시트벨트 vs 에어백
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작성자 차량기술법인 작성일15-08-06 14:25 조회9,348회 댓글0건본문
시트벨트 VS 에어백
시트벨트(seat belt)와 에어백(air bag)은 충돌시 승차자의 상해를 감소시키고, 2차사고를 방지하기 위한 대표적인 승객안전장치이다. 시트벨트는 충돌시 탑승자가 전방으로 튕겨나가는 것을 방지하기 위한 구속장치이고, 에어백은 충돌시 차내부 구조물과 탑승자 사이에 공기주머니를 부풀려 충격을 완화시키는 장치이다. 이러한 시트벨트와 에어백 중 충돌사고가 발생하였을 때 승객보호를 위한 효과적인 안전장치는 어느 것일까? 가격이나 시스템의 구조 측면에서 비교할 수 없을 정도로 저렴하고 간단한 시트벨트가 에어백보다 훨씬 효과적이라는 것은 충돌시험이나 장황한 통계 자료를 덧붙여 설명하지 않더라도 에어백의 개발 배경으로부터 충분히 유추할 수 있다.
1950년 중반부터 장착되기 시작한 시트벨트는 충돌 사고시 탑승자의 신체를 시트에 구속시킴으로써 교통사고에 의한 치명적인 상해와 사망사고를 줄이는데 지대한 공헌를 하였다. 그럼에도 불구하고 초기에 장착된 2점식 허리벨트는 전방 충돌시 탑승자의 허리부분을 유용하게 구속시켰으나 상대적으로 탑승자의 상체는 계속 전방으로 이동하면서 가슴이나 머리부분이 조향 핸들이나 계기판 등에 부딪쳐 2차 상해를 유발시킬 수 밖에 없었다. 또한 3점식 시트벨트는 허리벨트와 어깨벨트를 통해 탑승자의 허리부분과 가슴부분을 효과적으로 구속하여 충돌 관성에 의한 상체의 움직임을 제어할 수 있었으나 구속이 어려운 머리는 상체와 상대운동하면서 전방으로 가속되어 과도한 하중과 회전 충격에 의해 머리 또는 목 부위가 부상당하는 등 승객 보호에 한계점이 노출되었다.
따라서, 이러한 시트벨트에 의한 승객보호의 단점을 보완하기 위하여 시트벨트를 보조하여 승객을 보호하기 위한 개념으로 처음 에어백이 도입되었으며, 시스템의 이름도 시트벨트 보조용 구속장치인 SRS(supplement restraint system)로 명명되었다. 이후 에어백은 운전석 전용에서 조수석, 뒷좌석까지 확대되었으며, 측면 충돌용 에어백, 전복 보호용 지붕(roof) 에어백, 무릎보호용 에어백, 머리지지대 에어백, 에어벨트, 보행자 보호용 에어백 등 차 내부 뿐만 아니라 차 외부로까지 확장되어 기술적인 발전을 거듭하고 있다.
시트벨트에 의한 승객보호를 담보하기 위해서는 반드시 착용하는 것 만큼이나 올바르게 착용하는 것 또한 매우 중요하다. 시트벨트를 착용했음에도 불구하고 많이 나타나는 인체 상해는 주로 목 주변, 가슴부위, 복부 등이다. 허리벨트는 인체의 구조상 강한 압박에 충분히 견딜 수 있는 둔부의 골반을 감싸는 형태로 착용해야 하는데, 만약 골반 위쪽 복부를 가로질러 착용하면 충돌시 안전띠가 복부를 심하게 압박하면서 내장파열 등의 상해를 유발시킬 수 있다. 또한 안전띠 자체가 꼬이도록 착용하면 충돌시 가슴을 과도하게 압박함으로써 늑골이 골절될 수 있고, 안전띠 착용시의 압박감을 해소하기 위해 길이를 느슨하게 조정하거나 신체에 밀착되지 않도록 클립을 이용하여 안전띠를 고정시켜 놓으면 정작 충돌시에는 안전띠의 늘어진 길이 만큼 신체가 전방으로 더 튕겨나가게 되므로 머리나 가슴이 핸들이나 차내부 구조물과 부딪쳐 상처 입을 가능성이 매우 높다. 시트벨트를 착용할 때 또 하나의 주의점은 3점식 시트벨트에서 어깨벨트의 상하방향 길이 조정이다. 어깨벨트의 안전띠 위쪽은 항상 어깨의 가운데에 걸치도록 길이를 조정해야 한다. 어깨벨트의 윗부분이 너무 올라와 있으면 안전띠가 탑승자의 목부 측면에 걸치게 되므로 충격 관성에 의해 머리가 움직일 때 심각한 머리 또는 목부 상해를 유발시킬 위험성이 높다. 특히, 키가 작은 어린이나 노인 등이 시트벨트를 착용할 때에는 어깨벨트의 윗부분이 목 주변에 걸칠 위험성이 높기 때문에 세심한 주의와 배려가 필요하다.
