DT SWISS, 휠셋으로 완성되는 로드바이크의 성능
2017-09-21   박창민 기자


자전거는 아주 작은 부품 하나까지 성능에 영향력을 미치지만, 프레임과 휠은 그 중에서도 주요한 부분으로 꼽힌다. 그 중에서도 프레임은 모든 부품들이 장착되는 중심적인 역할을 차지하며, 자전거의 성격과 성능에 가장 큰 영향력을 발휘한다.
하지만, 프레임은 경우에 따라 쉽게 바꿀 수 없는 부분이다. 그에 반해 휠은 큰 영향력을 미치는 부품이면서도 쉽게 교체할 수 있다는 점이 매력이다.
휠과 서스펜션 전문 브랜드 디티스위스(DT SWISS)는 휠의 변경을 통해 라이더가 로드바이크의 성격과 성능을 함께 바꿀 수 있다는 컨셉을 기반으로, 로드레볼루션18(Road Revolution 18) 프로젝트를 선보였고, 그와 함께 3가지 스타일의 휠셋을 출시했다.

로드바이크, 휠의 선택으로 성능을 완성한다.

앞서 이야기한 것처럼 자전거에 있어서 성능에 가장 큰 영향력을 미치는 것은 프레임이다. 하지만, 로드바이크에 있어서는 프레임에 서스펜션이 장착된 것도 아니고, 무게와 강성 그리고 지오메트리에 따른 특성이 프레임에 큰 차이를 만든다. 그리고, 퍼포먼스 로드바이크가 가지려는 성격은 가볍고 빠른 것이라는 특성에 집중되는 편이다.
그렇기에, 로드바이크에서 휠(wheel)이 가진 성격은 자전거 전체 성능에 그만큼 큰 역할을 하게 된다. 무게의 분포나 강성에 따라 가속성과 스피드 지속성이 바뀌고, 더 굵은 타이어를 사용하여 승차감을 높일 수도 있다.
게다가, 로드바이크 휠셋은 자전거에서 가장 쉽게 바꿀 수 있는 부품이기도 하다. 마치 대회 도중 펑크가 나며 타이어를 교체하는 것보다 휠을 교체하는 것이 훨씬 빠른 것처럼 말이다.
이런 아이디어는 디티스위스 개발자들에게 로드바이크에 대한 새로운 생각을 가능하게 했다. 로드바이크의 성능을 완성하고, 나아가 그 스타일을 바꿀 수 있는 휠을 개발하기 위한 2018년 시즌 신제품 프로젝트 '로드레볼루션18'이 만들어진 것이다.
또한, 이 아이디어는 이미 카테고리로 구분되어진 디티스위스 산악자전거 휠 시리즈와도 일맥상통하여, 디티스위스 전체 휠 시리즈의 카테고리가 동일한 컨셉으로 만들어지는 결과가 되기도 했다.

디티스위스는 2018 시즌에 로드 카테고리에 따른 휠 시리즈를 출시하고, '로드레볼루션18'이라는 시리즈로 제품을 선보였다.

로드레볼루션18 발표 후 테스트 라이딩이 준비되었다.

얼스 켈러(Urs Keller) 디티스위스 아시아퍼시픽 매니징 디렉터(앞 왼쪽)와 로버트 발렌티니(Robert Valentini) 세일즈 매니저 등이 테스트 라이딩에 함께 참여했다.

휠의 변화를 통해 더 빠르거나, 더 편한 로드바이크의 성능이 완성되거나 스타일의 변화를 만들어낼 수 있게 된다.



우리는 '에어로'에 대해 이해해야 한다.

이번 로드레볼루션18 프로젝트에 큰 역할을 한 부분이 에어로 다이나믹 설계를 위해 스위스사이드(SWISSSIDE)와 협력한 부분이다. 스위스사이드는 공기역학 설계에 있어 가장 앞선 기술력을 가진 곳으로 불리는 F1 레이싱 산업에서 50년이 넘는 역사와 함께 그 기술을 인정받은 곳이다.
디티스위스는 스위스사이드와 함께 로드바이크 라이딩에 있어서 매우 중요한 요소인 '공기저항'에 대한 치밀한 연구를 진행했고, 실제 공기저항이 자전거 라이딩에 어떻게 영향을 주는지 계산하였다.

디티스위스는 스위스사이드와 함께 테스트와 개발을 통한 새로운 휠 시스템을 만들어냈다.


