장마가 시작되었습니다. 여름철 빗길 운전은 매우 위험합니다. 그중에서도 수막현상이 발생하면 차량의 제어가 불가능하기 때문에 상태라 대형 사고로 이어지는 경우가 많습니다. 오늘은 수막현상의 발생 원리와 원인, 위험성 그리고, 수막현상 발생 시 대처 요령에 대해 알아보겠습니다. 수막현상 발생의 가장 큰 원인은 심하게 마모된 타이어의 사용입니다. 마모도 조사 결과 우리나라 자동차의 약 45% 정도가 수막현상에 노출되어 있습니다.

수막현상은 자동차가 물이 고인 노면을 고속 주행 시 그루브 사이에 있는 물을 배수하는 기능이 감소되어, 타이어 접지면의 앞쪽에서 물이 침범하고 그 압력에 의해 타이어가 노면으로부터 떠올라 물위를 미끄러지는 현상을 말합니다. 결국 수상 스키를 타는 것과 같은 현상을 발생시킵니다. 물의 침범 압력은 자동차 속도의 두 배에 비례합니다. 수막현상이 발생되면 자동차는 관성력만으로 질주하며, 마찰력은 물론 모든 타이어의 기능이 사라져, 핸들링이 불가능하게 됩니다. 결국 수막현상 발생 시 가장 효과적인 대처법은 감속입니다. 다만, 타이어가 수막현상 발생으로 제 기능을 발휘하지 못하고 있으므로, 급제동은 더욱 큰 위험을 발생시킬 수 있습니다. 타이어가 마모되면 타이어의 그루브 깊이가 낮아지고 타이어의 배수능력은 저하되므로, 타이어 점검을 수시로 해준다.

또 하나 수막현상을 가중시키는 원인으로 타이어 공기압이 있습니다. 공기압이 부족한 타이어로 주행 시 지면과 타이어 사이의 압력이 낮아져, 물의 침범이 용이하게 되므로 수막현상이 더욱 잘 발생하게 됩니다.

우선 접지형상에 대해 알아보겠습니다. 타이어와 노면사이의 접지 형상은 타이어의 마모성능, 내구성능 등과 밀접한 상관성을 갖고 있습니다.

접지압력 분포에서 압력값이 크게 나타나는 부분은 마모진행이 빠른 부분으로 판단할 수 있습니다. 공기압이 변함에 따라 접지장과 실접지 면적이 민감하게 작용함을 확인할 수 있습니다. 이러한 면적의 변화와 접지율의 변화에 따라 접지압력에 변화가 발생하고, 수막현상 발생 임계 속도와 밀접한 관계가 있습니다.

다음은 공기압 수준별 제동 성능에 대해 알아보겠습니다. 이 실험은 타이어 마모가 별로 발생하지 않은 새 타이어를 갖고, 공기압이 변화에 따른 마른 노면과 빗길의 제동거리를 비교한 것입니다.

○ 세부시험조건
— 시험차량 : NEW EF SONATA
— 승차인원 : 1명
— 시험속도 : 100km/h
— 제동방식 : ABS
— 제 동 력 : FULL
— 노면조건 : DRY/WET

공기압이 감소함에 따라 제동거리가 증가하여 제동성능이 떨어지고 노면 조건별로는 건조한 노면과 비교하여 젖은 노면에서 상대적으로 영향이 크게 나타나는 것으로 확인되었습니다. 공기압이 감소하면 타이어와 노면 사이의 접지면적이 넓어지고 단위 접지 면적당 작용하는 하중값이 감소하여, 접지면적이 넓이지는 경향성은 제동성능을 향상시키는 효과를 발생시키지만 단위 접지 면적당 작용하는 하중값의 감소는 반대의 효과를 발생시킵니다. 건조한 노면에서는 접지면적의 증가와 단위 접지 면적당 작용하는 하중값의 감소가 서로 상쇄하기 때문에 공기압 수준별 제동성능이 큰 차이를 보이고 있지 않고 있으나, 젖은 노면에서는 타이어와 노면 사이의 일종의 접착력이 감소하기 때문에 접지 면적당 작용하는 하중값의 감소가 상대적으로 큰 영향력을 발휘하게 되기 때문에 공기압 수준별 제동성능에서 큰 차이를 보이고 있습니다.

그러나, 이러한 정도의 차이는 수막현상 발생에 비하면 크지 않습니다. 수막현상이 발생하면, 보통 제동거리는 2배 이상 증가하고, 그 보다 위험한 것은 앞서 설명한 바와 같이 핸들링이 불가능하고, 커브길에서는 차량을 제어할 수 없게 됩니다.

타이어의 마모한계선은 1.6mm로 지정되어 있습니다. 이러한 규제 때문에 일반인들은 마모한계선 이상의 홈이 남아 있을 경우, 차량이 빗길에서 어느정도 안전하다고 판단할 수 있습니다. 그러나, 마모 한계선 이상으로 홈의 깊이가 남은 타이어도 빗길 물의 깊이가 홈의 남은 깊이보다 깊을 경우 수막현상이 발생합니다. 수막현상이 발생하면 핸들이 돌아가려고 하는 반대 방향으로 저항하며 핸들을 꼭 잡고, 안정적으로 주행해야 합니다. 이때 주의할 사항은 돌아가려는 힘에 저항만 해야지, 반대 방향으로 핸들을 돌리면 차량이 360° 회전하며, 조정 불능상태가 되어 매우 위험합니다. 예방을 위해서는 타이어 공기압을 평소보다 5~10% 정도 높여 주행하는 것이 타이어의 접지 압력을 높일 수 있어, 유리합니다. 그러나, 한가지 주의할 사항은 여러 타이어 관련 사이트에서, “타이어 공기압을 높이면, 수막현상 예방에 도움이 된다.”고, 설명하는 부분입니다. 공기압이 높을 경우, 수막현상 예방에 도움이 되는 것은 사실이나, 지나치게 높을 경우 타이어의 다른 성능에 변화를 주어 바람직하지 않습니다. 가장 합리적인 것은 새 타이어의 경우, 늘 적정 공기압(일반적인 중형 승용차 혹은 SUV 기준 30psi)을 유지하는 것이 안전합니다. 물론, 타이어가 완전히 식은 상태에서 주입할 경우입니다. 적정공기압은 앞서 설명한 바와 같이, 차량 메뉴얼 혹은 운전석 문을 열면 바디 프레임에 스티커 형태로 붙어 있는 것을 참고하여 주입하는 것이 중요합니다.

다시 한번 수막현상 예방에 대해 정리해 보도록 하겠습니다. 타이어 공기압을 적절히 유지합니다. 마모가 진행된 타이어는 즉시 교체하도록 하고, 특히 마모가 심하지 않더라도 좌우 타이어의 마모 정도가 다를 경우, 제동력 차이에 의해 차량이 좌우로 쏠릴 수 있어 즉시 함께 교체해야 합니다. 또한, 교체 후 편마모의 원인을 분석하고, 휠 바란스 및 휠얼라이먼트 등의 정비를 받아야 합니다. 타이어 접지면의 배수효과가 좋은 리브형의 트레드 모양을 선택하면 좀 더 유리합니다. 일단 수막현상이 발생하면, 핸들을 꼭 잡고 속도를 낮추어서 타이어와 노면과의 회전 마찰력을 회복시키도록 하는 것이 중요합니다.