다중골격으로 충격 분산… ‘4면 충돌’에도 이상無

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 신형 쏘나타에 적용된 현대차 3세대 플랫폼은 고강도 소재와 핫스탬핑 공법으로 평균 강도를 3% 높이고, 엔진룸 다중골격 구조로 정면충돌 시 초반에 충돌에너지를 효과적으로 흡수·분산한다. 현대차 제공

현대차 17종, 美 충돌테스트 최고 등급

‘핫스탬핑’으로 강도3% 높여
승객무게 감지뒤 에어백 전개
3세대 플랫폼 기술 속속 적용

사고뒤 운전 못할땐 자동정차
추돌피하는 핸들조작 힘 보태
교차로서 진입 차량 감지까지

현대자동차그룹 17개 차종이 올해 발표된 미국 고속도로 안전보험협회(IIHS) 충돌 안전 평가에서 최우수 또는 우수 등급을 따내면서 자동차 충돌 안전성에 대한 관심이 커졌다. 물론 자동차 사고가 발생하지 않는 게 최선이지만, 복잡한 도로 환경 등으로 인해 충돌 사고를 100% 막는 것은 현실적으로 불가능한 과제다. 이에 자동차 업체들은 주행 중 발생할 수 있는 여러 상황에 대비해 안전성을 높이는 다양한 기술을 끊임없이 개발하고 있다. 각국 정부나 기관들도 탑승자 안전을 확보하기 위해 충돌 안전 평가 기준과 법규 등을 지속해서 보완하는 추세다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 기아차 쏘렌토 에어백.

◇충돌안전 테스트 어떻게 하나 = 예기치 못한 충돌 사고 발생 시 탑승객 안전을 지키기 위해 나라별로 최소한 만족해야 할 기준을 정하고, 자동차 안전성능을 확인하는 규정을 마련해 충돌 안전성을 평가하고 있다. 특히 IIHS의 충돌 안전 평가는 까다롭기로 유명하다.

일반적으로 자동차 안전성 평가는 다양한 조건의 실제 충돌 시험을 통해 탑승객 피해 정도를 확인하는 방식으로 이뤄진다. 크게 정면, 정면 오프셋(Offset), 측면, 측면 폴(Pole), 후방 등 5가지로 나눠 충돌 시험을 거쳐 탑승자 상해 정도를 평가하고 있다.

우선 정면충돌 시험은 차끼리 정면으로 들이받는 상황을 가정, 고정된 벽에 자동차 앞부분 전체를 충돌시킨다. 지역별 규정에 따라 시속 48㎞, 50㎞, 56㎞ 등 다양한 속도로 충돌시켜 탑승자의 머리, 목, 가슴, 무릎에 가해지는 힘과 가속도, 변위(變位) 등으로 상해 값을 측정하게 된다.

정면 오프셋 충돌 시험은 완전히 정면이 아니라 빗겨서 충돌하는 상황을 가정한 테스트다. 운전석 쪽 40%가 충돌부위가 되도록 벽을 세워놓고 시속 40㎞, 56㎞, 64㎞ 등의 속도로 부딪치게 한다. 100% 정면충돌보다 오프셋 충돌의 경우 엔진 등 충격을 흡수할 수 있는 구조물이 적기 때문에, 차체 변형이 객실로 전달되는 정도는 더 커진다. 따라서 정면충돌보다 오프셋 충돌이 더 가혹한 조건에서의 충돌 테스트다. 머리, 목, 가슴, 무릎, 다리까지 상해를 측정해 안전도를 평가한다. 미국의 경우 이 시험을 더욱 강화했다. IIHS는 시속 64㎞로 25% 부위만 충돌시키는 스몰 오버랩 테스트를, US 엔캡(NCAP·New Car Assessment Program)은 15도 경사까지 더해 시속 90㎞로 35% 부위를 충돌시키는 신경사충돌 시험(Oblique Test)을 추가로 시행하고 있다.

측면 충돌 시험은 교차로에서 다른 차가 달려와 내 차의 옆쪽을 들이박는 상황을 가정한 시험이다. 보통 정지된 차에 시속 48㎞, 50㎞, 55㎞ 속도로 움직이는 장애물(다른 차)을 충돌시키는데, 미국의 경우 측면 27도 각도로 빗겨서 충돌하는 시험도 있다. 측면 폴 충돌 시험은 차량을 측면 75도 각도로, 시속 32㎞ 속도로 진행시켜 운전석 쪽을 충돌시킴으로써 운전자 상해를 측정한다.

후방 충돌 시험은 정지된 자동차 뒤쪽으로 다른 차를 충돌시켜 연료 탱크 등의 누유, 배터리(후방 장착 시) 이상 등을 확인하는 테스트다. 완성차 제조사들은 그 밖에도 롤오버(전복), 실제 사고 재현 등 다양한 사고 상황을 고려한 시험을 통해 안전 성능을 높이려 힘쓰고 있다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 쏘렌토 다중 충돌방지 자동제동(MCB)시스템.

◇충돌 안전 확보 기술 = 충돌 안전을 확보하기 위한 기술은 크게 충돌 발생 시 피해를 줄이는 기술과 충돌 위험을 미리 감지해 피해를 최소화하는 기술로 나뉜다. 충돌 피해를 줄이는 제1 기술은 물론 차체 구조를 튼튼하게 설계하는 것이다. 신형 쏘나타부터 적용된 현대·기아차의 3세대 플랫폼은 고강도 소재와 핫스탬핑 공법(고온으로 가열한 철강소재를 금형에 넣고 프레스로 성형한 뒤 급속 냉각시키는 공법) 적용 부품을 차체 주요 부위에 사용해 평균 강도를 3% 높였다. 또 엔진룸 다중골격 구조를 적용, 정면충돌 시 초반에 충돌에너지를 효과적으로 흡수해 분산하도록 했다. 에어백 기술도 발전을 거듭, 에어백 팽창으로 인한 2차 사고를 방지하기 위해 승객 무게를 감지해 에어백 전개 강도를 결정하는 ‘어드밴스드 에어백’도 이제는 보편화됐다.

제네시스 G80과 기아차 쏘렌토에는 다중 충돌방지 자동 제동(MCB)이란 신기술이 적용됐다. 사고 발생 후 운전자가 기절하는 등 차량 통제력을 잃었다고 판단되면 자동으로 제동해 2차 사고를 방지하는 기능이다. 충돌로 인해 에어백이 펼쳐졌을 때, 각종 센서를 통해 자동차 속도와 움직임을 감지하고 운전자의 가속 또는 제동 의지를 파악해 조작이 충분하지 않다고 판단되면 자동으로 정차시킨다.

충돌 위험을 사전에 감지하는 전방 충돌방지 보조(FCA) 기술도 더욱 발전하고 있다. 제네시스 GV80과 신형 G80에 탑재된 회피 조향 보조(ESA) 기능은 운전자가 추돌을 피하려고 운전대를 돌릴 때 조향하는 힘을 보태 더 확실히 충돌을 피할 수 있게 돕는다. 고속주행 중 전방 충돌 위험이 있는데 양쪽에 다른 차가 있어 피할 수도 없는 경우, 더 일찍 자동으로 제동하는 ‘자차 고속 대응’ 기능도 추가됐다. 교차로 진입 시 좌우에서 접근하는 차까지 감지해 긴급 제동하는 ‘교차 차량 FCA’ 기능도 있다.

김성훈 기자 tarant@munhwa.com