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자동차 주요 기능들의 탄생 스토리

작성일2017.03.13

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작성자 : 이성화

비가 오면 와이퍼를 작동시키고, 차선을 변경할 땐 방향 지시등을 켜는 것은 너무나 당연한 자동차의 편의 기능이자 기본적인 사항입니다. 자동차에 늘 있어온 다양한 기능들은 편의적인 이점으로써도 중요할뿐더러, 사고로부터도 보호해주는 중요한 장치들이기도 합니다.

당연하게 여겼지만 생각해보면 우리에게 편리함을 주는 다양한 중요 장치들은 과연 누가 개발했을까요? 또 어떤 유래를 가지고 있을까요? 고맙고 기특한 여러 가지 자동차 기능의 개발자와 그 유래를 알아보는 시간을 가져봅시다.


1. 차동장치 (differential gear)


차동장치는 1827년 프랑스의 학자 ‘O.페쾨르’가 발명했다고 합니다. 편안한 코너링을 가능하게 하는 차동장치는 승차감과도 연관성이 깊습니다. 운전을 하다 보면 직진뿐만 아니라 좌회전, 우회전, 그리고 또 가끔은 U턴을 하는 경우가 발생합니다. 혹시 선회를 하게 될 때, 안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 회전수의 차이를 생각해 보신 적이 있나요? 선회를 할 때, 바깥쪽 바퀴의 회전수가 안쪽 바퀴의 회전수보다 큰데요. 쉬운 이해를 위해 그림을 함께 볼까요?


안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 회전 차이를 설명해주는 그림
안쪽 바퀴와 바깥쪽 바퀴의 회전 차이를 설명해주는 그림

차량이 반시계방향으로 회전을 하고 있다고 생각하면 1번은 차량의 왼쪽, 즉 안쪽 바퀴를 의미하고 2번은 차량의 오른쪽 바퀴, 즉 바깥쪽 바퀴를 의미하게 됩니다. 바깥쪽 바퀴가 그리는 원의 크기가 안쪽 바퀴가 그리는 원의 크기보다 크니 당연히 회전수가 많을 수밖에 없습니다.

그런데 신기한 사실은 우리가 선회를 할 적에는 양쪽 바퀴의 회전수 차이를 전혀 느끼지 못한다는 것입니다. 부드럽게 주행이 가능하며, 심지어 코너 구간에서 가속을 해도 승차감에 지장을 주지 않습니다. 이런 편안한 코너링을 선사해준 장치가 바로 차동기어 장치입니다.

4개의 기어가 서로 맞물려 좌우 측 바퀴의 회전수 차이를 극복시켜 안정감과 동시에 편안한 승차감을 만들어주는 위대한 발명품입니다. 차동장치는 증기자동차에 처음으로 적용되었고, 19세기 말 내연기관이 등장하자 널리 보급되었다고 합니다. 만약 차동장치가 없었다면 코너를 할 때마다 불쾌한 승차감과 동시에 타이어의 끌림으로 마모가 심해 자주 타이어를 교환해주어야 했을 겁니다. 운전을 하며 코너를 돌 때 한번쯤 차동장치를 떠올려 보세요.


2. 와이퍼


와이퍼의 모습
와이퍼의 모습

비가 오면 자동으로 작동하고 비가 내리는 정도에 따라 속도도 제어가 되는 와이퍼는 빗길 주행 시 시야를 확보하는 데에 큰 도움을 줍니다. 그런데 놀라운 사실은 이런 와이퍼를 처음 발명한 사람은 미국 엘라바마주 버밍엄에 살던 평범한 가정주부 ‘마리 앤더슨’이라는 것입니다.

당시 자동차들은 폭우가 쏟아지는 날이면 운전이 불가능할 정도로 시야가 좋지 못하여 비가 오는 날이면 사고율이 급증했다고 합니다. 이런 불편을 느끼고 있던 앤더슨 부인은 마당을 쓸다 손에 쥔 빗자루에서 아이디어를 얻어 ‘창문 닦기’라는 새로운 개념의 장치를 만들게 됩니다. 이 기구를 발명해 특허를 받았으나 당시 큰 인기를 얻지는 못했습니다.