에어백은 안전벨트를 착용한 상태에서 최적의 승객보호 효과를 기대할 수 있다. 충돌시 탑승자가 시트벨트를 매지 않은 상태에서 에어백 만이 작동되면 운전자나 조수석 탑승자의 경우 신체의 하체부분이 전방으로 밀려나가 차 내부와 충돌하여 발목, 무릎, 허벅지 등 하체 상해를 발생시킬 수 있다. 더욱이 충돌에 의해 차체가 스핀(spin) 되면 전방 충돌용 에어백의 경우 본래의 효과를 기대하기 어렵게 된다. 또한 에어백의 충격 흡수 효과는 에어백이라는 공기주머니가 충분히 팽창된 상태에서 탑승자를 감쌀 때 제 기능을 발휘하는데, 탑승자가 미리 튕겨나가 탑승자와 에어백 사이의 여유 공간이 짧은 상태에서 갑자기 에어백이 터지면 오히려 에어백이 팽창하면서 탑승자의 머리 부분을 충격하게 된다.
에어백의 작동과 관련하여, 일반적으로 에어백은 안전벨트만으로 탑승자를 효과적으로 보호할 수 없는 충격조건에서 전개되도록 설계되어 있다는 것이다. 이것은 안전벨트에 의해 승차자를 충분히 보호할 수 있는 조건에서 에어백이 작동하게 되면 오히려 에어백의 팽창력에 의해 탑승자가 상해를 입을 수 있고 또한 과도한 수리비가 소요되기 때문이다. 에어백의 작동조건은 종류과 차종에 따라 다소 상이한데 정면충돌 에어백의 경우 대체적으로 정면에서 좌우 30도 이내의 각도로, 유효충돌속도가 약 20-30km/h이상일 때 작동한다.
여기에서 유효충돌속도는 자동차의 충돌속도를 의미하는 것이 아니라 충격의 크기를 추정할 수 있는 속도변화량(ΔV)을 의미한다. 예를 들어 100km/h로 주행하다가 단단한 고정벽에 부딪쳐 속도가 0이 될 때까지 계속적으로 충돌하였다면 이때 유효충돌속도는 100km/h가 되지만 100km/h로 주행하다가 단단한 고정벽에 스치면서 충돌하고, 충돌후의 속도가 85km/h로 감속되었다면 유효충돌속도는 15km/h(100km/h-85km/h)가 되는 것이다. 즉 충돌속도가 고속이더라도 반드시 에어백이 작동되는 것은 아니다. 따라서 정면충돌 에어백의 경우 안전벨트만으로 충분한 승객보호가 가능한 저속의 유효충돌속도 범위와 좌우 30도 범위를 벗어난 충돌, 정면충돌 에어백의 보호범위를 벗어난 추돌이나 후방충돌, 측면충돌, 전복사고 등에서는 전방에어백이 작동하지 않는다. 또한 전신주나 나무와 같은 국소부위의 정면충돌, 대형차 밑으로 끼어들어간 충돌 등에서는 충격의 감도(感度)에 따라 에어백은 작동할 수 도 있고 작동하지 않을 수 도 있다. 에어백에 대한 지나친 기대는 금물이다.
