메탈헤드의 「카 북」 읽기 (2) 기념비적 혁신을 이룬 차

5월부터 사이언스북스 블로그에서 새로운 연재물이 시작됩니다. 자동차 저널리스트이자 DK 대백과사전 「카 북」의 번역자 중 한 분이시기도 한 류청희 선생님 - 메탈헤드란 닉네임이 더 친숙한 분이 계실지도 모르겠네요 - 이 「카 북」에 등장하는 자동차 관련 이야기들을 재미있게 풀어주실 예정이랍니다.

'메탈헤드의 「카 북」 읽기' 2편 시작합니다.

* 본 연재는 마른모들의 Joyride (http://blog.naver.com/joyrde)에서도 보실 수 있습니다. 

메탈헤드의 「카 북」 읽기 (프롤로그) 자동차와 두근두근 편

메탈헤드의 「카 북」 읽기 (1) 시대를 잘못 타고난 차 편에 이어...

메탈헤드의 「카 북」 읽기 (2) 기념비적 혁신을 이룬 차

글 : 류청희(메탈헤드)

기념비적 혁신을 이룬 차

오늘은 자동차 생산과 기술 관점에서 기념비적인 혁신을 이룬 차들에 관한 이야기입니다. 첫 연재 글인 ‘시대를 잘못 타고난 차’의 앞부분에서도 이야기했듯이, 자동차는 끊임없이 새로운 기술이 시도되고 접목되면서 발전해 왔습니다. 그리고 발전은 지금도 계속되고 있습니다. 다만 요즘에는 자동차 만들기의 틀이 거의 완성되어, 획기적이라 할 만한 혁신은 좀처럼 나오지 않고 있죠. 그리고 참신하다고 여겨지는 기술조차도 그 이론적 뿌리는 아주 오래 전으로 거슬러 올라가는 것이 많습니다. 사실 현대적인 자동차 설계와 생산의 기본적인 틀은 1930년대 이전에 거의 완성되었습니다. 바꾸어 말하면 자동차의 모습과 기능은 물론 자동차 만들기의 틀을 과거와는 다른 모습으로 완전히 바꾸어 놓은 혁신은 그 이전에 대부분 이루어졌다고도 할 수 있습니다. 그래서 이번 글에도 지난번 글과 마찬가지로 최근보다는 1930년대 이전의 차들이 많이 다루어진다는 것을 미리 말씀 드리고 싶네요.

 

주변에서 우리가 흔히 접하는 승용차의 구조를 보면 대부분 엔진과 변속기 등 차가 움직이는 데 필요한 요소들, 즉 구동계가 차체 앞쪽에 놓여 있습니다. 그리고 그 뒤로 사람이 타는 공간이 있고 차체 맨 뒤에는 짐을 싣는 공간이 있습니다. 엔진의 구동력이 전달되는 바퀴는 앞바퀴일 수도 있고 뒷바퀴일 수도 있지만, 거의 모든 승용차들이 구동계가 차체 앞쪽에 놓이고 그 뒤에 운전석이 있는 것은 굳이 설명하지 않아도 모든 사람들이 당연하게 여기고 있는 자동차의 기본 구조입니다.

 

하지만 자동차가 처음 발명된 이후 꽤 오랜 시간 동안 이런 구조는 전혀 당연한 것이 아니었습니다.  『카 북』 ‘자동차 시대의 개척자’(10~11쪽) 부분에 나와 있는 차들을 보더라도 엔진의 위치는 제각기 다른 것을 알 수 있습니다. 오히려 지금과는 달리 적지 않은 수의 자동차들이 좌석 아래나 뒤쪽에 엔진이 놓여 있죠. 세계 최초의 내연기관 자동차로 알려져 있는 벤츠 파텐트 모토바겐(11쪽)도 좌석 뒤쪽의 뒷바퀴 위에 엔진이 있었습니다. 19세기 말에서 20세기 초에 이르는 기간에는 엔진의 동력을 바퀴로 전달하는 기계 구조가 충분히 발전하지 않은 상태였기 때문에 가능한 한 굴림 바퀴에 가까운 곳에 엔진을 두어야 했습니다. 앞바퀴는 방향을 바꾸는 구조를 더해야 했기 때문에 복잡한 것을 피하려면 뒷바퀴를 굴림바퀴로 활용하는 것이 자연스러웠고, 그래서 엔진이 뒷바퀴 쪽에 놓였습니다.

