헐리우드의 자동차 폭발 환상을 폭로하다

폭발하는 자동차는 액션 영화에서 보는 것이 재미있을 수 있습니다. 그러나 자동차가 산비탈에 충돌하거나 넘어질 때 불덩이로 분출하는 것은 가장 흔하고 과학적으로 터무니없는 영화 비유 중 하나입니다.

2023년 5월 19일 '분노의 질주' 프랜차이즈의 최신작인 '패스트 X'가 출시되면서 이제 폭발하는 자동차에 대한 신화가 사실이 아님을 폭로할 때가 되었습니다.

광고

이러한 상황에서는 자동차가 결코 폭발하지 않으며 화재가 발생하는 경우도 거의 없습니다. 1970년대에 Ford Pinto나 Chevrolet Malibu를 운전할 정도로 운이 좋지 않은 경우는 예외입니다. 두 제조업체 모두 생산 공정에서 시간을 낭비했고 그 결과 연료 탱크가 잘못 설계되어 불이 붙기 쉽고 종종 탑승자가 내부에 갇히게 되었습니다.

레이싱 드라이버 Romain Grosjean이 2020 바레인 그랑프리에서 시속 140mph(225kph)의 속도로 충돌했을 때도 그의 차량에 불이 붙었지만 폭발하지는 않았습니다.

연료 증기는 공기(20% 산소) 및 압력 하에서만 폭발합니다. 액체 연료는 폭발하지 않지만 증기에 불이 붙을 수 있습니다. 캡을 풀면 연료 탱크에서 증기가 빠져나갈 수 있습니다. 그러나 탱크에는 증기를 배출하지 않고 압력을 완화하는 시스템이 있습니다. 가득 찬 연료 탱크는 내부에 공기가 없고 산소도 없기 때문에 생각보다 안전합니다.

실제로 액체 연료는 불꽃과 접촉하더라도 발화하기 어려울 수 있습니다.

광고

폭발은 일반적으로 하나 이상의 고체 또는 액체가 반응하여 해당 양의 가스를 생성하는 반응으로 인해 발생합니다.

기체는 같은 양의 고체나 액체보다 훨씬 더 많은 공간(액체나 고체 부피의 800배)을 차지합니다. 빠르게 팽창하는 가스에 의해 생성된 힘이 폭발을 일으킵니다.

광고

파편은 팽창하는 가스에 의해 추진되는 폭발성 전쟁 무기에 추가됩니다.

연료는 자체적으로 폭발하지 않지만, 가스 형태일 때, 충분히 뜨겁고(화씨 약 495도 또는 섭씨 257도) 불꽃이나 스파크가 있을 때 산소와 함께 폭발합니다.

더운 날 누군가가 차에 기름을 채우는 모습을 상상해 보세요. 종종 탱크 필러 근처에서 반짝이는 효과를 볼 수 있습니다. 이것은 연료 증기입니다. 주유소 표지판과 유조선에 그려진 "금연" 지침은 연료에 불이 붙기 위한 세 가지 요건 중 하나를 없애기 위한 것입니다.

연료는 고에너지 화합물이다. 이 화합물은 다른 물질과 반응할 때 많은 에너지를 방출합니다. 연료가 산소와 접촉하여 연소하면 저에너지 화합물(물과 CO2)이 생성됩니다. 이들 화합물 사이의 에너지 차이는 소리, 열, 빛, 팽창력으로 보고 들립니다.

연료가 폭발하기 위해서는(그냥 타는 것이 아니라) 압력을 받고 가스 형태로 존재해야 하며, 반응을 시작하기에 충분한 산소와 스파크나 화염과 같은 외부 에너지원이 있어야 합니다.

광고

자동차 엔진의 경우 폭발은 실린더 내에서 발생합니다. 피스톤은 공기/연료 혼합물을 압축하여 폭발에 필요한 고압 조건을 만듭니다. 가스가 압축되면 뜨거워집니다. 이것이 바로 타이어에 공기를 주입할 때 자전거 펌프 끝부분이 뜨거워지는 이유입니다. 피스톤이 공기/연료 혼합물을 압축함에 따라 압력과 온도가 상승합니다.

스파크 플러그는 반응이 일어나도록 하는 데 필요한 소량의 에너지를 제공합니다. 이 과정은 자동차 엔진에서 분당 수천 번 발생합니다.

광고

연료와 디젤은 압력을 받고 공기와 혼합될 때만 폭발할 수 있으며, 연료의 경우 스파크나 화염의 형태로 소량의 에너지가 추가됩니다. 엔진은 실린더 내 연료/공기 혼합물에 압력을 가하여 작고 제한된 폭발을 발생시켜 크랭크샤프트를 회전시키고 바퀴를 구동시킵니다.

디젤은 가연성이 낮습니다. 디젤 엔진은 압력 하에서 자연 연소하는 더 높은 끓는점의 연료를 사용하므로, 디젤 엔진에는 점화 플러그가 필요하지 않습니다. 또한 디젤 엔진은 연료 엔진에 비해 더 낮은 속도로 순환하기 때문에 더 오래 지속되고 더 뛰어난 연비를 제공합니다.