메리 앤더슨 (출처 - http://www.famousinventors.org/mary-anderson)
메리 앤더슨 (출처 - http://www.famousinventors.org/mary-anderson)

15년 후 앤더슨 부인의 ‘창문 닦기’는 포드 자동차의 한 기술자에 의해 차량에 적용되었지만, 수동식이어서 비가 오면 운전자가 스티어링 휠을 조정함과 동시에 와이퍼 손잡이를 돌려야 했습니다. 때문에 항상 조수석에 동승한 사람이 비가 오면 레버를 돌려 빗물을 닦아 주어야 했는데, 당시 옆자리에는 주로 부인이 많이 앉아 있었기 때문에 와이프가 창문을 닦아준다 하여 와이퍼로 이름이 붙여진 것으로 보입니다.

현재는 여러 종류의 와이퍼들이 있습니다. 뒤쪽 유리뿐만 아니라 헤드램프까지 세척해주는 장치가 있으며 유리를 코팅하여 빗방울이 떨어지게 함으로써 사고를 미연에 방지하기도 합니다.


SUV 차량의 리어 와이퍼
SUV 차량의 리어 와이퍼

해치백이나 SUV 차량은 바람의 힘으로 물방울이 흘러가지 않고 고여있어 뒷유리가 쉽게 오염되고 시야 확보에 불리합니다. 때문에 뒷유리에도 와이퍼가 장착되어 있죠.


헤드램프 워셔 장치
헤드램프 워셔 장치

와이퍼는 유리를 닦는 것에서 발전하여 고압으로 세척액을 분사하여 헤드라이트의 표면을 깨끗이 하는 기능의 출현에도 큰 이바지를 했습니다. 손으로 레버를 돌려서 수동으로 와이퍼를 작동시켰던 발명품이 이렇게 발전되어 운전자의 안전에 큰 도움을 준다는 사실을 앤더슨 부인이 알게 된다면 얼마나 뿌듯할까요?


3. 방향 지시등


방향지시등의 헤드램프
방향지시등의 헤드램프

차선 변경을 할 때 켜야 하는 방향 지시등, 즉 우리가 흔히 부르는 깜빡이를 켜는 것은 너무나 당연한 운전자들 간의 약속입니다. 만약 깜빡이가 없다면 어떨까요? 수많은 접촉사고도 발생하겠지만 차선 변경을 할 때마다 문밖으로 손을 내밀어 양해를 구해야만 차선 변경이 가능할 겁니다.

이런 번거로움을 없애준 방향 지시등, 그 역사도 상당히 오래되었는데요. 자동차가 많아지면서 도로는 1차선에서 2차선으로 확대되었고, 교통량의 증가로 방향 지시등의 필요성을 느낀 영국의 ‘K.B 크리머’는 1893년 문자 형식의 방향 지시판을 발명합니다. 방향 지시판은 Left와 Right 글자를 수동으로 바꿀 수 있도록 차량 뒷부분에 장착하여 운전자의 진로 변경 의사를 알리는 역할을 했습니다.


플로렌스 로렌스 (출처 - 위키피디아)
플로렌스 로렌스 (출처 - 위키피디아)

그 후 시간이 흘러 1914년 캐나다 출신 배우 ‘플로렌스 로렌스’가 전구를 이용한 방향 지시봉을 개발합니다. 플로렌스 로렌스는 최초의 할리우드 스타 개념을 만들어낸 여배우로서 방향 지시등 발전에 큰 기여를 한 인물입니다. 이후로 방향 지시등은 전자식으로 발전하여 독일의 ‘맥스 윌’과 ‘레른스트 뉴먼’에 의해 지금의 모습을 갖추게 되었습니다.


사이드미러에 장착된 방향 지시등
사이드미러에 장착된 방향 지시등

지금은 이렇게 사이드미러에도 방향 지시등을 추가하여 차량의 움직임을 예상하는 것을 쉽게 하여 안전은 물론 멋까지 갖춰 차량에 적용되고 있습니다.


급제동 시, 정지 후 비상등이 점멸됩니다.
급제동 시, 정지 후 비상등이 점멸됩니다.

