사진은 렉서스 에어백 센서입니다. 덴소에서 만든 거로군요.
에어백은 자동차가 시속 28km/h 나 그보다 더 빠른 속도로 달리다가 충돌했을 때 전개가 됩니다. 그런데 에어백이 속도계가 시속 28km 혹은 그 이상의 속도를 나타내고 있고, 센서에서 강도에 상관 없이 충돌했다는 신호가 오면 터지는 게 아니라, 저 센서 자체가 시속 28km 이상의 속도로 충돌해야만 충돌했다는 사실을 인지하고 충돌 신호를 보내게 됩니다.
그렇다면 센서는 어떻게 시속 28km 혹은 그 이상의 속도인지 알까요?
센서 속에는 감속 가속도를 감지하는 장치가 내장되어 있습니다. 초창기 센서는 기계식이었는데 안에 스프링이 있고 스프링 끝에는 작은 베어링이 있어 베어링의 무게로 충돌 방향으로 스프링을 밀면서 밀리게 되고 스프링이 일정 정도 이상 밀리면 전기 접점이 열리면서 신호를 보내게 되는 그런 구조였습니다. 지금 전자식으로 바뀌었다해도 그 원리는 대동소이합니다. 즉, 감속가속도가 일정 정도 이상이 되면 센서는 시속 28km보다 더 빠른 속도로 충돌했다고 판단하여 충돌 신호를 보내고, 이 신호에 따라 에어백은 터지게 되는 거죠.
그런데 현대 기아 차의 기술자가 방향이 맞아야 한다고 주장하죠? 일면 타당성이 있습니다. 운동량은 백터라는 개념이 적용되는데, 시속 60km의 속도로 60도의 각도로 받으면 실제 사물에 부딛치는 속도는 시속 30km입니다. 백터로 분해하면 이렇게 되는 거죠. 만약 30도의 각도로 부딛치면 약 40km/h 정도의 속도가 나올 겁니다. 따라서 각도가 벌어지면 벌어질수록 차량의 속도보다 센서가 감지하는 속도가 떨어져서 어지간한 속도로 부딛치지 않고서는 에어백이 안 터지는 거죠.
그런데 충돌시 60도의 각도로 충돌하기도 쉽지 않습니다. 대부분 정면 충돌은 30도 이내 각도로 받을 거에요. 설사 60도로 받는다고 하더라도 시속 56km 이상의 속도면 에어백이 터져야 합니다. 그런데 현대 기아차들은 그보다 훨씬 높은 속도에서도 안 터지는 경우가 속출하고 있지요.
저는 그 이유가 차량이 너무 잘 구겨져서 그렇다고 생각합니다. 속칭 쿠킹호일이라 부를 정도로 충격에 쉽게 구겨지는 철판과 차체 구조가 그 원인이라고 생각합니다.
탱크가 28km/h의 속도로 달리다가 어떤 물체에 부딛칠 때의 충격량과 티코가 28km/h의 속도로 달리다가 탱크에 부딛칠 때의 충격량은 엄청 다를 것입니다. 즉, 센서가 부착되는 차량의 무게와 그 차량이 다른 차와 부딛쳤을 때 받는 충격량에 의해 찌그러지는 정도에 따라 센서가 받는 충격량은 제각일 것입니다. 극단적인 예로 스파크가 120km/h로 달리다가 작은 돌맹이와 충돌하면 센서는 겨우 10여km/h 정도의 속도도 감지하지 못할 거에요. 만약 스파크 에어백 센서를 일반적인 승용차의 평균적인 무게, 예를 들어 1500 kg짜리 차와 28km/h의 속도로 달리다가 부딛쳤을 때 받는 충격량을 센서가 28km/h의 속도에서 받는 충격량으로 세팅을 했다고 합시다.
이 경우 스파크는 상대방 차가 2,000kg이 넘을 경우에는 아마도 22-3km/h 정도의 속도에서도 에어백이 전개될 거에요. 받는 충격량이 1,500kg 차의 28km/h 속도에서만큼, 또는 그보다 더 많을 테니까요.
하지만 상대방 차가 900kg 짜리 경차라면 시속 35km/h에서도 에어백이 전개 안 될지도 모릅니다. 충격량이 작으니까요. 따라서 에어백 센서의 성격상 28km/h의 속도에서 충돌했을 때 에어백 전개는 일종의 기준점일 뿐 실제 상황에서는 상대방 차량과 방향에 따라 큰 영향을 받는 것을 예상할 수 있습니다.
