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귀성길 안전사고 책임지는 에어백의 원리는?

2016년 9월 14일

LG화학 대학생 에디터 3기 양태현 PEN NAME: 비기 / 25, 미디어커뮤니케이션학, 순간에 만남을 영원한 인연으로, 헤어질 때 다시 보고 싶은 사람

안녕하세요! 케미토피아 3기 에디터 비기입니다. 여러분들 모두 자동차를 타 본 경험이 당연히 있으시겠죠. 다들 차를 타자마자 해야 하는 행동이 무엇이라고 알고 계신가요? 바로 안전벨트를 매는 것이죠! 교통사고가 날 것을 대비해서 우리의 안전을 위해 안전벨트를 매는 것인데요, 만약 사고가 날 때 우리를 보호해 줄 장치가 자동차에는 한 가지 더 있답니다! 바로 에어백! 오늘은 에어백의 화학 원리와 종류에 대해서 알려드릴게요. 함께 보러 가시죠~!


에어백 속의 화학 원리2NaN3→2Na+3N2, 아자이드화 소듐이 폭발적으로 분해하여 생성된 질소로 인하여 에어백이 부풀게 된다!

에어백이란 차량이 충돌할 때 충격으로부터 자동차 승객을 보호하는 장치입니다. 심지어 에어백 장착만으로도 사망률이 13%씩이나 낮아진다고 하는데요. 에어백은 어느 원리에 의해 작동되는 것일까요? 센서에 의해 충돌이 감지되면 작동기체장치가 폭발하며 폭발 가스로 인해 백이 순간적으로 부풀게 되는 것이죠. 차의 핸들과 계기판에 내장된 에어백은 앞 좌석에 앉은 사람을 보호하기 위해 충돌 시 약 0.04초 정도 내에 팽창하도록 만들어졌습니다. 그렇다면, 에어백을 부풀게 하는 이 기체는 무엇일까요? 바로 아자이드화 소듐(NaN3)이 폭발적으로 분해하여 생성된 질소로 인하여 에어백이 부풀게 되는 것이죠. 이 반응은 아주 적은 양의 아자이드화 소듐으로도 잘 진행된답니다. 에어백 안에도 이러한 화학적 원리가 적용된 것을 보니 신기하네요!

에어백의 발전 과정1세대: SRS에어백(안전벨트를 보조하는 안전장치 개념의 에어백), 2세대: Depowered 에어백(국내 차량에 널리 쓰이는 방식으로, 팽창 압력을 줄여 2차 충격으로부터 사고자를 보호하는 역할의 에어백), 3세대: Smart 에어백(충격 강도에 따라 팽창력을 조절하여 운전자의 위치, 안전벨트 사용 여부, 충격 강도 등을 감지하는 에어백)

에어백은 대체 어디서부터 발명된 것일까요? 에어백의 시초는 교통사고를 대비해 자동차에 매달아 둔 ‘풍선 주머니’였다고 해요. 세계 최초의 에어백은 1953년에 발명되었는데요. 미국의 존 헤트릭이 딸의 얼굴이 차 앞에 부딪혀 다치는 것을 막기 위해 온몸을 던져 보호했던 것을 계기로 에어백을 발명했다고 합니다. 이후 지금까지 에어백은 기술적으로 많이 발전되고 있는데요. 1세대 제품으로 분류되는 SRS(Supplemental Restraint System) 에어백은 이름에서 알 수 있듯이 보조 안전장치의 개념이었어요. 하지만 에어백 팽창 속도가 시속 320km를 넘기 때문에 체구가 작은 어린이에게는 에어백으로 인한 2차 충격이 위험 요소가 될 수 있었던 것이죠. 그래서 발명된 제품이 2세대 에어백! 에어백의 팽창력을 20~30% 줄였답니다! 사고가 날 때 탑승자를 보호하면서 팽창 압력을 줄여서 2차 충격으로부터 승객을 보호하는 것이죠. 국내 차량에 가장 널리 쓰이는 방식이기도 합니다. Smart Airbag이라고 불리는 3세대 에어백은 충격 강도에 따라서 팽창력을 조절할 수 있어요. 운전자의 위치, 충격 강도 등을 센서가 감지하여 에어백이 약하게 또는 강하게 부풀도록 설계한 것이죠!

자동차 안 다양한 에어백의 종류

차 내부에 커튼 에어백, 운전석 에어백, 측면에어백, 조수석 에어백이 작동되어 있다.

다양한 형태의 에어백ⓒ현대모비스 공식 홈페이지

그렇다면, 이제 에어백의 종류를 알아볼까요? 먼저, 우리에게 가장 익숙한 운전석 에어백! 운전석 핸들에 장착되어 있어 에어백으로 정면 충돌할 때 핸들에서 팽창하여 운전자가 입을 수 있는 피해를 막아 운전자를 보호하는 에어백이죠! 두 번째로, 조수석 에어백입니다! 조수석 앞 대시보드에 대부분 장착되어 있고 핸들에 있는 운전석보다 앞의 공간이 많으므로 부피가 조금 더 크답니다. 조수석 에어백이 작동할 것을 대비해 가급적 조수석 대시보드에는 아무것도 놓지 않는 것이 좋겠죠! 세 번째, 사이드 에어백은 측면으로 충돌할 때를 대비해 측면에 위치한 충돌감지센서가 작동하여 승객의 허리와 머리를 보호하기 위해 펼쳐지는 에어백이죠. 마지막으로 커튼 에어백은 차량 창문을 따라서 길게 이어져 있는 에어백인데요. 차량 전복 시에 승객의 머리를 보호하고 유리창 밖으로 튕겨 나가지 않도록 막아주는 역할을 하는 중요한 에어백입니다!


오늘은 우리의 생명을 지켜주는 에어백에 대해서 알아보았습니다! 물론 교통사고가 나지 않는 것은 무척 다행인 일이지만 이후에 차를 구매할 때 에어백에 대해서 자세히 알고 고려해서 구매하면 훨씬 합리적인 소비가 될 수 있겠죠? 안전벨트 이외에도 우리의 목숨을 구해줄 수 있는 차 안의 소중한 에어백도 중요하지만 무엇보다 바른 자세로 운전하는 것이 더욱 중요한 점, 잊지 마세요!

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