또한 기술이 발달하여 급제동 경보 시스템 ESS(emergency stop signal)가 차량에 적용됩니다. 방향 지시등이 동시에 양쪽으로 들어오면서 뒤차에게 위급상황을 알리게 되죠. 주행 중 급제동을 할 경우 브레이크 램프가 빠르게 깜빡이며 뒤에 오는 차량에 경고를 보낸 후 급제동 상황이 끝이 나면 사진처럼 비상등이 점멸되어 주의를 주는 기술입니다. 방향 지시등에서 시작하여 ESS까지, 자동차에 대한 관심과 열정이 많은 사람에게 안전과 혜택을 선물해 주었다는 생각이 듭니다.


4. 룸미러 & 사이드미러


안전한 운전에 있어 절대적으로 필요한 요소라고 하면 저는 거울, 즉 <미러>라고 말하고 싶습니다. 달리는 자동차에 사이드미러가 없다면 어떻게 될까요? 고개를 돌려 뒤를 보랴 옆을 보랴 상당히 정신이 없는 운전이 될 겁니다. 고개를 돌리지 않고 시선만 변경하며 운전이 가능할 수 있었던 계기는 카레이서 ‘레이 하룬’이 1911년 당시 떠올렸던 아이디어 덕분이죠.


레이 하룬 (출처 - http://www.g-car.co.kr/storyG/storyboard_detail.do?seq_no=32784&board_id=STORY_COLUMN)
레이 하룬 (출처 - http://www.g-car.co.kr/storyG/storyboard_detail.do?seq_no=32784&board_id=STORY_COLUMN)

그는 유명한 카레이서였고 그 당시 레이스 경기에서는 2인승 자동차가 사용되었습니다. 운전자 이외에 정비사가 동승하여 뒤를 쫓아오는 차량의 상황과 함께 장시간 주행으로 인해 발생하는 자동차 고장을 수리했습니다. 레이 하룬은 차량의 무게를 줄이기 위해 노력을 했지만 1명의 사람만 탑승하는 것만큼의 효과를 만들어내기는 어려웠습니다.

그러던 어느 날 화장대에 비친 자신의 모습을 발견한 후 자동차에 거울을 달면 정비사가 없어도 내 차 뒤의 상황을 더 잘 알 수 있겠구나 생각을 하여 운전대 위에 거울을 장착하게 됩니다. 그 결과 한 명의 탑승으로 경기에 출전한 레이 하룬은 경량화에 성공하여 레이스에서 우승을 차지합니다. 아내의 화장대가 우승을 만들어준 거죠.


룸미러(위), 사이드미러(아래)
룸미러(위), 사이드미러(아래)

우리는 화장대 덕분에 룸미러와 사이드미러의 역할로 고개를 돌리지 않고 주행 및 주차를 할 수 있습니다.


후측방 경보 시스템이 장착된 차량의 사이드미러
후측방 경보 시스템이 장착된 차량의 사이드미러

차선을 안전하게 변경하기 위해 최근에는 사이드미러에 차선 변경 가능의 유무까지 빛으로 표시가 되고 있습니다. 뒷부분에 장착된 레이더를 통해 차량이 감지되면 사이드미러에 존재하는 아이콘에 불이 들어오면서 차선 변경을 방지합니다. 더 나아가 억지로 차선 변경을 시도한다면 경고음과 동시에 스티어링 휠에 진동을 주어 운전자에게 주의를 주는 기능도 있습니다.

자동차는 여러 부분에서 끊임없이 발전하고 있다는 사실이 신기하고 놀라울 따름입니다. 단지 뒤를 볼 수 없던 불편함을 당연하게 생각하지 않고 좀 더 나은 환경을 만들기 위해 노력하고 생각한 것이 이렇게 대단한 기술로 이어질지 누가 알았을까요?


마무리



자동차에 없어서는 안 될 기술들을 개발한 사람들과 그 유래에 대해 알아봤는데요. 너무나 당연하게 여겼지만, 다시 한번 생각해보면 당연하지 않은 것들이었습니다. 한 개인의 아이디어와 그것을 일생 생활에서 사용할 수 있도록 노력한 수많은 사람들 덕분에 당연한 것이 되었죠.

오늘날 우리가 이렇게 안전과 편리함이라는 혜택을 동시에 받으며 즐겁게 운전을 할 수 있는 것이 모두 많은 사람들의 노력이 있었기에 가능했다고 생각합니다. 다양한 아이디어들이 출현하는 지금, 과연 미래에는 어떤 신기하고 놀라운 기술들이 우리를 기다리고 있을지 기대됩니다.


영현대기자단13기 이성화 | 충북대학교
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