자동차 안전사고를 막는 안전장치들이 늘고 있다. 충돌 위험 시 자동으로 멈추는 긴급자동제동 시스템(AEB), 차선 이탈을 막는 차선유지보조장치(LKAS), 운전자의 시선에 벗어난 사각지대 감시시스템(Active BSD) 등이 대표적이다.
그러나 이런 능동적 안전장치들이 늘더라도 에어백의 중요성이 줄지는 않는다. 안전의 기본은 에어백이라는 인식 속에 다양한 에어백이 개발·출시되고 있다. 운전자와 동승자의 머리 어깨 무릎은 물론 안전벨트에서도 에어백이 터지고, 보행자를 보호하기 위한 에어백도 적용되고 있다.
시속 100km로 달리는 차량이 사전 제동 없이 콘크리트 벽과 부딪혔을 때 받는 충격은 차를 탄 채로 약 40m의 높이에서 떨어져 땅바닥과 충돌하는 것과 같다고 한다. 이런 충격의 상당부분은 찌그러지는 차체와 시트벨트가 흡수하고 나머지는 에어백이 감당한다.
일단 차량이 충돌하게 되면 에어백의 중앙제어장치인 ECU가 가속도 센서 신호를 분석해, 가스 발생기(Inflator)에 전류를 흘려준다. 그러면 가스 발생기 내에 있는 화약이나 압축가스가 폭발하고 이때 생성되는 기체가 공기 주머니(Air Cushion)를 부풀려 승객을 보호하는 것이 에어백의 원리다.
안전을 위해 에어백을 장착했지만, 에어백이 흉기가 될 수도 있다. 차량 충돌의 충격으로 튕겨나가는 탑승자를 향해 에어백이 높은 속도와 압력으로 팽창하기 때문이다. 실제로 에어백이 장착되기 시작한 초창기에는 단순한 형태의 에어백, 즉 빠른 속도로 전개되어 단단하게 팽창한 공기주머니와 부딪혀 상해를 입은 사례가 많이 보고되기도 했다.
이에 따라, 1990년대에 들어서면서 에어백의 팽창력을 20-30% 줄인 2세대 에어백(디파워드 에어백, De-Powered Airbag)이 등장했다.
이후 전자제어기술의 발달로 승객이 탑승했는지, 안전벨트를 착용했는지의 여부 등을 판단해 에어백의 터지는 강도를 두 단계로 나눈 3세대 에어백(듀얼스테이지 에어백, Dual Stage Airbag)으로 이어졌다.
뒤이어 센서가 고도화되고 다양한 종류의 센서가 적용되면서 승객의 위치와 체격, 앉은 자세까지 판단해 에어백 전개 유무를 결정하는 4세대 에어백(어드밴스드 에어백, Advanced Airbag)으로 발전했다.
에어백의 종류도 점차 다양해지고 있다. 운전석 에어백과 동승석 에어백은 물론, 좌석 옆에 부착되어 측면 충돌을 방지하는 사이드에어백, 충돌․추돌 시 무릎 상해를 방지하기 위한 니(knee)에어백, 운전석 앞부분부터 뒷좌석까지 길게 전개돼 머리상해를 방지하는 커튼에어백, 안전벨트에서 에어백이 전개되는 안전벨트 에어백 등이 자동차에 적용되고 있다.
또한 최근에는 승객 간 2차 충돌을 방지하기 위한 승객간 에어백이나 보행자와 충돌 시 보행자를 보호할 수 있는 윈드실드 에어백 등도 등장해 모든 사고 유형에 대비할 수 있도록 기술이 고도화되고 있다.
보행자 에어백은 보행자와 차량 충돌시 차량 속도와 충돌 각도, 충돌 힘 등을 고려해 후드 안쪽에서 차량 전면 유리와 양쪽 A필러를 U자형으로 감싸는 방식으로 전개되는 것이 대표적이다.
보행자 에어백의 핵심 역할은 차량과 충돌시 보행자의 머리 등이 단단한 철제 구조의 A필러에 부딪힐 때 발생하는 상해를 감소시켜주는 것인데, 보행자 에어백도 다른 에어백과 마찬가지로 사고시 적절한 타이밍에 에어백이 전개되는 것이 중요하다는 설명이다.
승객간 에어백도 진화하고 있다. 현대모비스는 최근 자동차가 가로 방향으로 충돌했을 때 운전자와 동승자간의 충돌을 막아 탑승자의 머리 상해를 80% 이상 줄여주는 '승객간 에어백'을 개발하기도 했다.
현대모비스는 운전자와 동승자 간 충격에 대비한 ‘듀얼모드’ 에어백과 함께 운전자 혼자 주행할 때의 측면 충돌 상황에 대비한 ‘싱글모드’ 에어백에 대한 기술 개발도 완료를 눈앞에 두고 있다고 한다.
현대모비스는 앞으로 하나의 ‘승객간 에어백’ 모듈로 ‘싱글’과 ‘듀얼’ 두 가지 충돌 모드에 대응할 수 있도록 통합한 기술을 조만간 선보일 예정이다. 하나의 모듈로 통합하면 기술 완성도는 물론 원가경쟁력을 크게 높일 수 있기 때문이다.
현대모비스 관계자는 “Active BSD, LKAS, AEB 등 사고 자체를 막을 수 있는 능동적인 안전장치들이 늘어나고 있지만, 에어백이나 안전벨트 같은 전통적 안전장치의 중요성은 전혀 줄어들지 않았다”며 “앞으로 고도화된 자율주행차가 나온다고 해도 에어백의 안전 가치는 더욱 높아질 것으로 본다”고 말했다.