공기저항 드래그와 세일링 효과

에어로 다이나믹 설계는 공기저항을 줄이고자 하는 것에서 시작된다. 그래서 공기저항에 대한 이해가 먼저 필요하다.
먼저, 공기저항은 드래그(drag)라는 와류가 주요한 원인이다.
드래그(drag)는 공기를 뚫고  지나갈 때 물체의 뒤에 발생하며 그 물체를 끌어 당기는 힘을 말한다. 그리고, 대부분의 에어로 설계는 이 '드래그 효과'를 줄이기 위한 방향으로 개발되고 있다.
세일링 효과(sailing effect)는 마치 배의 돛에 바람이 불어 앞으로 나가는 것과 같은 것을 의미한다. 요트의 돛이 진행방향의 사선으로 놓이게 되는 것처럼, 세일리 효과는 물체를 앞으로 밀어내는 힘을 만들어 내고 자전거에 있어서는 휠이 가장 큰 세일링 효과를 만들게 된다.

라이딩 시 받게 되는 공기저항 중 라이더가 75%, 자전거는 25%를 차지한다.
그리고, 휠이 받는 저항만을 보면 8%로 그렇게 높다고 보기 어렵다.
하지만, 휠은 에어로 설계로 인해 드래그 감소와 세일링 효과까지 얻게 되어 65%까지 에어로 성능을 높일 수 있다는 점에서, 휠의 에어로 설계가 중요하게 여겨지는 것이다.

ARC 1100 DICUT 80 휠의 드래그 그래프.
세일링 효과가 높게 나타나는 10~20도 사이의 측풍에서, ARC 1100 DICUT 80 휠은 세일링 효과로 인해 공기저항이 오히려 마이너스(-)가 된다는 것을 알 수 있다.
배의 돛처럼 세일링 효과는 휠에 집중되어 발생하는데, 자전거를 앞으로 밀어내는 힘을 만들어 추진력을 만들어낸다.

드래그와 세일링 효과로 고려한 에어로 설계

평지를 라이딩하는 중 라이더에게 저항을 주는 요소는 공기저항(69%), 무게(16%), 구름저항(15%) 등이다. 수치에서 보는 것처럼 공기저항은 라이더에게 가장 큰 영향력을 행사하는 것으로, 자전거에 있어서 '에어로 다이나믹' 설계가 중요한 이유다.
이 69%의 공기저항 중 라이더가 받는 저항은 75%로 가장 높다. 그리고, 자전거가 25%이며, 그 중에 휠만을 본다면 8%의 공기저항을 받게 된다.
이런 점을 생각했을 때 전체 공기저항의 8% 밖에 되지 않는 휠의 에어로 설계가 왜 중요한지 의심이 들게 된다.
하지만, 라이더와 자전거는 세일링 효과를 거의 만들어내지 못하는 반면, 휠은 세일링 효과를 통한 드래그 감소를 만들 수 있기에, 에어로 설계를 통해 만들 수 있는 드래그 감소는 휠이 가장 크게 된다.
라이더의 경우는 의류와 헬멧 등에서 드래그를 감속할 수 있는데, 그것으로 대략 11%의 에어로 향상 효과를 볼 수 있다.
그리고, 자전거의 에어로 설계는 드래그의 24% 정도를 감소시킬 수 있다.
그에 반해, 휠은 드래그의 감소와 세일링 효과를 통한 추진력까지 합쳐 에어로 효과를 65%까지 얻어낼 수 있다는 점이 주요한 내용이다.
이것은 전체적으로 보았을 때 자전거의 개발을 통한 에어로 성능 향상과 휠을 통한 에어로 성능 향상이 거의 동일한 수준이라는 것을 의미하며, 휠을 통한 에어로 성능이 그만큼 중요한 역할을 하는 것이다.

세일링 효과를 통해 휠의 에어로 성능은 65%까지 크게 향상될 수 있다.
그래서, 다른 부품에 비해 휠의 에어로 설계가 주목받는 것이다.


로드 카테고리에 따른 세가지 휠 라인업

디티스위스 로드레볼루션18의 가장 큰 변화는 로드바이크 카테고리에 따라 휠을 구분하여, 라이더가 특성에 맞게 선택할 수 있게 한 점이다.
업힐 및 로드 레이싱 퍼포먼스에 집중한다면 PR 시리즈, 에어로 성능을 높이고자 한다면 AR 시리즈, 편안한 라이딩을 원한다면 ER 시리즈를 선택하면 되는 것이다.
디티스위스는 지난 5월 인듀어런스(Endurance) 카테고리인 ER 시리즈의 휠을 처음으로 발표하였다. 이것은 더 굵은 타이어를 사용할 수 있고, 에어로 설계를 통해 험한 날씨에도 안정적인 컨트롤을 가능하게 한 것이 특징이다.
그리고, 지난 유로바이크를 기점으로 PR과 AR 시리즈를 발표하여, 로드바이크의 3대 카테고리인 퍼포먼스, 에어로, 인듀어런스에 적합한 휠 라인업을 완성시켰다.
PR 시리즈는 강성과 경량에 집중한 것이 특징이며, 업힐 및 스프린트 퍼포먼스를 높인 레이스에 적합한 휠이다.
에어로(Aero) 성능에 집중한 AR 시리즈는 티테일한 설계를 통해 공기저항을 줄이기 위한 제품으로, 에어로 바이크나 트라이애슬론/타임트라이얼 등의 자전거의 성능을 높여준다.