* 참고로 본 칼럼은 교통안전공단 월간지 "TS"에 게재된 내용입니다.
시트벨트(seat belt)와 에어백(air bag)은 충돌시 승차자의 상해를 감소시키고, 2차사고를 방지하기 위한 대표적인 승객안전장치이다. 시트벨트는 충돌시 탑승자가 전방으로 튕겨나가는 것을 방지하기 위한 구속장치이고, 에어백은 충돌시 차내부 구조물과 탑승자 사이에 공기주머니를 부풀려 충격을 완화시키는 장치이다. 이러한 시트벨트와 에어백 중 충돌사고가 발생하였을 때 승객보호를 위한 효과적인 안전장치는 어느 것일까? 가격이나 시스템의 구조 측면에서 비교할 수 없을 정도로 저렴하고 간단한 시트벨트가 에어백보다 훨씬 효과적이라는 것은 충돌시험이나 장황한 통계 자료를 덧붙여 설명하지 않더라도 에어백의 개발 배경으로부터 충분히 유추할 수 있다.
1950년 중반부터 장착되기 시작한 시트벨트는 충돌 사고시 탑승자의 신체를 시트에 구속시킴으로써 교통사고에 의한 치명적인 상해와 사망사고를 줄이는데 지대한 공헌를 하였다. 그럼에도 불구하고 초기에 장착된 2점식 허리벨트는 전방 충돌시 탑승자의 허리부분을 유용하게 구속시켰으나 상대적으로 탑승자의 상체는 계속 전방으로 이동하면서 가슴이나 머리부분이 조향 핸들이나 계기판 등에 부딪쳐 2차 상해를 유발시킬 수 밖에 없었다. 또한 3점식 시트벨트는 허리벨트와 어깨벨트를 통해 탑승자의 허리부분과 가슴부분을 효과적으로 구속하여 충돌 관성에 의한 상체의 움직임을 제어할 수 있었으나 구속이 어려운 머리는 상체와 상대운동하면서 전방으로 가속되어 과도한 하중과 회전 충격에 의해 머리 또는 목 부위가 부상당하는 등 승객 보호에 한계점이 노출되었다.
따라서, 이러한 시트벨트에 의한 승객보호의 단점을 보완하기 위하여 시트벨트를 보조하여 승객을 보호하기 위한 개념으로 처음 에어백이 도입되었으며, 시스템의 이름도 시트벨트 보조용 구속장치인 SRS(supplement restraint system)로 명명되었다. 이후 에어백은 운전석 전용에서 조수석, 뒷좌석까지 확대되었으며, 측면 충돌용 에어백, 전복 보호용 지붕(roof) 에어백, 무릎보호용 에어백, 머리지지대 에어백, 에어벨트, 보행자 보호용 에어백 등 차 내부 뿐만 아니라 차 외부로까지 확장되어 기술적인 발전을 거듭하고 있다.
시트벨트에 의한 승객보호를 담보하기 위해서는 반드시 착용하는 것 만큼이나 올바르게 착용하는 것 또한 매우 중요하다. 시트벨트를 착용했음에도 불구하고 많이 나타나는 인체 상해는 주로 목 주변, 가슴부위, 복부 등이다. 허리벨트는 인체의 구조상 강한 압박에 충분히 견딜 수 있는 둔부의 골반을 감싸는 형태로 착용해야 하는데, 만약 골반 위쪽 복부를 가로질러 착용하면 충돌시 안전띠가 복부를 심하게 압박하면서 내장파열 등의 상해를 유발시킬 수 있다. 또한 안전띠 자체가 꼬이도록 착용하면 충돌시 가슴을 과도하게 압박함으로써 늑골이 골절될 수 있고, 안전띠 착용시의 압박감을 해소하기 위해 길이를 느슨하게 조정하거나 신체에 밀착되지 않도록 클립을 이용하여 안전띠를 고정시켜 놓으면 정작 충돌시에는 안전띠의 늘어진 길이 만큼 신체가 전방으로 더 튕겨나가게 되므로 머리나 가슴이 핸들이나 차내부 구조물과 부딪쳐 상처 입을 가능성이 매우 높다. 시트벨트를 착용할 때 또 하나의 주의점은 3점식 시트벨트에서 어깨벨트의 상하방향 길이 조정이다. 어깨벨트의 안전띠 위쪽은 항상 어깨의 가운데에 걸치도록 길이를 조정해야 한다. 어깨벨트의 윗부분이 너무 올라와 있으면 안전띠가 탑승자의 목부 측면에 걸치게 되므로 충격 관성에 의해 머리가 움직일 때 심각한 머리 또는 목부 상해를 유발시킬 위험성이 높다. 특히, 키가 작은 어린이나 노인 등이 시트벨트를 착용할 때에는 어깨벨트의 윗부분이 목 주변에 걸칠 위험성이 높기 때문에 세심한 주의와 배려가 필요하다.
