모노코크와 프레임이 사고가 났을 때?



 자동차는 모노코크 샤시(?)와 프레임 샤시를 가지는 차량으로 나뉘어져 있습니다. 자동차에 조금이라도 관심을 가지고 계신 분이라면 들어 보셨을 겁니다. 최근 개발된 자동차들은 모노코크 (monocoque) 방식 사용하고, 구형 차량이나 대형 트럭은 프레임 (Frame) 방식 사용 한다 라고 알려져 있습니다.

 



출처 : scalebuildersguild.com


출처 : milenium-rent.hr



 모노코크는 자동차의 껍데기가 전체를 지탱하는 방식을 말합니다. 내외부를 지탱하는 하나의 뼈대를 만들고 그 내부에 엔진이며, 시트며 핸들이며 장착하며 차를 만들어 갑니다. 차체 전체가 지지대의 역할을 하므로 가볍고 공간활용에 유리합니다




출처 : grabcad.com


출처 : www.businessinsider.com.au



 프레임보다 늦게 개발된 방식으로, 항공기의 동체를 만드는 기술이 그대로 자동차에 적용된 케이스 입니다. 차체의 디자인에 따라, 조립 방법에 따라 성능이 천차만별로 달라집니다. 신차가 나올 때 마다 매번 새로 개발해야 하는 번거로움이 있습니다.



 

출처 : miriam-english.org





 반면 프레임은 차의 뼈대가 되는 구조물을 먼저 만들고 그 위에 엔진, 시트등을 차곡차곡 올리는 방식을 가지고 있습니. 기초가 되는 프레임이 있기 때문에 무겁긴 해도, 튼튼하고 또 다양한 바디를 올릴 수 있습니다


 용접을 기본으로 하는 모노코크와 달리 프레임은 볼트 마운팅 방식이어서 복잡하지 않습니다. 다양한 차종을 개발할 때 유리합니다대신 바닥의 뼈대 때문에 내부가 좁고승차감과 연비가 나쁩니다.



출처 : 유튜브 Ford F-Series production at the Dearborn Truck Plant




출처 : www.freightlinertrucks.com 



 많은 인터넷 커뮤니티에서 있는 논쟁 중 하나가 바로 모노코크가 안전하냐 프레임이 안전하냐  이지요. 강성 자체는 모노코크가 불리하지만, 모노코크의 경우 크럼블 존이라 불리우는 충격흡수 공간 덕분에 운전자가 더 안전하다고 주장 합니다. 혹은 프레임은 충격량이 자동차에 전가되지 않기 때문에 훨씬 더 안전 하다고 말하지요.

 






 사실 둘 다 맞는 말이기도 하고 틀린 말이기도 합니다. 모노코크가 크럼플 존 덕분에 충격을 흡수하긴 하지만 일정 충격이 일정 크기 이상을 넘어가면 의미가 없어집니다. 프레임 차량과 사고에서 모노코크가 납작해진 사진을 보셨을 겁니다. 운전자의 공간이 사라질 정도의 충격을 받았기 때문 인데요.


 


출처 : www.barinas.net.ve



 프레임 차량이 중속에서 부서지지 않는 벽과 부딛쳤다고 생각 해 보세요. 시속 60km에서 0km가 되는데 단 1초도 걸리지 않습니다. 차는 튼튼하니 부서지지 않겠지만, 탑승자의 내부 장기들은 그렇지 않을 겁니다. 이 경우는 모노코크가 낫겠죠. 




출처 : www.capetesting.com



 일반적으로 모노코크 << 프레임 으로 알려져 있지만 (틀린 이야기는 아닙니다만), 모든 사고는 다른 상황에서 일어난다는 사실.

 

 그럼 이건 어떻게 봐야 할까요. 북미에서 유명한 스톡카 경주인 나스카의 경주용 차량들의 샤시를 한번 보시죠. 프레임도 아니고 모노코크도 아닌 형식을 가지고 있습니다. 포뮬러원의 샤시 역시 마찬가지 입니다. 딱히 어느 부류라고 가를 수 없는 형상을 하고 있습니다. (모노코크에 더 가깝긴 합니다.)