그런데 잘 찌그러지는 차, 일명 쿠킹호일 차량은 한 가지 변수를 더 대입해야만 합니다. 같은 무게라도 차량이 너무 잘 찌그러져서 충격량을 차체가 흡수해버리면 에어백 센서가 받는 충격, 즉 감속 가속도의 양이 엄청나게 줄어들 수 있습니다. 토러스나 벤츠 s 시리즈처럼 차체가 튼튼하고 무거운 차는 일정정도 이하 속도에서는 거의 찌그러지지 않습니다. 차체가 충격을 상당히 받지요. 그래서 시속 28km/h의 속도로 충돌시 센서가 받는 충격량이 100이라고 가정한다면, 현대 기아차처럼 잘 찌그러지는 차는 센서가 받는 충격량이 50도 안 될 수 있습니다.
순간 충격량은 무게, 속도, 충돌부위의 면적, 그리고 충돌시 최초 충격으로부터 정지하는 순간까지의 시간에 의해 결정됩니다. 작은 충돌이라도 좁은 면적에 매우 짧은 순간적인 충돌은 충격량이 크고, 큰 충격이라도 넓은 면적에 긴 시간동안 일어나면 충격량이 현저하게 감소합니다. 같은 조건인데 시간이 배로 늘어나면 순간충격량은 절반으로 줄어들지요. 열차 사고 시 속도나 열차의 무게에 비교해서 사상자 수가 비교적 적게 나오는 것은 열차의 운동에너지 때문에 충돌시 완전정지까지 걸리는 시간이 길어 순간 충격량이 약해서 그렇습니다. 즉, 감속 가속도가 작아서 그렇다는 말입니다.
그런데 범용으로 만든 에어백 센서가 현대 기아 차들은 너무 잘 찌그러져서 찌그러져 들어가는 동안 충격량이 분산되어 센서가 충격량을 약하게 감지해서 에어백이 전개 안 될 수가 있는 것이지요. 그래서 제 생각에는 현대 기아는 에어백 센서를 자체적으로 설계해서 생산, 부착하는 것이 아니라, 세계적으로 통일된 규격의 것을 사오거나, 통일된 규격의 설계대로 생산, 부착하는 게 아닌가 생각합니다. 실제로 소나타나 그렌저나 제네시스가 28km/h의 속도로 달리다가 일상적인 무게의 상대 차량과 충돌했을 때 어느 정도 감속 가속도가 에어백 센서 부착 장소에서 일어나는 지 여러 차례 실험을 통해 측정하고, 그 측정값을 만족하는 센서를 설계해서 생산, 부착한다면 사고시 에어백 미전개 현상은 현저하게 줄어들지 않을까 생각합니다.
만약 자체 설계나 제작을 할 수 없고 오로지 OEM으로 납품받아 부착해야 한다면 한 단계나 두 단계 무게 급수가 낮은 차량 용으로 부착하면 효과가 있지 않을까 싶네요. 말하자면 제네시스와 에쿠스에는 소나타 용을, 소나타에는 아반테나 엑센트 용 센서를 부착하는 식으로 무게 체급 한 두 단계 낮춰서 달면 큰 효과가 있으리라 생각합니다.
쉐보레나 수입 외제차가 에어백이 잘 터지는 것은 그런 차들은 차체가 단단해서 28km/h, 또는 그 이상의 속도로 달리다가 충돌 시 정확하게 그 속도에 맞는 충격량을 센서에 전달하기 때문일 것입니다. 물론 각도에 따라 백터값으로 분해되는 충격량이겠지만 말입니다. 그러니 적어도 60km/h 이상의 속도로 달리다가 충돌 시 에어백이 안 터지는 그런 불상사는 안 일어나겠지요. 하지만 현대 기아 차들은 차체가 지나치게 충격을 많이 흡수하여 정작 에어백 센서는 충격을 안 받아 에어백이 안 터지고 결과적으로 심각한 충돌에서 차체가 찌그러저 들어와 사람을 치는데도 사람을 보호할 에어백의 도움을 못 받게 되는 것이 아닐까 그렇게 추측해 봅니다.
여러분들 생각은 어떠신지요.??
사진 하나 더 올립니다.
중국의 Yongjian 이라는 회사가 만들어 OEM으로 납품하는 소나타, 엘란트라, 리오의 측면 에어백 센서랍니다. 회사 홈피에 사진이 걸려있습니다. 소나타, 엘란트라, 리오 모두 차량 무게와 크기가 조금씩 다를텐데 같은 규격의 에어백 센서를 사용하는군요. 에어백 센서의 원리 상 차량의 크기와 무게에 따라 다 다른 규격의 센서를 사용해야할 것 같은데 범용으로 같은 부품을 여기 저기 다른 차량에 사용하나 봅니다.
현대 기아의 에어백 센서에 대해 잘 아시는 분 계시면 도움말씀 주시면 감사하겠습니다.^^
http://bbs2.agora.media.daum.net/gaia/do/kin/read?bbsId=K157&articleId=166472
좋은 글 잘 읽었습니다.
