차 안을 '나만의 공간'으로 만들어주는 '소음 방지' 기술들

디자인부터외부 소음 차단 집중…최근엔 '소프트웨어' 까지 활용
차량 내부엔 적당한 '소음' 필요…'무음' 보단 '좋은 소리 환경'

자동차가 빠르게 발전하면서 운전자는 물론 탑승자 모두를 만족시키는 '편안함'이 더욱 중요해지고 있습니다. 쾌적한 공기가 계속해서 순환하는지, 시트는 얼마나 편안한지 등이 프리미엄 자동차일수록 더욱 정교해지고 있죠. 

최근 주목받는 건 차량 내부로 흘러드는 '소리'의 차단입니다. 외부에서 발생하는 소음이 운전자나 탑승자를 거스르지 않도록 차단하는 기술들도 고도화돼 적용되고 있죠. 자동차는 어떠한 원리로 우리를 외부의 소리로부터 단절돼 나만의 공간을 만들어줄까요? 

외부의 소음을 막아라

자동차는 매우 빠른 속도로 운행하죠. 이 과정에서 발생하는 소음은 매우 큽니다. 1000kg이 넘는 차량을 움직이게 하기 위한 엔진소리, 빠르게 운행하면서 발생하는 외부 환경과의 마찰 소리 등 다양한 소리가 발생하죠. 이 때문에  자동차의 핵심 중 하나인 '정숙성'을 잡기 위해서는 '소리'의 차단이 무엇보다 중요하죠. 

그럼 이러한 상황에서 발생하는 소음은 어느정도일까요? 이는 흔히 말하는 뚜껑이 없는 '오픈카'를 통해 대략적으로 짐작이 가능합니다. 일반적인 오픈카가 시속 80km가량으로 달릴 때에는 평균적으로 82~92db가량의 소음이 지속해서 발생한다고 합니다. 

이는 지하철이 승강장에 들어올 때 바로 옆에서 소리를 듣는 정도나 옆에서 누군가 계속해서 진공청소기를 돌리고 있다고 가늠하면 됩니다. 차량이 외부의 소음을 차단하지 않으면 지속해서 이러한 높은 소음에 시달려야 하는거죠. 

이를 위해 차량에는 물리적으로 소리를 막는 차음 기술이 적용됩니다. 차량 자체의 디자인에도 공기 저항을 최소화 하도록하거나 이중접합 차음 유리를 통해 바람 소리를 막도록 하고요. 노면과 타이어가 부딪히는 소음을 잡기 위한 흡음 타이어 등이 차량에 설치돼죠. 아울러 문, 바닥, 엔진룸 주위에는 여러 차음 폼을 겹겹이 배치하기도 하죠. 

최근에는 더욱 고도화한 소음 관련 기술들도 들어갑니다. 흔히 우리가 사용하는 이어폰의 '노이즈 캔슬링'을 자동차 전체로 확장한 RANC 기술이 대표적이죠. 차량 하부에 가속도 센서가 노면 진동을 감지하고 실내 마이크를 통해 유입된 소음을 모니터링 하고요. 제어한 컴퓨터가 이를 분석해 소음과 반대되는 파형의 음파를 뿜어내면서 외부 소음을 상쇄시켜 더 조용한 느낌이 들도록 합니다. 

이렇게 차음장치가 된 내연기관 차량이 시속80km로 달린다고 가정하면 내부에서 들리는 외부 소음 정도는 65db정도라고 합니다. 두 세 사람이 마주 앉아서 평범한 톤으로 이야기할 때 나오는 목소리 크기가 보통 60~65dB정도로 일상 생활에서 큰 지장이 없는 수준이라고 합니다. 

적당히 조용해야 한다 

최근에는 전기차가 대중화하면서 차량 내부에서 느끼는 소음의 정도는 더욱 낮아지고 있습니다. 전기차의 경우 엔진 대신 모터로 운행하는데요 모터는 엔진보다 발생하는 소음이 더욱 적습니다. 전기차를 처음 탔을때 너무 조용하다라고 느끼기 쉬운 것도 이러한 이유에서입니다. 전기차가 시속 80km로 달린다고 가정하면 들리는 외부 소음은 약 50db까지 낮아진다고 하고요. 

하지만 외부의 소음이 완벽하게 차단한다면 이는 운전자의 운전 피로도를 더욱 높히고 안전에서도 한 발 멀어지게 됩니다. 과속 등에 대한 운전자의 인지가 늦어져서 자칫 사고로 이어질 수 있죠. 게다가 장기간 주행중 소음이 지나치게 적다면 졸음운전 등의 핵심 원인을 야기할수도 있고요. 이 외에도 소리로 파악할 수 있는 차량 상태 파악도 어려워지기도 하고요. 

이 때문에 차량 업체들은 차량 내부를 '무음'으로 만든다기보다는 '좋은 소리 환경'을 만드는데 집중합니다. 피로감을 주는 소리만 줄이도록 하고 나머지 소리는 살려 운전자의 편안함, 안전 등에서 균형을 맞추는 거죠. 

이를 위한 최신 기술로는 ASD(액티브 사운드 디자인)과 사운드 마스킹 기술 등이 있습니다. ASD는 소프트웨어를 통해 가상의 엔진음, 구동음을 의도적으로 스피커를 흘려보내죠. 페달을 밟는 깊이에 맞춰 가상의 소리를 내주어 운전자에게 '차가 달리고 있다'라는 청가적 피드백을 주는 거죠. 사운드 마스킹은 앞서 설명한 노이즈 캔슬링으로 귀에 거슬리는 음을 덮기 위해 사람이 편안하게 느끼는 백색소음의 주파수를 미세하게 실내에 깔아두도록 합니다. 

완성차 기업들이 많은 비용을 들여 소리를 제어하기 위한 최첨단 기술을 연이어 선보이고 있는 핵심 이유는 결국 '안전' 입니다. 지나치게 큰 볼륨으로 음악을 듣거나 이어폰을 착용해 외부 위험 신호를 지워버린다면 첨단 사운드 제어 기술은 오히려 안전을 위협하는 독이될 수도 있죠. 기술이 확대될수록 소리를 다루는 운전자도 안전인식을 함께 끌어올려야 합니다. 

이경남 (lkn@bizwatch.co.kr)

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