 

그런데 이렇게 엔진이 차 뒤쪽에 놓이면 무게가 뒤로 쏠려 승차감이 나빠지거나 빠른 속도로 달릴 때 차의 움직임이 불안해질 수밖에 없었습니다. 이런 문제를 해결하기 위해 프랑스의 파나르 에 르바소는 비교적 무게가 나가는 엔진과 변속기를 차체 앞쪽에 놓고 뒷바퀴로 구동력을 전달하는 기구를 갖춘 형태의 차를 만들었습니다. 이 구조는 무게가 차체 앞뒤로 비교적 고르게 배분되어 다른 차들보다 안정적으로 달릴 수 있었습니다. 이 구조는 개발자인 르네 파나르(Rene Panhard)의 성을 따라 ‘시스템 파나르(Systeme Panhard)’라는 이름이 붙을 정도로 당시에는 획기적인 설계로 인정받았습니다. 시스템 파나르는 이후에 나온 거의 모든 차들이 따르는 자동차의 기본 구조로 자리를 잡게 되는 역사적으로 매우 중요한 설계 중 하나입니다. 1891년에 나온 파나르 에 르바소 페이튼(11쪽)은 이 시스템 파나르 설계가 쓰인 첫 차였습니다. 시스템 파나르 설계의 우수성이 인정받으면서 앞 엔진 뒷바퀴 굴림 방식은 자동차 구동계의 기본으로 자리를 잡습니다.

 

하지만 언제나 그렇듯 예외는 있기 마련입니다. 네덜란드의 스피케르가 1905년에 내놓은 12/16HP 더블 페이튼(17쪽) 같은 차에는 일찌감치 네 바퀴 굴림(4륜구동)방식이 쓰였고,  『카 북』에는 나오지 않지만 일찌감치 1890년대 말에는 앞바퀴 굴림 방식도 첫 선을 보입니다. 1920년대 말에 들어서면 알비스 FWD(64쪽)와 코드 L-29(50쪽), 1930년대에는 11 라지(86쪽)를 비롯한 시트로엥 트락숑 아방이 성공을 거두며 등이 앞바퀴 굴림 방식의 장점을 입증했습니다. 하지만 이런 초기 앞바퀴 굴림 차들은 변속기와 뒤 차축 사이를 잇는 프로펠러 샤프트가 없을 뿐, 뒷바퀴 굴림 차와 구조적 차이는 거의 없었습니다. 엔진과 변속기만 간단히 앞뒤로 돌려 놓은 구조였기 때문에 엔진 구동력이 앞바퀴로 전달된다는 것이 특징의 전부였습니다.

 

이런 고전적 앞바퀴 굴림 차와 뚜렷하게 구분되는 현대적 개념의 구동계 배치가 등장한 것은 제2차 세계대전이 끝나고도 한참 뒤인 1959년의 일입니다. 자동차에 관심 있는 사람이라면 누구나 한눈에 알아볼 수 있는 미니가 바로 그 주인공이었습니다. 처음에는 오스틴 미니 세븐(156쪽, 158~161쪽)과 모리스 미니마이너라는 이름으로 나온 오리지널 미니는 영국 TV 코미디물인 ‘미스터 빈’과 일본 만화 ‘시티헌터’ 등을 통해서도 국내에 잘 알려져 있는 차입니다. 작고 귀여운 모습의 미니는 제2차 세계대전 이후 궁핍했던 유럽 경제상황과 1956년에 있었던 이집트의 수에즈 운하 봉쇄로 불안해진 석유수급 때문에 나온 작고 형편없는 초소형차, 일명 마이크로 카와 버블 카(156~157쪽)에 대응하기 위해 만들어졌습니다. 당시 오스틴과 모리스 브랜드를 거느리고 있던 영국 BMC의 레오나드 로드 회장이 ‘작지만 제대로 된 차를 좀 만들어보자’며 알렉 이시고니스에게 설계를 맡겨 만들어진 것이 바로 오리지널 미니였습니다.

