내 차에 에어백은 어디에 있을까? ㅣ (feat. 기능과 종류)

안녕하세요 카박사입니다!!

오늘은 모든 차량에 기본적으로 장착되어있는

에어백에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

(사진출처 : Mpark)

 

[ 목차 ]

  1. 에어백의 기능

  2. 에어백이 없다면??

  3. 에어백의 구성 요소

  4. 에어백의 작동 과정

  5. 에어백의 위치별 기능

  6. 이것도 알아보자

 

 

1. 에어백의 기능

에어백은 자동차 사고 시 탑승자의 생명을 보호하고

심각한 부상을 방지하기 위해 반드시 있어야 합니다.

 

자동차 충돌 시, 에어백은 순간적으로 팽창해 탑승자가

차량의 단단한 부분(핸들, 대시보드, 창문 등)이나

날카로운 부분(에어벤트, 가니쉬 등)과

충돌하는 것을 완화합니다.

이를 통해 머리, 목, 가슴, 무릎 등

중요한 신체 부위에 가해지는 충격을 줄일 수 있죠.

 

또한, 사고 직후 차량이 바로 멈추는 것이 아니기 때문에

에어백은 차량이 멈출 때까지 탑승자의 움직임을 제어해,

2차 충돌의 위험을 줄여줍니다.

 

하지만 에어백은 주 안전장치가 아니라

보조 안전장치이기 때문에

안전벨트 착용이 필수로 이루어져야

그 효과가 극대화 됩니다.

 

 

2. 에어백이 없다면??

에어백이 없던 시대에는 충돌 사고 시

탑승자의 부상이 훨씬 심각했으며,

사망 위험도 높았습니다.

 

기술이 발전하면서 에어백 시스템이 도입되어

교통사고로 인한 심각한 부상을 줄이는데

큰 기여를 하고 있으며,

추가적으로 아래의 사유로 반드시 필요합니다.

 

① 법적 요구사항

많은 국가에서 에어백은

필수 안전 장치로 규정되어 있으며,

근래의 차량에는 기본적으로 설치되어 있습니다.

특히, 유럽연합(EU)과 미국은

차량에 에어백이 필수로 장착되어 있어야만

도로주행이 허가됩니다.

 

② 생명 보호 효과

연구에 따르면 에어백은 차량 사고로 인한 사망률을 크게 줄일 수 있습니다.

특히 정면충돌의 상황에서는 운전석/동승석 에어백으로 인해

탑승자의 생존 가능성이 월등히 높아지죠.

 

③ 보조 안전 장치

에어백은 안전벨트와 함께 작동할 때

그 효과가 극대화 됩니다.

안전벨트는 탑승자의 위치를 고정시키는 반면,

에어백은 충격을 완화해주는 역할을 합니다.

안전벨트를 착용하지 않은 상태에서

에어백에만 의존할 경우

목이 꺾이거나 하체가 아래로 빨려가는 등

오히려 위험할 수도 있어,

두 장치를 함께 사용하는 것이 가장 안전합니다.

 

 

3. 에어백의 구성 요소

에어백은 크게 세 가지로 구성됩니다.

 

1) 에어백 모듈

에어백은 차 안의 특정 위치에 장착된

패브릭(섬유) 공기주머니 입니다.

에어백 모듈은 일반적으로

스티어링휠(핸들),

대시보트(크래쉬패드),

시트 측면,

차량 측면(헤드라이닝) 등에 내장됩니다.

 

2) 충돌 센서

차량에 장착된 여러 개의 센서(G센서, ACU 등)는

충격의 강도를 감지하고,

에어백을 팽창시킬 시점을 결정합니다.

센서는 차량이 일정 수준 이상의 충격을 받을 때 신호를 보내

탑승자가 다른곳에 부딪히기 전에 에어백을 터뜨려

원활히 충격이 완화될 수 있게 하죠.

 

3) 가스 발생기(Inflator)

에어백을 빠르게 팽창시키기 위해

작은 폭발을 일으켜 질소가스를 생성합니다.

이 가스가 에어백의 패브릭 주머니를 채우게 되고

팽창속도 일반적으로 8ms 이내로 매우 빠릅니다.

 

 

4. 에어백의 작동 과정

 

① 충격 감지

충돌이 발생하면 차량에 장착된 가속도 센서가

갑작스러운 감속을 감지합니다.

에어백은 차량마다 종류가 다르기 때문에

작동되는 조건이 조금씩은 차이가 있습니다만

일반적으로 정면 충돌 에어백은 주행중인 상태라면

유효충돌상태(속도변화량)가

30km/h 이상일 때 작동이 됩니다.

에어백 컨트롤 유닛(ACU)은 이 신호를 분석하고,

충격의 강도가 위험한 수준인지 판단합니다.

유효충돌속도(ΔV)는 충돌의 작용시간과 가속도(a)의 곱으로 표시되므로 에어백의 작동조건을 결정하기 위한 충격감지장치로는 일반적으로 가속도센서가 널리 사용되고 있다.