출처 : twicsy.com


출처 : www.racecar-engineering.com

 

출처 : wordlesstech.com



람보르기니의 아벤타도르는 더하지요. 아얘 대놓고 섞여 있습니다.



출처 : en.wikipedia.org



 최근의 다양한 기술발전은 두 방식의 경계를 허물었습니다. 프레임이지만, 가벼운 소재들 탄소섬유와 티타늄으로 중량과 안정성 두 마리 토끼를 다 잡을 수 있습니다. 모노코크이지만 컴퓨터 모델링, 해석을 통해 프레임에 맞먹는 안전성을 가질 수 있습니다

 

때문에 모노코크가 좋냐, 프레임이 좋냐는 정답이 없습니다. 상황에 맞게, 용도에 맞게 사용되고 있을 뿐입니다



출처 : www.safetrek.com.au



 대량 구매대량 생산으로 차량 가격에도 거의 차이가 없어진 만큼생산자 입장에서는 여러모로 더 유리한 모노코크가 더 많이 생산됩니다만, 프레임에 맞먹는 샤시 설계로 단점마저 극복해 가고 있다고 봐야겠죠.

 

 오늘의 한줄결론. 일반 승용차는 모노코크, 군용 트럭은 프레임을 사용한다. 하지만 사고 나면 다치는건 매한가지다.

 

P.S.1 오바마의 캐딜락 원도 프레임입니다. 차내 장비와 바디의 무게를 지탱하기 위해서도 있지만, 지뢰에도 견디는 튼튼한 차체가 필요하거든요. 대신 연비는 L1km로 효율성 따윈 안드로메다로 보내버렸습니다.



출처 : www.spyshop.pl



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Posted by wizard_IRON

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  1. 익뚱이

    모노코크가 항공기를 만들때 사용한던 기술을 한다는것을 이제야 알았네요.
    요즘 보잉이나 대한항공에서는 항공기 동체를 여러 부품을 결합하는 것이 아닌 하나의 바디로 제작하는데, 용접 또는 결합물의 사용을 줄여서 무게를 꽤 줄인다고 합니다.

    모노코크 방식에서도 용접을 얼마만큼 하냐에 따라서 무게가 차이가 날까요??

    2015.04.29 22:13 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]
    • 모노코크라는 전체적인 방식은 바뀌지 않고 사용 소재가 바뀌어 간 걸로 알고 있습니다. 덩달아 제작 방식도 바뀌었구요....

      리벳방식에서 용접방식으로 바뀐게 불과 30-40년 전인데, 이제는 FRP를 사용해서 용접도 많이 줄어 들었다고 하네요. 강화플라스틱이니 엄청난 다이어트 효과도 있었고요.

      군용기에는 일본의 F2가 주날개를 통짜로 찍어내서 유명해 졌고, 상용기는 787이 동체와 날개 일부를 FRP 소재로 사용한다고 합니다. ^^

      2015.04.30 07:57 신고 [ ADDR : EDIT/ DEL ]
  2. 레이싱카에 쓰이는 바디 구조는 모노코크에 가까운게 아니라 스페이스 프레임이라고 합니다. 중공 파이프로 스트럭쳐를 구성했기 때문에 가볍고 강성이 뛰어납니다. 다만 실내 공간 효용이 떨어지고 드라이버의 승하차도 불편하지요... 어쨌는 현재는 프레임이 좋냐 모노코크가 좋냐 논쟁이 무의미할 정도로 승용차는 그냥 다 모노코크입니다.(프레임은 정말 극히 일부 전통적 모델) 랜드로버도 모노코크인 시대인데 뭐...

    2016.05.06 00:22 [ ADDR : EDIT/ DEL : REPLY ]