돌시도 탑승자의 두부는 B 필러나 C 필러 기둥 또는 유리를 직접적으로 가격하게 됩니다.
이래서 고정할 수 없는 두부의 안전을 위해 고안된 에어백이 등장합니다. 순식간에 팽창해서 두부가 직접적으로 구조물을 가격하는걸 막고, 또 순식간에 수축해서 경추에 지속적인 부담을 주지 않고, 차량을 탈출하기 용이하게 해 줍니다. 에어백 팽창이 유지되는 시간은 고작해야 1초 남짓에 불과하니까 말입니다.
물론 후발 추돌의 경우는 시트의 헤드 레스트가 머리를 고정해 주므로 에어백 따위의 고가 안전 장비는 불필요합니다. 그마저도 최근엔 액티브 헤드 레스트가 등장해서 후방 추돌시 헤드 레스트가 전면으로 기울어 두부와 헤드 레스트간의 공각을 축소하여 충격 에너지를 감소해 줍니다.
그런데 문제는 완성차 제조사가 마치 에어백을 모든 사고로 부터 탑승자를 보호해 주는 가디언 엔젤인양 호도하는데 있는것 같습니다. 어떤 사고이든 에어백이 탑승자를 지켜주고, 에어백의 갯수는 안전에 정비례하는 양 광고합니다. 그럴까요?
에어백은 지금까지 말씀드린것처럼 시트에 고정되지 않는 두부 보호가 목표입니다. 그래서 당연히 급격한 G가 발생할때만 동작을 합니다. 강한 충격이 있을때만 동작을 하고, 보통 10G 정도의 감속이 순간적으로 이루어져야 센서가 충돌로 인식을해서 해당 에어백을 터트려 줍니다. 또 에어백 센서의 장착 위치는 범퍼와 도어 등 극히 제한적인 장소에 설치되어 있습니다. 범퍼나 도어 모두 내부에 프레임(레일 등)이 있어서 꼭 센서가 매립된 위치에 정확히 충격하지 않아도 센서로 충격 정보가 전달이 됩니다.
그렇지만 적은 면적으로 돌출된 물체와 충돌하면 프레임이 센서에 충격을 전달하지 못하고 충격 부위만 움푹하게 함몰되어 버립니다. 가로수, 전주 등과 충돌할 경우이고, 에어백 대부분 터지지 않습니다. 센서가 있는 위치에 정확히 부딫힐 확율이 낮으니까 말입니다.
또 전복시에도 에어백 터지지 않습니다. 전복 사고가 치명적이지만, 구르는 동안에 도어에 매립된 센서로 전달되는 충격 에너지는 크지 않으니까 말입니다.
그래서 위 사진처럼 전복 사고를 겪고 에어백 작동 유무에 대해서 논하는건 넌센스입니다. 지금 위 사고에서 가장 절실히 필요한건 루프를 끝까지 지탱하고 버텨주는 A,B.C 필러 기둥의 강성이기 때문입니다. 루프가 주저 앉았다면 탑승자는 전원 사망했을 겁니다.
위 동영상은 소형 컨버터블의 전복 사고 테스트 영상입니다. 필러가 루프가 지지하고 탑승자에게 공간을 유지해 주는게 얼마나 중요한지 알 수 있습니다. 사실상 전복 중에 에어백이 개입할 개연성은 크게 없습니다. 최초 전복을 야기한 충격에 대한 것이라면 예외겠습니다만.
정면 충돌의 경우도 에어백 동작의 까다로움은 예외가 아닙니다. 센서가 매립된 범퍼가 직접 충격을 받지 않는 경우는 정면 충돌 대비용 에어백은 동작하지 않습니다. 특히 트럭이나 SUV같이 후미 범퍼가 높은 위치에 있는 차와 충돌할때는 범퍼에 있는 센서가 충돌시 G를 직접 전달 받지 못하므로 작동하지 않습니다.
