이로운 자동차(8) 흉기에 가까웠던 '총알 범퍼' 첨단 센서와 공기역학으로 진화

1955 캐딜락 엘도라도의 크롬 범퍼, 일명 총알 범퍼라고도 불렸다. (AI 이미지)

[오토헤럴드 김흥식 기자] 자동차 범퍼(Bumper)에는 까다로운 안전 기준이 적용된다. 일정한 속도(시속 4.1km)에서 충돌했을 때 등화 장치와 출입 장치, 동력계와 제동 장치가 영향을 받지 않고 정상적으로 작동할 수 있어야 한다. 보행자 보호를 위한 충격 흡수 구조도 갖춰야 한다.

자동차 범퍼가 처음부터 그랬던 것은 아니다. 범퍼(Bumper)의 어원은 스포츠 경기에서 상대방을 밀어낼 때 사용하는 장비에서 시작했다. 아이스하키 경기장 투명 보드, 미식축구의 보호장구, 스마트폰 케이스도 범퍼의 일종이다.  

자동차 범퍼가 처음부터 '보호'를 목적으로 개발되고 적용된 것은 아니다. 1900년대 초반 등장하기 시작한 범퍼는 차량의 외관을 꾸미기 위한 금속 장식이었다. 얇고 직선형인 금속에 선호하는 페인트를 칠해 외관을 꾸미는 용도로 장착했다.

제조사 가운데 범퍼를 장착한 최초의 자동차는 현 스코다(Skoda)의 전신인 체코 네슬스도르퍼 바겐바우 팜브릭스게젤샤프트(Nesselsdorfer Wagenbau-Fabriksgesellschaft)로 알려져 있다. 충격을 흡수할 수 있는 범퍼는 다임러를 창업한 프레드릭 심즈(Frederick Simms)가 1905년 발명했다.

자동차 범퍼는 크기와 위치에 따라 안전에 미치는 영향이 크다.

프레드릭은 범퍼가 장식용이 아닌 차량의 주요 부품 손상을 방지하는 완충 장치 역할을 해야 한다고 주장했던 최초의 인물이기도 하다. 하지만 이후에도 자동차 범퍼는 오랫동안 요란한 장식용에 그쳤고 그래서 대부분 차량의 전면에만 부착했다.

자동차 외관을 멋스럽게 꾸미려는 수요가 많아지면서 범퍼의 형태와 소재도 달라지기 시작했다. 자동차 제조사들은 차별화한 디자인으로 모델의 특성과 개성을 살리기 위해 경쟁을 벌였는데 쉐보레 슈페리어(1926 Superior)가 처음으로 크롬으로 도금한 범퍼를 달고 나오면서 더 크고 화려해졌다. 

1930년대, 1940년대 등장하는 자동차 대부분의 범퍼가 커지고 화려해졌지만 안전 장비의 역할과는 거리가 멀었다. 오히려 강철 범퍼로 인해 수 많은 보행자의 치명적인 부상과 차량의 파손을 초래하는 대표적 흉기로 지적을 받았다.

2차 세계 대전이 끝나고 자동차 산업이 비약적으로 발전하면서 범퍼는 차량 외관을 장식하는 디자인의 하나로 인식되기 시작했다. 범퍼의 위치와 크기, 모양이 더 높고 작아지고 가벼워진다. 또한, 라디에이터 그릴, 차량의 본체와 결합해 디자인적 요소를 강조하고 결정하는 데 큰 역할을 하게 된다.

자동차 범퍼 내부에는 충격을 흡수하는 크러시존을 비롯해 각종 첨단 안전 센서가 포함되고 있다. 

폰티악이 1968년 세계 최초로 GTO의 범퍼 소재를 플라스틱으로 바꾼 것 역시 안전보다는 색상의 조합이 자유롭고 충격 흡수 능력이 뛰어난 재질의 특성 덕분에 귀한 차체를 보호하는 데 더 효과적이라고 판단해서다. 폰티악은 당시 큰 망치로 범퍼를 내리치고 차체가 멀쩡하다는 점을 강조하는 광고를 내보내기도 했다.

자동차가 많아지면서 보행자 사고가 크게 늘자 범퍼의 역할도 달라지기 시작했다. 미국 정부는 1973년 충돌 시 보행자는 물론 차량 보호를 위해 범퍼의 안전 기준을 도입했다. 당시 기준은 시속 2.5마일(4.0km/h)의 후방 충격과 최대 5마일(8km/h)의 정면 충격을 견딜 수 있게 했다.

이후 보행자 보호를 위해 범퍼의 위치와 형상, 소재에 대한 기준이 강화됐다. 범퍼는 일반적인 승용차는 물론 지상고가 높은 SUV 또는 차량간 충돌 시 발생하는 오버라이드와 언더라이드 등 여러 안전 요소를 고려해 위치와 형상을 결정한다.

다만 일반적인 승용차 이외에는 보행자와 차량간 충돌에서 더 치명적 부상과 손실을 초래하는 SUV, MPV, 픽업트럭, 미니밴 등에는 안전기준을 적용하지 않고 있다. 미국 안전보험협회에 따르면 전 세계적으로 인기인 SUV는 특히 보행자 치사율이 높은 것으로 나타나고 있어 대책이 필요하는 지적을 받고 있다.

최근의 자동차 범퍼는 헤드램프와 라디에이터 그릴과 일체화한 구성과 공기역학 성능까지 고려하고 있다. 

한편 자동차 범퍼는 정면과 오프셋 등 다양한 환경의 충돌 상황에 대비하고 에너지를 흡수해 충격을 완화하는 크러시  존, 첨단 디지털 센서와 에어백 센서 등을 품은 첨단 안전 장비로 진화했다. 범퍼의 소재도 폴리스티렌 폼 코어에 플라스틱으로 외부 페시아를 마감해 충격 에너지의 강도를 낮추고 있다. 뿐만 아니라 헤드 램프와 라디에이터 그릴과 일체화한 구성과 공기역학 성능까지 고려해 디자인하고 있다. 

김흥식 기자/[email protected]