에어백 작동원리와 종류 알아보기
에어백 작동원리와 종류 알아보기
(출처 : http://2url.kr/anwe)
안녕하세요, 아주캐피탈 공식 블로그 '아주 특별한 하루'를 찾아주신 여러분! 얼마 전 자동차를 탈 때 운전자와 탑승객이 필수적으로 착용해야 하는 안전벨트의 역사와 그 중요성에 대해 설명해 드린 적이 있는데 기억하시나요? 오늘은 안전벨트와는 달리 '숨어 있는' 안전 지킴이인 자동차 에어백에 대해 이야기를 해보려 합니다. 당연한 것이지만 운전자와 에어백은 '영영 만날 일이 없을' 사이인 것이 가장 좋으며 또 그래야만 합니다. 하지만 위급한 상황에서 없어서는 안 될 소중한 에어백, 그를 좀 더 자세히 알아가 보도록 할까요?
에어백은 왜 만들어졌을까?
1960년대에 이르러 운전자를 충격으로부터 보호할 수 있도록 안전벨트가 장착된 차량이 본격적으로 양산되기 시작했습니다. 초기에 사용된 2점식 안전벨트는 허리만 고정하는 역할을 하기 때문에 가슴과 머리 등이 핸들에 부딪히거나, 혹은 복부를 강하게 압박해 내장에 손상을 줄 수 있었습니다. 이를 개선해 나온 것이 허리와 어깨를 고정하는 3점식 안전벨트였지만, 여전히 머리와 목 부위가 다칠 수도 있는 문제가 남아 있었습니다.
운전자의 상체가 앞으로 쏠리면서 핸들이나 계기판에 머리를 부딪히지 않도록 보조 안전장치가 더 필요하다는 이야기가 나왔고 그 결과 에어백에 대한 연구가 진행돼 도입되었습니다. 에어백은 처음 '안전벨트 보조용 구속장치'로 부렸는데, 이는 안전벨트를 착용한 상태에서 최적의 승객 보호 효과를 얻을 수 있다는 것을 뜻하기도 합니다.
에어백은 차량이 충돌하는 순간의 충격을 감지해 탑승자가 차체에 부딪히기 전 순간적으로 퍼져 충격을 완화하는 장치입니다. 세계 최초의 에어백은 1960년대 미국의 무명 자동차 부품업자가 GM과 포드의 협조 아래 4년간 연구를 거듭한 끝에 1971년 최초로 개발되었습니다. 이 무명의 개발자는 ‘SRS 에어백’이라는 회사를 만들었지만, 이후 특허를 몇몇 회사에 팔고 회사문을 닫았다고 합니다. 하지만 이후 에어백은 어느 회사에서 만들었든지 ‘SRS 에어백’으로 불리고 있습니다.
에어백 작동원리는 무엇일까?
(출처 : http://2url.kr/anwq)
에어백의 작동 조건은 에어백의 종류와 차종에 따라 조금씩 차이가 있는데, 정면충돌 에어백은 대체로 정면에서 좌우 30도 이내의 각도에서 *유효충돌속도가 약 20~30km/h 이상일 때 작동합니다.
자동차 사고는 불시에 일어나듯 에어백의 작동도 '눈 깜짝할 사이'에 이뤄져야 합니다. 통상적으로 에어백이 충돌을 감지한 후 작동되는 시간은 0.03~0.05초이며 펼쳐진 이후에도 운전자의 시야를 가리지 않기 위해 바로 꺼지게 되어 있습니다.
이렇게 짧은 시간에 에어백을 부풀릴 만큼의 기체를 발생시키는 것은 통상적인 방법으로는 매우 어려운 일이라 합니다. 에어백을 부풀리기 위해서는 나트륨과 질소로 이루어진 '아지드화나트륨(NaN3)'이라는 화합물을 이용하는데 이는 350℃ 정도의 높은 온도에서도 불이 붙지 않으며 충돌이 일어나도 폭발하지 않을 정도로 안정적인 화합물입니다.
그러나 이 화합물 속에 ‘산화철’이 섞이게 되면 순간적으로 높은 열이 발생하면서 불꽃이 생기게 되는데 이 불꽃때문에 ‘아지드화나트륨’은 3/100초 이내에 분해되면서 에어백 속에 많은 양의 질소를 삽입시켜 부풀리게 합니다. 에어백에는 아주 작은 구멍이 무수히 뚫려 있어 부풀어 오른 에어백은 시간이 지나면 원래의 모습으로 되돌아가게 되는 것입니다.
유효충돌속도
자동차의 충돌속도를 의미하는 것이 아닌, 자동차 충격의 크기를 추정할 수 있는 ‘속도변화량(ΔV)’을 의미합니다. 예를 들어 100km/h로 주행하다가 충돌 후 속도가 70km/h로 감속되었다면 유효충돌속도는 30km/h(100km/h - 70km/h)입니다.
다양한 에어백의 종류들
1. 운전석 에어백
(출처 : http://2url.kr/anwh)
운전석 에어백은 자동차 사고로 인해 정면으로 충돌했을 때 운전자를 보호하는 에어백으로 핸들 안에 장착되어 있습니다. 사고 시 에어백이 터지면서 앞으로 쏠리는 운전자의 목과 얼굴을 보호해줍니다. 이때 핸들에 장식물이 부착된 경우 에어백이 작동하면서 얼굴에 심각한 부상을 입힐 수 있으므로 가급적 장식물은 제거해주시는 것이 좋습니다.
