최첨단 시설 갖춘 볼보의 신개념 '안전센터'

ⓒvolvo cars

[Seoul, Korea -- reporterpark.com] 박찬규, 2009.08.27.Thu.

최근 자동차를 즐기는 문화가 형성되기 시작하면서 차량의 친환경 요소와 함께 나와 가족의 안전을 지켜줄 첨단 안전장치가 화두로 떠오르고 있다.

국내에서도 다양한 친환경 자동차가 대중들 앞에 모습을 드러내고, 상상만 했던 안전장치를 지닌 차량들이 속속 공개되어 소비자들의 관심이 높아진 것이다.

그중 안전에 관련된 관심은 지난 6월 볼보자동차코리아가 ’시티세이프티’라는 기술을 국내에 소개하면서 극대화 됐다. ’스스로 서는 차’라는 컨셉으로 말이다.

볼보자동차는 ’안전’에 있어서 그 누구도 부정하기 어려운 최고의 브랜드다. 연간 50만대 수준의 차를 양산하고 있지만, 안전과 관련된 기술에 투자하는 시간과 비용은 상상을 초월한다. (참고로 현대차는 연산 500만대에 이른다.)

실제로 볼보의 차량을 직접 운전해 본다면, 볼보의 안전에 대한 철학을 온몸으로 느낄 수 있다. 특히, 수동적 안전장치는 물론 능동적 안전장치를 통해 안전운전을 하는 데 있어 최고의 만족감을 준다. 한마디로 차량을 타는 내내 마치 집에 있는 듯한 편안한 느낌을 받는다는 말이다.

이런 볼보의 차량이 탄생하기까지는 볼보의 신개념 안전센터라는 곳이 매우 큰 역할을 하고 있다. ’안전의 대명사 볼보’라는 말에 걸맞은 최첨단 기술이 집약된 곳, 볼보의 안전센터에 대해 알아보자.
 

ⓒvolvo cars

볼보 안전센터는 어떤곳?

스웨덴 예테보리 소재 안전의 대명사 ’볼보자동차’가 480억 원을 들여 만든 ‘볼보자동차 안전센터’는 1년 내내 방문객들의 발길이 끊이지 않는다고 한다.

지난 2000년 고텐버그에 설립된 이곳에는 자동차 사고로 부서진 차량 잔해들을 전시, 관람객들에게 운전자의 안전의식을 강조하고 있다.

이 안전센터는 신기술의 충돌 벽과 공기쿠션에 의해 움직이는 테스트 트랙, 슈퍼 컴퓨터에 의한 가상 충돌실험 등을 갖추고 있어 최첨단 안전 실험이 가능하며, 볼보에서 생산되는 모든 차량은 이곳에서 테스트를 받는다.

이 안전센터는 1966년부터 시작된 볼보 교통사고 연구팀이 28,000여건에 이르는 사고를 대상으로 조사 및 분석, 통계한 것을 토대로 만들어진 것으로 알려졌다.

볼보 안전센터가 자랑하는 90도 회전 트랙. 다양한 각도에서의 충돌 시험이 가능하다.  ⓒvolvo cars

공기쿠션에 의해 움직이는 테스트 트랙

볼보가 6억 5천만 SEK을 투자해 만든 충돌 연구소에서 가장 자랑할 만한 시설은 공기쿠션에 의해서 움직이는 테스트 트랙이다.

이 트랙의 무게는 약 600톤이고 154m와 108m 두 개로 이루어졌으며 연구소에서 트랙들을 각각 움직여 연결할 수 있다. 또한 움직이는 트랙은 90도 회전이 가능해 자동차의 오프셋 전체와 측면 충돌을 할 수 있으며 콘크리트 면과 트랙이 놓이는 20개의 고무 공기 쿠션 사이에 0.1mm의 공기 층을 형성한 뒤 6개의 특별 제조된 공기 쿠션 운반차가 트랙을 움직이게 되는 것이다.

실험용 차량은 각 트랙의 전기 모터 2개에 18mm 철 케이블로 연결되어 가속을 받는다. 
  
충돌 벽 실험에는 고정된 트랙이 사용되고 움직이는 실험 트랙에 사용된 것과 같은850톤의 벽이 공기 쿠션 기술에 의해 옮겨진다.

