장거리 여행이 잦아지는 것이 최근의 추세이고, 더욱이 자동차의 성능이 점차 좋아지면서 타이어의 안전에 대한 관심이 점차 높아지고 있다. 고속도로 사망사고 중에서 차량결함 사고의 63%가 타이어 관련이고, 그중 70%가 공기압 관련이기 때문이다. 

필자가 몇 년 전에 연구과제로 조사한 바에 의하면 고속도로에서 연속 운전하는 평균시간이 105분 이상으로 나타나고 있다. 60대 이상의 연령대가 포함된 데이터의 평균값인지라, 실제 20~30대의 경우 160분 이상을 연속 운전하는 것으로 나타났다. 그런데 운전자의 피로도 상승이나 집중력 저하로 인한 사고 위험성만 걱정해서 될 일은 아니다. 타이어도 2시간 이상 연속 운전할 경우 안전성이 저하되기 때문이다. 따라서 운전자 2명 이상이 교대로 운전할 수 있는 조건이라고 해도, 최소 2시간에 한번씩은 15~20분 정도 쉬면서 운전해야 타이어 파열 사고의 위험성을 줄일 수 있다.

타이어 및 자동차 회사들은 이런 이유 때문에, 타이어의 안전과 관련된 연구에 지속적인 투자를 하고 있다. 최근 다소 주춤하지만, 비공기식 타이어 개발에 관심을 갖는 이유도 결국 공기압 관련 타이어 파열 및 이에 따른 자동차 사고를 줄이기 위함이다. 그런데 모든 타이어의 파열에는 징후라는 것이 있다. 경우에 따라서 그러한 이상 징후는 편마모와 같이 오래 전부터 발생하는 것도 있고, 스탠딩웨이브와 같이 소음과 진동이 발생하고 수초에서 수십 초 사이에 파열로 연결되는 것도 있다. 어쨌거나 타이어에 이상이 있다는 징후를 포착한다면 정말 많은 사고를 줄일 수 있기 때문에, 이와 관련한 스마트 타이어 연구개발이 지속되고 있는 것이다. 

그런데 이러한 타이어의 이상 징후를 포착하기 위해서는 각종 센서의 등장이 필수적이다. 가장 기초적으로는 이미 상용화되어 있는 TPMS와 같이 타이어의 공기압과 온도를 측정하는 센서로 부터, 타이어에 발생한 조그만 크랙이나 손상을 감지해서 경고를 해 주는 인공지능형 센서에 이르기까지 많은 아이디어들이 등장하고 있다. 특히 타이어는 자동차에 사용되는 여러 부품 중에서 쉬지 않고, 형태가 변하면서 자신의 역할을 하는 가장 피곤한 부품 중 하나이다. 

그 중 트레드의 변형은 연비에 영향을 미치는 구름저항(Rolling Resistance) 및 차량의 안정성에 영향을 줄 수 있는 매우 중요한 정보이다. 왜냐하면 타이어의 각종 성능은 설계한 트레드 패턴의 형상이 유지되는 조건하에서 보장될 수 있기 때문이다. 그러나 타이어는 휠에 장착되어 쉬지 않고 움직이고 있는 부품이라 직접적인 실시간 측정이 매우 어려운 실정이다. 따라서 연구를 위한 정보수집에도 시험 장비를 이용해 측정한 접지력 정보를 활용해 간접적인 참고자료 사용이 유일하다고 볼 수 있다. 물론 실시간 측정 방법이 있으나, 단점이 많고 워낙 복잡해서 상용화된 사례가 없다.

필자가 자동차 분야를 전공한 보람을 느끼는 것이 요즘과 같은 시기이다. 길어도 10년 내에 지금과는 개념부터 다른 신기술이 상용화될 가능성이 농후해 보이기에, 늘 가슴 설레면서 지낼 수 있는 것이다.