 

 

알렉 이시고니스는 한정된 크기 안에 기본적인 자동차의 구성요소와 어른 4명이 탈 수 있는 실내공간을 모두 갖추기 위해 참신한 개념의 설계를 미니에 담습니다. 이전까지 세로 방향, 즉 차체 길이 방향으로 배치했던 엔진을 가로 방향으로 돌리고 변속기를 엔진과 일체형으로 만들어 엔진룸 길이를 최대한 줄였습니다. 그 덕분에 차체 길이에 비해 실내 공간이 매우 넉넉한 차체가 만들어질 수 있었습니다. 이렇게 엔진을 가로로 배치해 실내 공간을 극대화한 미니의 차체 구조는 그 후로 만들어진 대다수 유럽 소형차에도 고스란히 반영됩니다. 말하자면 미니는 현대적 앞 엔진 앞바퀴 굴림 소형차의 기틀을 다진 차라고 할 수 있습니다. 미니가 단순히 작고 귀여운 고전적 느낌의 소형차가 아니라 자동차 역사에서 매우 중요한 이정표를 세운 차라는 점도 기억해 두시면 좋겠네요.

 

이제 다시 이야기의 초점을 자동차 초창기로 옮겨보죠. 초기 자동차는 대부분 거의 모든 부품을 제조자가 직접 가공하고 조립해 만드는 수제품이었습니다. 자동차 한 대를 만들고 나서 또 다른 차를 만들 때에는 다시 새로운 기술적 시도를 반영해서 설계 단계에서부터 완전히 새롭게 시작하는 과정을 반복하는 경우도 많았습니다. 세상에 한 대뿐인 차는 희소성 높은 특별한 존재일 수는 있겠지만, 어디 한 군데라도 고장이 나면 부품을 구하지 못해 폐기 처분해야 하는 애물단지로 전락해 버릴 수도 있었습니다. 실제로 그렇게 사라진 차들도 많았구요. 이런 문제점을 해결하기 위한 방법으로 올즈모빌은 부품을 규격화합니다. 부품의 규격화는 한 부품이 고장이 나면 똑같은 새 부품으로 교체할 수 있는 것은 물론이고, 똑같은 차를 여러 대 만들 수 있어 대량생산도 할 수 있게 되죠. 자동차의 대량생산을 이야기할 때 가장 많이 언급되는 차는 포드 모델 T(17쪽, 18~21쪽)이지만, 가장 먼저 대량생산을 실현한 것은 올즈모빌이었습니다.

 

  

이렇게 해서 만들어진 세계 최초의 대량생산 승용차가 1901년에 나온 올즈모빌 커브드 대시(16쪽)입니다. 커브드 대시(Curved Dash)는 차체 앞쪽으로 뻗어 있는 발판, 즉 대시보드가 곡면이어서 붙은 이름입니다. 첫 양산차인 커브드 대시는 1901년부터 1907년까지 1만 9,000여 대가 만들어졌습니다. 커브드 대시 덕분에 자동차를 둘러싼 환경은 새로운 흐름을 타기 시작하죠. 대량생산이 이루어지면서 차 값은 저렴해졌고, 자동차 정비는 쉬워졌습니다. 그 덕분에 이전까지 발명가의 기술력을 과시하는 수단이나 부유층의 호사스러운 취미로 여겨졌던 자동차에 대한 인식도 바뀌기 시작했습니다. 무엇보다 대량생산은 좀 더 많은 사람이 자동차가 주는 자유로운 이동의 혜택을 누릴 수 있도록 해 줌으로써 자동차 대중화의 길을 열었습니다. 이런 대량생산 방식을 좀 더 효율적으로 발전시켜 줄줄이 이어지는 조립공정을 통해 차가 조립되는 일관 생산 방식을 완성한 것이 포드였고, 그런 과정으로 만들어져 대중에게 널리 보급된 첫 차가 포드 모델 T였던 것입니다.

