[지식의 창] 사고 시 부상을 줄이기 위한 수많은 장치, 공기주머니 ‘에어백’의 모든 것

시선뉴스=허정윤 PDㅣ

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언제, 어떻게 찾아올지는 알 수가 없는 사고. 차에는 사고로부터 탑승자를 보호하기 위한 각종 보호장치가 설치되고 있는데요. 특히 이 장치는 사고로 충격을 받았을 때 운전자와 동승자의 부상률을 낮춰줍니다. 자동차에 설치된 안전장치의 일종으로 차량이 충돌할 때 발생한 충격에서 탑승자를 보호하는 ‘에어백’. 오늘은 에어백에 대해 알아봅니다.

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에어백은 통칭 핸들이라고 불리는 스티어링 휠 내부나 좌석의 측면 등에 장착되어 자동차가 사고로 충격을 받게 되면 급속도로 부풀어 올라 자동차 내부에 부딪혀 갈비뼈 골절로 폐를 찌르거나 급격한 움직임으로 목뼈가 골절되는 등의 치명적인 상해를 입는 것을 막아줍니다. 그렇다면 사고 시 없어서는 안 될 에어백은 언제부터 사용하게 됐을까요?

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1953년 미국인 토목 기사 ‘존 헤트릭(John W. Hetrick)’이 최초로 자동차 에어백 특허를 따냈습니다. 당시 제품은 자동차 후드 밑에 압축 공기를 두고 차량 여러 곳에 공기주머니를 설치해서 충돌로 관성 질량이 가해지면 주머니 안에 공기가 주입되는 방식이었습니다.

그 후 1968년 탤리 디펜스 시스템즈에서 일하던 미국인 화학자 존 파에츠가 아지드화 나트륨과 금속 산화물을 이용한 고체 추진체를 개발했습니다. 1970년대 말 벤츠의 S 클래스 차량에 장착되어 출시되면서 상용화되었고 질소 생성 고체 추진제는 성능이 뛰어났기에 기존 장치를 밀어내고 널리 보급되면서 모든 자동차의 필수 장비가 되었습니다.

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에어백은 사고가 나는 아주 극도로 짧은 순간에 튀어나와 탑승자를 보호해야 합니다. 때문에 아지드화 나트륨을 격발 시켜 순간적으로 발생하는 대량의 질소 가스로 백을 부풀리는 원리로 작동합니다. 자 그럼 이제 어떤 순서로 에어백이 튀어나오게 되는지 자세히 알아보겠습니다.

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먼저 차의 속도가 갑작스럽게 떨어지면 에어백에 달려 있던 충돌 센서가 기폭제에 전기 신호를 보냅니다. 기폭제가 전기 신호를 받게 되면 가느다란 전선이 과열되면서 아지드화 나트륨을 주원료로 만든 신관에 불을 당겨 화학반응을 일으킵니다. 이 과정은 불꽃 연쇄 반응이라고도 하는데 충돌 시 생성된 불꽃에 의해 0.03초 이내에 질화 나트륨이 분해되면서 많은 양의 질소 기체가 발생합니다. 발생한 질소 기체는 에어백 속으로 들어가 에어백을 부풀리고, 시간이 지나면 에어백에 있는 미세한 구멍을 통해서 빠져나갑니다.

에어백은 표면적이 넓어 힘이 집중되지 않고 넓게 분산되는데 이로 인해 몸에 가해지는 압력을 줄여 부상을 방지해줍니다. 최근에 생산되는 대부분의 자동차들은 측면 충돌에 의한 부상을 방지하기 위해 측면에도 에어백을 장착하고 있습니다. 측면 에어백이 장착될 경우 머리의 좌우 요동 범위가 줄어들기 때문에 뇌 손상 가능성이 훨씬 줄어듭니다.

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일부 부모는 운전할 때 아기를 품에 안고 타는 경우가 있습니다. 그런데 이때 사고가 날 경우 아기가 운전자와 에어백 사이에 끼어서 모든 충격을 다 받게 되기 때문에 가벼운 사고라도 에어백이 터지면 아기는 사망할 가능성이 매우 높습니다. 아이를 품에 안고 차를 타면 안 되는 이유입니다. 우리의 안전을 위한 장치인 에어백. 하지만 무엇보다 중요한 것은 사고를 사전에 예방하는 것이라는 점을 명심하시길 바랍니다.