2. 조수석 에어백
(출처 : http://2url.kr/anwj)
조수석은 마찬가지로 조수석에 타고 있는 사람을 보호하는 에어백으로 대시보드 선반 안에 장착되어 있습니다. 차량이 충돌할 때 터지게 되어 있는데 마찬가지로 대시보드 위에도 방향제나 여러 가지 물품을 놓아두었다면 가급적 멀리 치워주시는 것이 좋습니다.
3. 사이드 에어백
(출처 : 위키피디아)
사이드 에어백은 측면 충돌 사고나 전복 사고 시 운전자와 승객들의 머리를 보호해주고 차량 밖으로 튕겨 나가는 것을 방지해줍니다. 사이드 에어백은 시트 안에 장착되어 있는데, 시트커버를 씌울 경우에는 에어백이 터지지 않는 경우가 발생할 수 있다고 하니 주의해주시기 바랍니다.
4. 커튼 에어백
(출처 : http://2url.kr/anwm)
커튼 에어백도 측면 충돌 사고나 전복 사고 시 작동하게 되어 있는데요, 자동차의 천장과 기둥이 만나는 부분에 내장되어 있습니다. 커튼 에어백은 사고 시 유리 파편 등으로 운전자와 승객이 부상을 입지 않도록 보호해주는 장치입니다. 하지만 사이드 손잡이에 옷걸이 등을 걸어두면 에어백이 터지지 않을 수도 있다고 하니 주의해주세요.
5. 무릎 에어백
(출처 : http://2url.kr/anxX)
무릎 에어백은 대시보드와 무릎이 충돌할 때 충격을 줄여주기 위한 것입니다. 사고 시 무릎 부위의 충격은 일종의 사각지대와도 같아 많은 개발자와 운전자들이 미처 생각하지 못했던 부분이었습니다. 그러나 기술력이 발전하고 소비자들 또한 다양한 욕구를 표방함에 따라 자동차 내부 에어백 종류는 좀 더 세분되었고, 탑승객의 안전을 극대화하기 위해 무릎 에어백이 만들어지게 된 것입니다. 무릎 에어백은 처음에는 운전석에만 한정되어 있었지만, 최근에는 조수석 글로브 박스에도 설치되고 있습니다.
6. 보행자 에어백
(출처 : http://2url.kr/anwn)
최근에는 사고 시 보행자를 보호하는 에어백도 개발되었습니다. 바로 자동차 회사 '볼보'가 세계 최초로 개발한 보행자 에어백인데요, 보행자 사고의 대부분은 차량 보닛 하부의 엔진과 전면 유리 하단, 강성이 강한 *A 필러에 부딪혀 발생한다는 점을 감안해 개발된 에어백입니다. 보행자 에어백은 전면 유리 하단부의 3분의 1과 양쪽 A필러를 감싼 U자 형태의 에어백을 팽창함으로써 보행자의 머리가 여기에 직접 닿지 않도록 충격을 완화해주는 역할을 합니다.
단, 볼보 상무 렉스 케세마커스(Lex Kerssmakers)의 말에 의하면 보행자 에어백은 충돌 시 보행자가 바닥으로 떨어질 때 안전하게 떨어져야 하는데 SUV와 같은 차체가 높은 모델에는 실효성이 없어 적용하지 않을 예정이라고 합니다.
A필러란?
필러(pillar)는 차량의 차체와 지붕을 연결하는 기둥으로 차량의 지붕을 받쳐 줄 뿐만 아니라 일체형 차체의 강성과 안전성을 향상시키는 데에도 중요한 역할을 합니다. A필러는 '프론트필러'라고도 하며 앞유리와 옆유리 위에 장착합니다.
지금까지 에어백 작동원리와 그 종류에 대해 이야기를 들려드렸는데 잘 살펴보셨나요? 에어백은 우리 생명을 지켜주는 안전장치이지만 에어백을 달았다고 해도 부상의 위험은 다소 남아 있습니다. 에어백은 사전에 충분한 테스트를 거쳐 만들어졌기 때문에 큰 부상은 없지만 터질 때 약간의 찰과상과 화상을 입을 수 있습니다.
또 에어백은 어디까지나 안전벨트를 보조해주는 2차 보조 안전장치로 에어백이 터졌을 때 안전벨트를 착용하지 않았을 경우에는 더 큰 위험을 초래할 수 있다는 사실을 모두 기억하셔야 할 것입니다. 체구가 작은 사람이나 어린아이의 경우 에어백은 자칫 치명상을 입을 수 있어 외국에서는 아이의 안전을 위해 특정 나이 미만 어린아이는 조수석에 태우지 못하게 법으로 지정되어 있기도 합니다.
이처럼 에어백은 모든 위험으로부터 운전자와 탑승객을 보호해줄 수 있는 만능 장치가 아니라는 사실을 숙지하시기 바랍니다. 안전장치에 의존하기보다는 평소 적정 속도로 운전하고 차간 거리를 지키는 등 교통 법규를 준수하는 안전운전을 해주시는 것이 가장 안전하다는 사실! 잊지 마세요!