 

 

포드 모델 T는 1908년부터 1927년까지 20여 년 동안 무려 1,500만7,033대가 만들어졌습니다. 1972년에 폭스바겐 비틀(124쪽, 126~129쪽)에 의해 기록이 깨지기 전까지 세계에서 가장 많이 만들어지고 팔린 차였고, 세계에서 굴러다니는 차의 절반 이상이 모델 T였던 시기도 있었죠. 그처럼 많이 만들어진 모델 T는 10년 사이에 무수한 변화가 이루어졌지만, 기본적인 구조는 크게 바뀌지 않았습니다. 사다리꼴로 만들어진 프레임 위에 차체를 얹는 구조도 그대로 이어졌죠. 당시에 만들어진 차들 대부분이 그런 구조였고, 프레임에 차체를 결합하는 구조는 그 후로도 제법 오랫동안 승용차의 기본 구조로 활용됩니다. 이런 구조는 프레임이 위로는 차체의 무게를 분산시키고 아래로는 바퀴로부터 전달되는 충격을 완충하는 서스펜션을 지탱해서 거친 길을 달리기에는 비교적 효과적이었습니다. 하지만 프레임 위에 올려진 차체 때문에 무게중심이 높은 것이 단점이었죠. 천천히 달릴 때에는 상관없지만 빨리 달릴수록 실내 바닥도 높아 차에 타고 내리기도 쉽지 않았구요.

 

 

프레임 구조의 차체가 지닌 단점은 모노코크라는 새로운 설계가 해결했습니다. 모노코크는 껍질 역할을 하는 차체 표면 안쪽에 특정한 구조의 형태로 가공한 철판을 붙여 에너지가 차체 전체로 분산되도록 만든 구조입니다. 프레임의 역할을 차체 전체가 나누어 하는 셈이죠. 이런 구조는 프레임이 필요 없기 때문에 프레임 높이만큼 차체를 낮출 수 있어 빠른 속도에서 더 안정되게 달릴 수 있습니다. 또한 차체 무게도 가벼워져 같은 힘을 내는 엔진을 얹는다고 했을 때 프레임 방식 차체보다 더 뛰어난 성능을 낼 수 있죠. 이런 모노코크 구조가 처음 쓰인 자동차는 1922년에 나온 란치아 람다(51쪽)였습니다. 람다의 겉모습은 당시의 다른 차들과 비슷했지만 차체 바닥이 낮고 가벼웠습니다.

 

 

이 혁신적인 구조는 장점이 뚜렷했지만 프레임 방식 차와는 다른 생산공정을 필요로 했습니다. 그래서 이미 프레임 방식에 최적화된 생산 시스템을 갖춘 자동차 회사들은 단숨에 이 방식으로 돌아서지는 못했죠. 모노코크 구조에 알맞은 생산방식이 자리를 잡기까지는 제법 오랜 시간이 걸렸습니다. 이탈리아에서 처음 태어난 모노코크 구조 설계는 1930년대가 되어서야 미국에 전파됩니다. 미국에서 처음으로 모노코크 구조의 차가 대량생산된 것은 람다의 탄생시기보다 12년 늦은 1934년이었습니다. 그런데 미국 최초의 대량생산 모노코크 구조 차는 또 다른 기념비적인 이유로 주목을 받았습니다. 공기역학적 디자인 개념을 본격적으로 양산차에 접목한 것인데요. 그 차의 이름은 크라이슬러 에어플로였습니다.  『카 북』에는 여러 종류로 나온 에어플로 중 기본형 세단인 CU 에어플로 에잇(93쪽)이 나와 있습니다.

 

에어플로는 공기흐름을 매끄럽게 유도해 공기 저항을 적게 받는 차체를 만들기 위해 크라이슬러가 처음으로 풍동(빠르고 센 바람이 부는 터널)을 이용해 디자인한 차입니다. 1920년대부터 자동차의 성능을 높이기 위해 공기역학적 차체를 만들기 위한 시도가 여러 곳에서 이루어졌는데, 양산차에 적극적으로 반영한 것은 에어플로가 처음이었죠. 에어플로의 앞쪽 차체는 당시 보기 드문 것이었습니다. 앞바퀴 주변을 덮는 펜더가 차체와 매끄럽게 이어지는 형태는 비슷한 시기에 나온 다른 차에서도 조금씩 시도되었던 것이지만, 부드러운 곡선을 그리는 차체 앞부분에 모양만 살아 있는 라디에이터와 헤드램프를 모두 집어 넣은 것은 에어플로가 처음이었습니다. 지금은 당연하지만 각진 형태의 라디에이터는 보닛 안에 들어있었고, 절반으로 나누어진 앞 유리는 바람을 더 잘 가르도록 가운데 부분이 앞으로 튀어나온 V자 형태로 만들어졌습니다.