디티스위스는 지난 5월 승차감과 컨트롤에 집중한 ERC 시리즈를 출시한 후, 이번에 PRC와 ARC 출시로 3대 로드 카테고리의 휠 라인업을 소개했다.


디티스위스 ARC, 에어로 성능에 집중하다.

위에 설명한 세가지 휠 중 가장 먼저 다루어 볼 것은 ARC 라인업이다.
기존 에어로 휠들이 대부분 림의 형태에 따른 드래그와 세일링 효과에 집중한 것에 비해, 디티스위스의 ARC 휠은 림의 형태 뿐 아니라 스포크와 허브까지 에어로 성능을 위한 투자를 과감하게 진행하였다.
위에서 설명한 공기저항의 드래그에서 많은 개발자들이 전방에서 불어오는 트랜스레이셔널(translational) 드래그만을 고려할 때가 많았다. 하지만, 디티스위스는 스위스사이드와 함께 휠이 회전할 때 발생하는 로테이셔널(rotational) 드래그에 대해서도 심도있게 고려했다.
그리고, 이 두가지 드래그를 테스트한 결과 전체 저항 중에 25%가 로테이셔널 드래그에서 발생한다는 것을 알게 되었다. 이것은 적지 않은 부분으로, 디티스위스 개발팀은 로테이셔널 드래그를 줄이기 위해 스포크 설계부터 허브까지 새롭게 디자인을 적용하게 된 것이다.
이로써, 기존까지 미려하게 각이 세워진 다이컷(DICUT) 허브는 더 작은 매끈한 원형으로 변화되었고, 에어로 스포크와 히든 니플을 이용해 로테이셔널 드래그와 트랜스레이셔널 드래그를 모두 줄일 수 있는 효과를 만들어내었다. 그리고, DT 에어로라이트(Aerolite) 스포크는 로테이셔널 드래그와 트랜스레이셔널 드래그를 완전히 적용해, 림 부분은 에어포일 형태, 허브 부분은 타원형의 모양으로 블레이드를 설계했다.
또, 디티스위스의 QR 레버인 RWS를 플러그인 형태로 변경해, 라이딩 시 레버로 인한 공기저항까지 줄일 수 있게 했다.

에어로 성능에 집중한 ARC 휠부터 살펴보자.

휠에 적용되는 공기저항은 일반적으로 고려되는 트랜슬레이셔널(왼쪽) 드래그가 있지만, 디티스위스는 회전 시 발생되는 로테이셔널 드래그까지 세심하게 연구했다.

그 결과, 'ARC 1100 DICUT 80 db' 모델에서 로테이셔널 드래그가 전체 25%라는 큰 범위를 차지한다는 것을 알게 되었다.

트랜슬레이셔널 드래그를 줄이기 위해 더 작은 허브로 변화된 DICUT

더 작아지고 원형으로 변화된 DICUT 허브

RWS 레버도 탈착식의 플러그인으로 개발해, 저항을 줄였다.

로테이셔널 드래그를 줄이기 위해, 디티 에어로라이트 스포크는 2중 블레이드로 개발되었다.
라이딩 스피드에 2배에 가까운 스포크 스피드가 발생되는 림 부위는 방향성을 가진 에어포일 형태의 블레이드가 적용되고, 허브 중심은 스포크가 6시 방향에서부터 발생되는 네거티브 드래그까지 고려한 대칭형 블레이드가 적용된다.

히든 니플과 2중 블레이드 설계가 적용된 스포크

AR 시리즈는 현재 카본 림 시리즈인 ARC만 출시되고 있고, 3개의 프로파일 깊이(80mm, 62mm, 48mm)로 선택이 가능하다.
그리고, 최상급 세라믹 허브인 1100 모델과 에어로 성능을 높인 다이컷 허브가 적용되었고, 디스크 브레이크 모델이 함께 출시된다.
네이밍에 대해 이해해 보면, AR(에어로 로드바이크) C(카본) 1100(세라믹 최상급 허브 베어링) DICUT(다이컷 허브 바디) db(디스크 브레이크)로 확인할 수 있다.
예를 들면, 62mm 프로파일의 에어로 휠은 'ARC 1100 DICUT 62'가 되고, 80mm 디스크 브레이크 버전이라면 'ARC 1100 DICUT db 80'이 되는 것이다.