전복테스트에도 역시 고정된 트랙이 사용되며 이 때에는 트랙 반대편으로 놓여져서 반복해서 실험한다.

충돌실험 장면은 수많은 고속 카메라와 초당 3000프레임 이상을 찍을 수 있는 비디오로 촬영되는데 볼보 자동차의 충돌 분석가들은 차량에 부착된 센서의 자료들과 필름을 비교하여 차량의 변형 정도를 측정한다. 

연구소는 한번에 30대의 고속 카메라 사용이 가능하며 충돌 장소의 위나 옆, 아래쪽에 위치하고 있다. 또한 아랫부분에서 실험 장면을 촬영하기 위해 6미터 깊이에 7겹의 강화 특수 유리로 만들어진 두 개의 사진 촬영소가 있다. 
                

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효과적인 오프셋 충돌실험이 가능 - 신기술 충돌 벽  

볼보 안전 센터는 세계 최초로 전면과 측면 모두 측정하는 피에조 센서 (Piezo Sensor: 압전소자를 사용하여 차량 중량에 의한 압력을 감지하는 장치)를 장착해 오프셋 충돌 시의 안전성을 보강했으며 저속 충돌 시에도 더 자세한 분석을 할 수 있게 했다.

안전 벽 규모는 무게 850톤, 높이 4m의 콘크리트구조물이며 중심부는 고밀도화 된 철광석과 30cm의 매우 단단한 고성능 콘크리트로 강화시켰다. 따라서 육중한 무게의 상업용 차량의 충돌실험도 견딜 수 있으며 장벽 밑에 공기 쿠션 12개와 2개의 구동장치를 장착해 충돌 연구실 안에서도 이동이 쉽다.

또한 기존에 일주일에 3번 실시했던 테스트를 주당 열 번으로 늘렸으며 각종 형태의 가로등, 노변 보호대, 트럭 승강대 등 실제와 비슷한 환경에서 충돌실험이 가능하다.

500kg에 달하는 스웨덴 엘크와 같은 야생 동물과의 충돌도 시뮬레이션이 가능하며, 출돌 시험에는 유아에서 성인 남녀 등 다양한 연령대의 테스트 더미가 사용된다. ⓒvolvo cars

새로운 기술과 새로운 노하우 – 충돌 실험 시뮬레이터

볼보 안전센터의 다른 특징은 충돌 실험 시뮬레이터이다. 이것은 교통사고 시에 차가 앞쪽으로 기울면서 수직운동을 하게 될 경우의 안전상황을 점검하는 장치이다.

조향장치처럼 엔진실과 승객실 사이의 차단 막이 차량의 내부를 관통했을 때 승객의 발이나 다리, 무릎 등에 주는 영향을 실험한다. 모의 실험 방식은 자동차가 충격을 받으면 수압에 의해 차를 옮기는 플랫폼의 앞쪽 끝부분이 당겨져 실제 상황처럼 전면충돌의 수직운동을 하게 된다.

이 전체 과정은 고속의 비디오로 기록되어 연속되는 실험의 자료로 남는다. 이 시뮬레이터의 기반은 충돌실험 시 흡수해야 되는 최대 장력을 고려해 지름 32mm의 철 보강 물이 박힌 2000m3 이상의 콘크리트이며 땅 속 11m 깊이에 묻혀 11m의 수많은 볼트들로 고정되어 있다. 

슈퍼 컴퓨터(NEC SX-4)에 의한 가상 충돌실험 (EDETORS)

실제 충돌실험은 한가지 상황에 대한 자료를 보여주고 자동차가 파손되지만 컴퓨터에 의한 가상충돌시험은 충돌 벽으로 돌진한 자동차가 에어백이 터지고 실험 모형들이 앞쪽으로 튕겨 나가는 모습들을 통해 어떤 디자인이 탑승자의 부상을 줄일 수 있는지를 판단한다. 또한 실제 충돌 시 자동차는 30만개 이상으로 부서진 작은 조각들과 엔진의 변형 상황을 분석해 볼 수 있다.

볼보의 슈퍼 컴퓨터는 24시간 이내에 서로 다른 크기의 6대의 자동차를 대상으로 속도를 다르게 하여 수많은 충돌 실험이 가능하다. 이 결과는 디자이너, 안전 전문가와 컴퓨터 전문가로 구성된 팀이 평가하여 대안을 찾는다.