 

 

에어플로는 혁신적인 디자인 말고도 여러 첨단 기술이 쓰인 혁신적인 차였지만 흥행에는 실패했습니다. 보수적인 소비자들이 받아들이기에는 디자인이 너무 혁신적이었던 거죠. 에어플로가 좀처럼 팔리지 않자 크라이슬러는 연식을 바꾸면서 좀 더 전통적인 자동차 모습에 가깝게 차를 손질하기 시작했는데, 이는 시장의 요구에 따른 퇴보였습니다. 결국 에어플로는 3년 만에 생산이 중단되고 맙니다. 하지만 차츰 공기역학적 디자인은 시대의 흐름이 되었습니다. 1930년대 중반 이후에 유럽에서 나온 여러 차들을 보면 에어플로의 영향을 직간접적으로 받은 것을 알 수 있습니다.  『카 북』의 1940년대 부분으로 넘어가 보면 차체 전체를 부드러운 곡면으로 만든 공기역학적 디자인의 차들이 많이 보이지만, 여전히 라디에이터 그릴이 곧추서고 펜더가 두드러진 고전적 디자인의 차들도 적지 않은 것을 알 수 있습니다. 에어플로의 아이디어가 세계 자동차 업계에 널리 퍼지기까지 최소한 10년 이상의 시간이 필요했다는 걸 알 수 있죠. 그런 점에서 크라이슬러 에어플로는 10년은 앞선 차였다고 할 수 있습니다.

 

공기역학적 디자인의 차체는 차의 성능을 높여줄 뿐 아니라 연료소비도 줄여줍니다. 요즘 같은 고유가 시대에는 공기역학적 특성이 뛰어난 차를 고르면 연료비 절감에 도움이 될 텐데요. 그보다 디젤 엔진을 얹은 차를 고르는 것도 연료비를 아끼는 좋은 방법 중 하나입니다. 연료와 엔진의 특성상 같은 배기량이라면 휘발유 엔진보다 디젤 엔진이 연료를 훨씬 적게 소비하기 때문이죠. 2000년대 초반까지만 해도 우리나라에서 팔리는 자동차 중 디젤 엔진을 얹은 것은 트럭이나 버스 같은 상용차나 SUV로 제한되어 있었지만 요즘은 수입차를 중심으로 승용차에도 비교적 폭넓게 쓰이고 있습니다. 국내에서는 법규 때문에 2005년에야 디젤 승용차가 허용이 됐지만, 유럽에서는 일찍부터 디젤 승용차가 비교적 깊이 뿌리를 내리고 있었습니다. 그리고 그 뿌리 중 하나는 1936년에 나온 메르세데스벤츠 260D(87쪽)에서 시작됩니다.

 

 

초기에 디젤 엔진은 매우 컸습니다. 휘발유 엔진보다 폭발력이 커서 그만큼 더 튼튼하게 만들어야 했고, 소재나 가공기술이 부족했던 시절에는 튼튼하게 만들려면 크기를 키우는 방법 밖에는 없었기 때문이죠. 하지만 기술이 발전하면서 점점 더 작은 크기로 만들 수 있게 되었고, 1923년에는 트럭에 처음으로 디젤 엔진이 쓰이기 시작했습니다. 하지만 일반 승용차에 쓸 수 있을 정도로 디젤 엔진의 크기가 작아진 것은 1930년대 중반의 일입니다. 그 결과로 만들어진 것이 메르세데스벤츠 260D였던 것이죠. 260D는 매우 경제적인 차였지만 옛날 디젤 엔진이 대부분 그랬듯 무척 시끄럽고 진동이 컸습니다. 하지만 수익성을 중시하는 운수사업자에게는 그만큼 반가운 차가 없었죠. 그래서 적잖은 수의 260D가 택시로 팔려 나갔습니다. 지금도 유럽에서 쓰이고 있는 택시 중 적지 않은 수가 디젤 엔진을 얹고 있습니다. 우리나라에서는 제도적으로 택시용 연료를 LPG로 제한하고 있지만, 언젠가는 디젤 엔진 택시가 등장하지 않을까 기대해 봅니다.

 

다음 편에 계속됩니다.

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DK 대백과사전 「카 북」

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