롤바

롤바(roll bar)

롤바(roll bar)는 차량이 뒤집혔을 때 탑승자를 보호할 목적으로 설치한 안전장치이다. 롤 케이지(roll cage)라고도 한다.

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개요

롤바는 자동차 내부에 설치하며 차량이 충돌 또는 뒤집어지거나 차량 전체가 구를 때 탑승자를 보호하는 것을 목적으로 하는 구조물을 말한다. 흔히 경주용 차량의 차체를 보강하기 위하여 쓰이며, 픽업트럭의 화물 적재 장소에 장착하기도 한다. 롤바는 일반적으로 강철 파이프 우리처럼 구조를 짜서 차실 안에 차체 모양을 따라 설치한다. 롤바의 주요한 뼈대는 A필러와 B필러를 따라서 하나씩 설치한 후프라는 구조물이며 이를 각각 앞쪽 후프, 메인 후프라고 부른다. 호프는 차실 바닥에 단단히 고정하여 측면을 따라 세로 방향으로 몇 개의 보강 구조물을 설치하고, 도어를 따라서도 설치한다. 메인 후프 뒤쪽으로도 경사지게 뒷버팀대를 설치하며 몇 가지 보강 구조물을 더 설치하는 것이 일반적이다. 롤바의 크기와 구조는 차체와 접합되는 수에 따라 달라지는데 최소 2~4점식부터 16점식까지 다양하다. 물론 접합점이 많을수록 효과가 뛰어나지만 강철 파이프인 만큼 무게가 많이 나가므로 목적에 맞게 적절한 개수를 설치해야 한다. 또한 롤바의 구조 및 디자인은 마음대로 할 수 있지만 WRC(월드 랠리 챔피언십) 같이 위험한 모터스포츠에 참가하기 위해서는 국제자동차연맹이 제시한 파이프 직경, 접점 개수 등 조건을 만족시켜야 한다.

부가기능

롤바는 차량 전복사고 등이 발생했을 경우 운전자를 보호하기 위한 것이 주 목적이지만 섀시의 뒤틀림을 제한하는 역할과 함께 성능을 향상시켜준다. 자동차는 한계속도의 코너링이나 점프, 착지 때 타이어와 구동계를 통해 각종 스트레스가 발생한다. 이 같은 스트레스로 섀시가 비틀리면 서스펜션과 브레이크의 성능이 떨어지며 서스펜션 운동으로 입력되는 힘이 다른 부분으로 빠져나가 힘의 손실이 발생한다. 즉 스트레스가 커질수록 핸들링이나 코너링 성능이 떨어지게 되는 것이다. 일반적인 자동차의 무게비중을 보면 엔진룸이 뒤편과 비교해 상대적으로 무거우므로 스트럿바를 장착해 엔진룸의 뒤틀림을 방지하는데, 스트럿바를 장착하면 엔진룸의 뒤틀림이 적어지는 현상은 있지만, 엔진룸에서 휘어 틀어지려는 힘이 실내에 전달되는 현상이 발생한다. 그러므로 특히 코너링에서 엔진룸이 뒤틀어지고 다음으로 실내로 뒤틀림이 전달되는데 실내가 뒤틀어지는 경우에는 시간적 차이가 발생하는 경우가 생긴다. 이때 롤바를 통해 섀시의 뒤틀림을 제한함으로써 서스펜션 운동으로 입력되는 힘이 다른 부분으로 빠져나가는 것들을 보강해 입력된 힘의 손실을 줄이고 브레이크와 서스펜션의 성능을 유지 해야한다. 물론 레디알 타이어를 낀 일반 양산차는 이런 극한의 주행상황을 염두에 두고 롤바를 장착할 필요는 없지만 고성능 타이어를 달고 가혹한 환경을 달리는 스포츠카들은 롤바의 장착 여부에 따라 움직임의 특성이 달라진다.

규정

모터스포츠 안전에 굉장히 중요한 구조물인만큼 국제기구인 국제자동차연맹(FIA)는 물론이고 모터스포츠가 활성화된 나라들의 경기단체에서는 아주 엄격한 기준과 인증 제도를 운영하고 있다. FIA 규정에서는 재질, 두께, 용접 방법, 바닥 고정 방법을 비롯해서 자세한 제원을 규정하고 있다. 레이싱카에 롤바를 제대로 설치하기 위해서는 이러한 FIA 규정에 맞추어 단단하게 바닥에 고정하고 용접까지 해야 하지만, 아마추어 원메이크 레이스처럼 도로 주행용 차량으로 경기를 할 때에는 자동차 업체에서 탈착식 또는 키트식 롤바를 공급하기도 한다. 아무래도 용접을 통해 단단히 고정하는 것보다는 강도가 떨어지지만 롤바를 하지 않는 것과 한 것의 차이는 어마어마한 수준이다. 레이싱카처럼 롤바를 설치하려면 구조변경에 해당하므로 관계 당국의 허가를 받아야 하는 문제도 있다. 롤바의 장착에서 제일 중요한 부분은 파이프의 두께가 안전성을 좌우하기도 한다. 파이프의 두께에 따라 사고가 발생했을 경우 충격 때문에 파이프 자체가 구부러지면서 충격을 흡수하는 구조로 만들어지는데, 파이프의 두께가 작은 경우는 충격이 가해졌을 경우 파이프 자체의 강도가 저하되므로 파손되는 경우가 발생하기도 한다. 파손된 파이프 자체는 운전자를 보호하기 위한 롤바가 역으로 운전자에게 위협을 주는 흉기로 바뀔 수도 있기 때문에 롤바 선택 또는 제작에서 파이프의 두께가 중요한 역할을 한다. 또한, 일반적으로 롤바를 장착할 때 여러 용접돼야 할 부품을 볼트, 너트를 많이 사용하고 있는데, 그 부분도 역시 체결 방법에 따라 충격으로 인해 파손되느냐, 구부러지느냐의 변화가 생기는 경우가 있으므로 이점은 충분히 주의해야 한다. 일본, 유럽 등의 레이스 차량은 카테고리에 따라서는 롤바를 전부 용접이 아니면 안 되는 규정도 있고, 볼트를 사용하는 경우도 있다. 또한 2021년 기준 롤바의 현재의 규정으로 FIA 규정을 보면 두께가 3mm 이상으로 지정되어 있다.

같이 보기

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