더구나 급제동으로 차량의 무게 중심이 앞바퀴로 몰려서 서스팬션이 가장 낮게 수축된 상태로 밀려가고 있는 경우라면, 범퍼와 범퍼가 서로 만나기는 더 힘들어 집니다.
위 동영상처럼 급제동시에 발생하는 노즈 다이브 현상 때문입니다. 아무리 앞차를 세게 받아도 자신의 범퍼가 앞차의 견고한 구조물을 가젹하지 않는 이상에는 에어백 동작과 하등의 관계가 없습니다.
그럼 위와 같은 상황에 대비해서 에어백 센서를 엔진에 설치하거나, 본넷에 설치할 수도 있을 겁니다. 그렇지만 그런 종류의 차량이 있다는 얘기는 지금까지 들어 본 적이 없습니다.
최선은 범퍼가 높은 차의 뒤에 붙지 않는 것입니다. 그런 면에서 RV 임에도 가장 모범적인 후미 범퍼를 가진 스타렉스에게 호감이 가네요.
측면 충돌도 지겹게 해 드립니다만, 센서가 감지 못하는 곳이면 아무런 소용이 없습니다.
위의 측면 충돌 역시 에어백은 작동하지 않았습니다. 센서 인식 범위를 벗어난 충격이기 때문입니다.
에어백의 동작조건에 대해 기술한 웹 자료입니다.
# 전개조건
정면충돌시 차량속도 약 29KM의 속도에서 좌우 30도 이내 또는 두꺼운 콘크리트 고정벽을 정면으로 충돌한 경우 약 22.5Km이상의 속도에서 전개 됩니다.
측면 에어백은 차량속도 약 27.5Km 이상의 속도에서 측방향을 충돌한 경우
# 비전개조건
에어백시스템은 정면 충돌사고라도 할지라도 탑승자의안전에 영향을 미치지않는 조건 에서는 에어백이 전개되지 않으며 오히려 이러한 조건에서 에어백이 전개될 경우 탐승자의 안전에 악영향을 초래할 수 있습니다.
다음과 같은 경우에 에어백이 전개되지 않습니다.
후면충돌
경사면 충돌 및 국부적 충돌
트럭밑으로 들어간 경우
전주 등의 가벼운 충돌 및 국부적인 충돌
전복과 추락의 경우
위와 같이 에어백 작동이 100% 안전에 기여하는 경우 외에는 작동하지 않습니다. 에어백 자체가 제한적인 조건을 벗어나면 탑승자에게 치명적인 흉기로 돌변하기 때문이고, 경미한 사고의 경우에는 에어백의 수리비가 과다하기 때문이기도 합니다.
특히 안전벨트를 매지 않은 경우에는 오히려 에어백이 치명적인 무기로 돌변하기 때문에, 안전벨트 미착용인 경우는 고의적으로 에어백 동작이 안되도록 설정한 차량도 있습니다.
또 안전벨트를 매더라도 상체의 유격이 큰 어린 아이의 경우는 에어백은 보호용 도구가 아니라 살상용 도구가 됩니다. 그래서 북미의 경우는 법으로 시트에 앉은 사람의 무게에 비례해서 에어백 팽창 압력이 가변하도록 제한하고 있기도 하고요.
에어백이 중요한 안전장비인건 사실입니다만, 만능도 아니고 제한적으로 작동하고 제한적인 안전만을 제공하는 장비입니다. 충격감지 센서도 우리가 만드는게 아니고 전량 수입에 의존하므로 어느 차종이나 공통적인 에어백 동작 조건입니다.
(물론 자동차 회사마다 동일 센서라도 차종 성격과 변화하는 안전도 요구사항에 맞게 약간씩 에어백 전개 조건을 조금씩 확대하거나, 축소하기도 합니다)
에어백에 지나치게 많은 기대를 갖도록 호도한 차량 제조사의 농간(잔뜩 끼워넣기 위해서..?)은 그렇다치고, 타는 사람들은 우리인만큼 과신하지 않았으면 싶습니다.
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