에어백은 안전벨트를 착용한 상태에서 최적의 승객보호 효과를 기대할 수 있다. 충돌시 탑승자가 시트벨트를 매지 않은 상태에서 에어백 만이 작동되면 운전자나 조수석 탑승자의 경우 신체의 하체부분이 전방으로 밀려나가 차 내부와 충돌하여 발목, 무릎, 허벅지 등 하체 상해를 발생시킬 수 있다. 더욱이 충돌에 의해 차체가 스핀(spin) 되면 전방 충돌용 에어백의 경우 본래의 효과를 기대하기 어렵게 된다. 또한 에어백의 충격 흡수 효과는 에어백이라는 공기주머니가 충분히 팽창된 상태에서 탑승자를 감쌀 때 제 기능을 발휘하는데, 탑승자가 미리 튕겨나가 탑승자와 에어백 사이의 여유 공간이 짧은 상태에서 갑자기 에어백이 터지면 오히려 에어백이 팽창하면서 탑승자의 머리 부분을 충격하게 된다.
에어백의 작동과 관련하여, 일반적으로 에어백은 안전벨트만으로 탑승자를 효과적으로 보호할 수 없는 충격조건에서 전개되도록 설계되어 있다는 것이다. 이것은 안전벨트에 의해 승차자를 충분히 보호할 수 있는 조건에서 에어백이 작동하게 되면 오히려 에어백의 팽창력에 의해 탑승자가 상해를 입을 수 있고 또한 과도한 수리비가 소요되기 때문이다. 에어백의 작동조건은 종류과 차종에 따라 다소 상이한데 정면충돌 에어백의 경우 대체적으로 정면에서 좌우 30도 이내의 각도로, 유효충돌속도가 약 20-30km/h이상일 때 작동한다.
여기에서 유효충돌속도는 자동차의 충돌속도를 의미하는 것이 아니라 충격의 크기를 추정할 수 있는 속도변화량(ΔV)을 의미한다. 예를 들어 100km/h로 주행하다가 단단한 고정벽에 부딪쳐 속도가 0이 될 때까지 계속적으로 충돌하였다면 이때 유효충돌속도는 100km/h가 되지만 100km/h로 주행하다가 단단한 고정벽에 스치면서 충돌하고, 충돌후의 속도가 85km/h로 감속되었다면 유효충돌속도는 15km/h(100km/h-85km/h)가 되는 것이다. 즉 충돌속도가 고속이더라도 반드시 에어백이 작동되는 것은 아니다. 따라서 정면충돌 에어백의 경우 안전벨트만으로 충분한 승객보호가 가능한 저속의 유효충돌속도 범위와 좌우 30도 범위를 벗어난 충돌, 정면충돌 에어백의 보호범위를 벗어난 추돌이나 후방충돌, 측면충돌, 전복사고 등에서는 전방에어백이 작동하지 않는다. 또한 전신주나 나무와 같은 국소부위의 정면충돌, 대형차 밑으로 끼어들어간 충돌 등에서는 충격의 감도(感度)에 따라 에어백은 작동할 수 도 있고 작동하지 않을 수 도 있다. 에어백에 대한 지나친 기대는 금물이다.
* 참고로 본 칼럼은 교통안전공단 월간지 "TS"에 게재된 내용입니다.
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