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생명을 구하는 노하우를 축적하는 볼보 교통사고연구팀

스웨덴에서는 교통사고가 발생하면 경찰과 자동차회사 사고조사반이 함께 출동한다. 볼보는 70년부터 교통사고조사 팀(VTART)을 운영하고 있다.

1966년 볼보는 닐스 볼린(Nils Bohlin)이 개발한 삼점식 안전벨트를 앞 좌석에 표준으로 적용시킨 후 부상을 줄이기 위한 광범위한 조사를 실시했다. 그 결과 삼점식 안전벨트가 부상을 50%가량 감소시켰음을 발견, 실제 교통 사고에 대한 지식이 제품 개발의 중요한 부분이란 것을 인지해 1970년 교통사고 연구팀(VTART)을 발족시켰다.

연구원들은 깊이 있고 폭 넓은 연구를 위해 교통사고의 복잡한 매카니즘, 탑승자의 부상 정도 및 사고 유형을 분석해 광범위한 통계자료를 만들고 신차개발에 반영한다. 따라서 연구원들은 정확하고 세부적인 연구를 위해 스웨덴 예테보리 반경 100km내에서 볼보 자동차의 교통사고가 일어나 비상스위치가 들어오면 현장에 출동하고 경찰도 볼보 기술 전문가들이 오기 전까지 사고차량의 처리를 유보시킨다.

또한 사고현장 측정과 사진촬영 및 경찰과 목격자, 관련자들의 인터뷰 후에는 사고차량을 심도 있는 분석을 위해 작업장이나 볼보 안전 센터로 옮겨지며 탑승자의 부상에 대한 중요한 정보들을 수집한다. 이 때 안전센터 직원과 디자인부 직원 및 의료 전문가들은 차체를 분석하게 된다.

교통사고 연구팀은 더 많은 정보를 수집하여 사고나 사고결과 및 제품개발에 적용시키며 이런 결과로 나온 안전장치가 측면 보호시스템(SIPS)과 향상된 오프셋 강도와 어린이 안전 장치 등이다.

무엇보다 중요한 것은 차량에 탑승하면 안전벨트를 매야 한다는 것이다. ⓒvolvo cars

지금까지 볼보의 신개념 안전센터에 대해 알아봤다.

나와 내 가족을 위해 보다 안전하고 보다 편안한 차량을 선택하려는 것은 당연한 소비자의 권리다. 소비자들은 조금이라도 더 안전한 차량을 원했고, 최근에는 에어백과 같은 수동형 안전장치는 소형차는 물론 경차에까지 기본 항목으로 여겨질 정도니까 말이다.

따라서 향후 자동차 시장에서는 '능동형 안전장치'가 차량과 브랜드 경쟁력에 있어 매우 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. 실질적으로 운전자는 물론 탑승객에게 도움을 주는 그런 장치들이 각광받을 것은 불보듯 뻔한 일이다.

"안전은 볼보의 약속입니다"라고 볼보자동차 안전센터 책임자인 Ingrid Skogsmo씨는 말한다.

다양하고 섬세한(?) 테스트를 거쳐야 하고, 스웨덴이라는 혹독한 기상 환경도 견뎌야 한다. 볼보자동차의 완성도가 높은 이유다. 또한 수많은 능동형 안전장치들을 개발한데에는 바로 볼보의 인간 중심적 철학이 밑거름이 된 것이다.

안전의 대명사 '볼보자동차'는 지금도 새로운 안전장치를 개발하고 있다. 차가 스스로 사람이나 차량을 구분하고 알아서 위험을 감지해 능동적으로 스스로를 방어하는 기술은 곧 선보일 예정이고, 궁극적으로는 '사고 나지 않는 차'를 만드는 것이 목표라 밝혔다.

앞으로 더욱 다양하고 신기한 안전장치가 개발돼 만화나 영화 속에서나 존재하던 그런 차를 직접 운전할 날도 머지 않아 보인다.

오늘따라 운전이 즐겁게 느껴지는 이유다.


[자료제공: 볼보자동차코리아]

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박찬규 기자 (朴燦奎, Justin Park)