선정된 차종은 초소형 도심 통근용 차량, 스포츠용 차량, 고성능 스포츠카, 환경친화적인 가족용 차량이다. 본지에서는 각 차량의 기본 요건을 최대한 유지하면서 본지와 업계의 많은 사람들이 곧 보게 될 기술로, 이런 최종 차량 제작에도 필수적인 기술을 적용했다.
본지 삽화가들이 이 차량들에 사실감을 부여했다. 하지만 10~20년 정도 시간이 지나 기술 발전이 이루어져야 이런 차들은 현실화될 것이다.
● 무선신호로 연결 자동주행이 가능
교통 장해는 밀도 때문에 발생한다. 즉, 차가 많거나 도로가 부족한 것이다. 지금까지는 주로 두 가지 해결책이 제시되어 왔다. 카풀이나 대중교통 이용을 통해 도로 위의 차를 줄이던가 새 도로를 건설하는 것이었다. 하지만 이런 해결책은 타당성이 없거나 막대한 비용이 들어 별 도움이 못되었다. 이제 기술 발달로 세 번째 해결책이 제시되었다. 차량들을 기차처럼 연결하는 것이다. 차량들을 가상의 소대처럼 결합함으로써 교통 정체를 피하면서도 도로 위의 교통량을 늘릴 수 있다. 물론 차량들은 물리적으로 연결하는 것이 아니라 무선 신호로 연결한다. 포드 카(pod car)라는 이 연결 차량들은 안에 탄 사람들의 도움 없이도 시가를 달릴 수 있기 때문에 운전자들은 신문을 읽거나 TV를 볼 수 있다. 이런 기술의 핵심 요소들은 이미 도로에 설치되어 있다. 자동주행조절 기술은 레이더를 이용해 앞에 있는 차까지의 거리를 측정해 너무 빨리 접근할 경우 속도를 늦춘다. 일부 닛산 자동차들에는 “차선 유지” 장치를 장착할 수도 있는데, 이 장치는 디지털 카메라를 이용해 차선 표시를 감시하며 운전자가 차선을 유지하도록 해 준다. 이런 기본적인 자동조종 장치와 조향, 분사, 제동 장치들을 결합한 다음 자동차간 교신 장치를 추가하면 된다. 교신 장치로는 최대 10대까지 한 그룹으로 연결할 수 있다. 연결 차량들의 안전을 확실히 보장해 줄 기술이 등장하려면 10년은 더 있어야 한다. 여기서 차용한 아이디어들이 현대 차량에 적용되면서 결국 운전 방식에 영향을 미치게 될 것이다.
- 일상적인 포드(POD)
포드 차 조절 기술은 어떤 차량에라도 적용할 수 있다. 미래의 포드 차량들은 현재 도로에서 볼 수 있는 차량들만큼이나 다양해질 것이다. 디자인은 도요타 PM 컨셉트카를 토대로 했는데, 네트워크화된 차량들간의 교신 기술들 중 일부가 적용되었다.
- 자동화 도로의 핵심 기술
포드 차로들 특수 표시가 된 차로로 진입하는 차량들에는 포드 장치가 되어 있어야 한다. 대형을 갖추어 주행하려면 이 장치가 필요하기 때문이다. 진입구에 잇는 작은 게이트에서 진입 차량들을 확인해 포드 차량만 들여보낸다.
운전 교대 운전자는 목적지를 운행장치에 프로그램해 넣는다.
목적지에 가까워지면 자동차가 운전자에게 차에서 내려 운전대를 떠나기 전에 계기판의 버튼을 누르라는 등의 지시를 한다.
교신 차선에 들어선 자동차들은 Wi-Fi같은 무선기술을 이용해 서로 연락을 유지한다. 한 자동차가 그룹내의 다른 차들로부터 지시와 정보를 수신하면서 분산 컴퓨터의 컴포넌트 같은 역할을 한다.
각 자동차는 프로세서 역할을 하면서 그룹내의 차량들이 어떤 속도로, 어느 곳으로 가야 하는지 결정한다. 이 자동차 그룹은 한 몸처럼 움직이며 카메라와 레이더 시스템은 물론 도로가로부터도 정보를 수신한다.
그 결과 질서정연하게 똑같은 제한 속도로 주행하는 차량 대열이 형성된다.
● 교외의 특수기동대 차량
이것은 여가용 차량의 미래 모습이다. 다음 세대 차량은 여가용 차량의 특징들이 통합된 세련된 디자인의 다용도 가족용 웨건이 될 것이다. 그런 차를 RUV라고 하자. 이 신형 모델들은 여느 차들처럼 멋진 모습에 첨단 기능도 갖추게 될 것이다. 하이브리드 엔진에 수소 연료전지 동력 시스템을 탑재하고, 복합재 사용으로 중량은 줄고 강도와 연비는 높아진다. 다양한 통신장비와 오락용 기기가 옵션으로 제공되어 아무리 오랜 여행에도 지루하지 않게 된다. 밤샘도 물론 예전과 달라진다. “차를 멈춘 후에는 풍선처럼 팽창시킬 수 있습니다”라고 플릿우드 RV의 전략기획가인 스콧 그래프트가 말한다. 이 새로운 유형의 자동차는 어떤 니즈에도 부합하면서 기술을 완벽하게 통합해 낼 것이다. 차 주인은 단순한 PDA로 차를 운전하는 것만 빼고는 무엇이든 할 수 있게 될 것이다.
- 다양한 기능
팽창된 RUV는 호화로운 첨단 야영지가 된다.