 

② 점화장치 활성화

충돌 강도가 기준치를 넘으면 점화장치가작동합니다.

점화장치는 화학적 반응을 일으켜

고온의 가스를 생성하는데,

일반적으로 이 과정은

0.02초(2ms) 이내로 이루어집니다.

 

③ 가스생성 및 에어백 팽창

화학반응을 통해 생성된 질소가스가

에어백 주머니를 채우면서 팽창합니다.

에어백은 탑승자의 몸에 닿기 전에

완전히 팽창해 있어야하기 때문에

이 팽창과정은 매우 빠르게 진행되어야 하죠.

 

④ 충격 완화 및 에어백 수축

에어백은 탑승자의 몸과 부딪치면서 충격을 흡수하고,

내부의 가스는 작은 배출구를 통해 서서이 빠져나가며

에어백이 부드럽게 수축됩니다.

이를 통해 충돌부위가 튕겨져 나가는 등의

2차 충격의 위험위험을 최소화하게 됩니다.

 

 

 

5. 에어백의 위치별 기능

① 운전석 및 조수석 에어백 (DAB, PAB)

(사진출처 : Autoliv)

일반적으로 가장 흔하게 볼 수 있는 DAB/PAB는

전방 충돌 사고에서 운전자와 조수석 탑승자의

머리와 상체를 보호합니다.

 

② 사이드 에어백 (SAB)

차체나 시트 측면에서 튀어나와

탑승자의 흉부와 골반을 보호합니다.

특히, SUV와 같은 차량에서는

측면 충돌 사고의 상해를 줄이는데 효과적입니다.

 

③ 커튼 에어백 (CAB)

차량 천장(헤드라이닝 측면)에서 내려오는 형태로

탑승자의 머리를 A/B필러나 윈도우 등으로부터 보호하며,

측면충돌이나 전복사고에서 중요한 역할을 합니다.

 

④ 무릎 에어백 (KAB)

운전석 하단에 위치해 있으며,

충돌 시 운전자의 무릎이

대시보드(크래시패드) 하단에 부딪히는 것을 방지하고

또는 신체가 밑으로 빨려들어가는 현상을 방지하여

하체의 부상을 줄입니다.

 

⑤ 후방 에어백

(사진출처 : TOYOYA)

(사진출처 : Mercedes-Benz)

일부 고급 차량에 설치되어 있으며,

후방 충돌 시 뒷좌석 탑승자를 보호합니다.

도요타의 리어윈도우 커텐쉴드 에어백이나

벤츠의 리어 프론트 에어백도 있죠.

 

⑥ 센터 에어백

(사진출처 : Hyundai Motor Group)

운전석과 조수석 사이아 작동하는 센터에어백은

동승자들의 머리가 부딪히지 않도록 돕는 역할을 해줍니다.

유럽의 ENCAP에는 승객의 머리가

반대쪽으로 얼마나 넘어가는지를 평가하기도 하죠.

 

⑦ 루프에어백

(사진출처 : Hyundai Motor Group)

선바이저나 헤드라이닝에 장착돼 아래로 내려오듯이 전개되어

차량밖으로 이탈하는 것을 방지할 뿐만 아니라

머리와 목 등 주요 신체부위가

다치지 않도록 보호하는 루프에어백도 있으며,

 

 

⑧ 벨트 에어백

(사진출처 : Hyundai Motor Group)

안전띠에 내장되어 사고 시

가슴으로 가해지는 충격을 줄여주고

문 앞으로 튕겨나가지 않도록 돕는

안전벨트 에어백도 존재합니다.

 

 

6. 이것도 알아보자

에어백은 어떤 소재인가요?

(사진출처 : 효성첨단소재)

에어백은 일반적으로 나일론이나 폴리에스터로 만들어지며,

팽창 시 매우 빠르게 부드러운 쿠션을 제공합니다.

 

화학반응은 어떻게 하는걸까?

(사진출처 : LG케미토피아)

가스발생기(Inflator)에서 주로

나트륨 아지드( NaN₃)와 같은 화합물이 사용되며,

이 화합물은 점화 시 질소(N₂) 가스를 빠르게 생성합니다.

 

대시보드에 발을 올리고 타면?

대시보드에 발을 올리고 주무시는 분들이 많은데

그 때 사고가 발생한다면

에어백의 충격량은 어마어마하기 때문에

위 그림처럼 발이 꺾이거나 접히는건 당연한 일입니다.

'대시보드에 발을 올리고 자지마라'는 말은

괜히 생긴 말이 아니니

절대로 발을 올리고 주무시면 안됩니다 ╯︿╰

 

 

 

 

지금까지 에어백에 대해 알아보았는데요.

에어백은 현대에는 선택이 아닌 필수이며,

자동차업계에서는 승객의 안전을 고려하여

더욱 진보적인 에어백을 개발하기 위해

지금도 많은 노력을 기울이고 있습니다.

 

그럼 여기서 포스팅 마무리하며,

궁금하신 내용이 있으면 댓글 남겨주시기 바랍니다.

감사합니다.