한 가족이 식사를 하거나 팔다리를 쭉 뻗고 누워 낮잠을 잘 수 있는 공간은 물론, 무선 인터넷 기능을 갖추고 탈부착이 가능한 여러 대의 노트북 컴퓨터들 중 한 대로 이메일을 확인할 공간도 확보할 수 있다. 싱크대나 오븐, 샤워기나 변기가 뒷부분에 갖춰져 있고, 식탁은 바닥에서 접어 올릴 수 있다. 식탁에는 활성액이 채워져 있어, 온도에 따라 딱딱해지거나 부드러워지면서 침대 기능을 하기도 한다.
- 여행용
도로에서 RUV는 소형차처럼 안정적으로 운전할 수 있다. 하이브리드 엔진이 연료 소모를 낮추고, 센서들이 차량 장치들을 모니터한다. 예를 들면 바퀴에 달린 스마트 센서들이 운전자에게 타이어에 바람을 넣거나 교체, 또는 재조정해야 할 때를 알려준다.
● 시속 560km속도의 수퍼카
이것은 정신이 아찔할 정도로 빠른 수퍼카로 출력이 2,000마력에 자유자재로 모양을 바꾸고, 시속 560km의 미사일처럼 날렵하다. 엄청난 성능임에 틀림없지만 시속 500km의 장벽을 넘기 위해서 새로운 기술과 극한 공기역학이 적용되었다.
“이런 차는 기류의 흐름과 고속 주행시의 안정성을 위해 불가피하게 길어질 수밖에 없습니다”라고 경주용차 모습의 샐린 S7의 개발자인 스티브 샐린이 말한다. 주행 환경이 바뀔 때마다 이 차는 모양을 바꾸어 직선 주행시는 길어지고 커브 주행시에는 짧아진다. 지면에의 접지력을 조절하기 위해 날개 모양도 변한다.
일반 운전자들의 운전 실력으로는 시속 560km로 주행할 수 없기 때문에 액티브 서스펜션과 액티브 스티어링 보조장치 및 항공업계로부터 차용해 온 충돌 회피 장치들이 장착되어 운전자의 반응 시간이 길더라도 사고가 발생하지 않도록 해 준다. 탁월한 성능과 다양한 용도를 갖춘 이 차는 어떤 속도로 달려도 스릴을 만끽할 수 있다.
- 시속 560km로의 8단계
1.동력 고성능 주행을 위한 2,000마력짜리 엔진과 근거리 주행용 하이브리드형 전지
2.접지 신소재로 만든 젤 주입식 타이어로 고속 주행시의 파손 방지
3.조종 핸들에 부착된 막대 모양의 조절기로 제어되는 수동 변속기
4.안정성 앞쪽 도로 상태를 분석해 승차감을 조절하는 액티브 서스펜션
5.안전 방향 전환과 다른 자동차들에 대한 반응을 조절하는 전자식 조향 및 제동 보조장치들
6.인식 앞쪽 도로상의 장애물을 탐지해 머리 위의 디스플레이에 그래픽으로 보여주는 센서들
7.적응 차체가 최고속 주행시는 길어지고, 방향 전환시는 짧아지게 하는 모양 변형 기술
8.중량 버팀재가 필요없어 차체 중량을 최소화 해 주는 특수 구조용 복합 소재
● 최고의 무공해 자동차
연비가 갤런당 50마일에 배기가스 배출 수치는 0에 가까운 인기높은 하이브리드형 세단 도요타 프라우스를 구매하려는 사람들이 1년째 대기중이다. 그렇다면 본지에서 제안한 그린카에 대한 반응은 더 뜨거울 것이다. 프라우스보다 크면서도 주행거리는 두 배가 넘고, 공해를 전혀 배출하지 않는 환경친화적 자동차이기 때문이다.
“모든 게 저항과 기체역학과 관련이 있습니다”라고 에너지 정책 연구 비영리 단체인 록키 마운틴 협회의 캐서린 그리너가 말한다. 복합 소재 개선과 컴퓨터화된 기체역학 모델링이 반드시 필요하다. 하지만 모든 게 연료전지에 달려 있다. 가격이 낮아지고 용량이 커져야만 확산되기 때문이다. 이런 일이 발생하면 그로 인한 영향은 엄청나다. 미래에는 연료가 부족해져 가솔린보다는 전기로 이동하는 게 더 중요해짐에 따라 전기 발전식 그린카가 가정에 전력을 공급하게 되어 정전 걱정을 할 필요가 없어진다.
- 날렵한 모습
연료 효율을 최고로 높이려면 보통 차체 중량과 저항을 줄여야 한다. 그렇게 되면 도로에서 차를 미는 데 필요한 힘이 줄어들어 연비가 대폭 향상된다. 그린카의 중량을 낮추려면 주요 소재를 탄소 복합재로 바꾸어 프레임과 차체에 사용해야 한다.
그렇게 되려면 생산 기법과 기술이 상당히 발전되어야 한다. 탄소 복합재가 이미 몇몇 자동차 부품에 사용됐지만 차체 전체를 이 소재로 만들기에는 아직 비용이 너무 높다. 하지만 풍동 실험에서 기체역학상의 개선이 이루어져, 이를 통해 저항을 줄일 수 있게 될 것이다.
- 구동 모터 연료전지 동력전달축 열 분산기
프라톤 익스체인지 멤브레인(PEM) 연료전지가 그린카와 내부 장치들에 동력을 공급한다. 압축 수소가 산소와 반응해 물을 만들어내는 과정에서 전기가 발생한다. 주차중에는 차가 발전기 역할도 한다. 연료전지와 축열식 브레이크에 의해 생성된 전기는 고성능 축전지에 충전되었다가 신속한 방출 성능을 이용해 자동차 시동처럼 높은 전류가 필요한 조작을 일반 배터리보다 훨씬 쉽게 해 낸다. 에너지는 두 판 사이에 전자 상태의 전하로 저장된 다음 동력 전달축을 통해 각 부위로 보내진다.
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