ARC 1100 DICUT 48.
올라운드 성격에 가까운 48mm 프로파일로 가볍운 에어로 성능의 휠이 탄생되었다.
48mm 림은 정면에서의 드래그는 다른 사이즈의 프로파일과 거의 동일하지만, 세일링 효과가 적기 때문에 측풍에서 잇점이 적다.
대신, 측풍에서 컨트롤 능력이 좋은 점이 특징이다.

ARC 1100 DICUT db 48

ARC 1100 DICUT 62

ARC 1100 DICUT db 62

ARC 1100 DICUT 80
80mm 프로파일 림으로, 높은 세일링 효과를 통해 가장 높은 에어로 성능을 가졌다. 트라이애슬론이나 타임트라이얼 라이딩까지 사용되며, 뛰어난 속도 유지력이 장점이다.
대신, 다른 휠에 비해 무겁고 측풍에 대한 컨트롤 능력이 떨어지게 된다.

ARC 1100 DICUT db 80

ARC 1100 DICUT 휠의 프로파일 사이즈에 따른 컨트롤과 드래그 차이.
48mm가 측풍에서도 좋은 컨트롤을 보여주며, 80mm는 높은 세일링 효과를 통해 약 18도 측풍에서 -10에 가까운 높은 에어로 성능을 나타낸다.



디티스위스 ERC, 승차감과 에어로 성능을 높이다.

지난 기사를 통해 한번 소개되었던 ERC 휠의 경우는 19mm 내부 림폭을 적용해 28mm 타이어를 적용해도, 충분한 볼륨감을 만들어 승차감을 높이고 에어로 성능을 유지할 수 있도록 한 점이 특징이다.
그리고, 에어로 성능을 높이면서 측풍에 대한 컨트롤 능력을 유지할 수 있는 설계가 적용되어, 험한 날씨에도 안정감 있는 라이딩 컨트롤이 가능하도록 했다.

ER 시리즈 또한 카본 림 시리즈인 ERC만 출시되며, 최적의 컨트롤 능력을 갖춘 47mm 프로파일 시리즈의 디스크 브레이크 버전만 만날 수 있다.

승차감과 컨트롤 능력을 높여주는 ERC 휠은 지난 기사를 통해 소개했다.
[ERC 1100 DICUT db 47 휠 리뷰 보기]


디티스위스 PRC, 퍼포먼스 라이딩에 나서다.

로드 라이딩에 있어서 가장 힘겨운 부분은 업힐이고, 업힐에서 가장 큰 저항은 다름 아닌 중력에 반하는 '무게'다. 그래서, 디티스위스는 가벼운 무게와 강성에 집중한 PRC 시리즈 휠을 설계했고, 플랜지의 사이즈와 림의 카본 성형을 통한 강성 대비 경량의 휠로 만들어졌다.
PRC 시리즈는 디티스위스의 RC 시리즈의 연장선에 있는 라인업으로 소개할 수 있다. 기존 RC 38 스플라인 휠이 새로운 림과 허브의 설계로 'PRC 1400 스플라인 35'로 업그레이드 되었기 때문이다.
레이스 퍼포먼스 성향을 가진 PRC 시리즈는 예전부터 스플라인(SPLINE) 허브바디를 사용했는데, 이것은 다이컷(DICUT) 허브바디에 비해 더 넓은 플랜지를 이용하여 무게 대비 높은 휠의 강성을 유지할 수 있기 때문이다.
이 스플라인 허브는 이번 PRC 시리즈가 출시되며, 기존의 플랜지보다 휠 중심에서 0.8mm 멀어지고 사이즈가 커졌다. 그로 인해 드라이브사이드 스포크 체결 각도가 0.2도 커졌고, 논드라이브사이드 스포크도 플랜지가 커지며 0.1도 커진 각으로 림에 체결된다. 더 커진 스포크 각도는 더 높은 휠 강성을 의미하고, 뒤 휠의 강성은 기존 RC 38 휠에 비해 15% 강성이 높아졌다.

퍼포먼스 레이스 성향을 가진 PRC 시리즈

기존 RC 38에 비해 20% 넓어진 림 내부 폭, 15% 강성 증가, 20% 열 저항성이 향상되었지만, 무게는 1% 증가했다.

림에 사용된 카본에도 다양한 기술들이 적용되었는데, 형태에 있어서는 18mm로 기존보다 3mm 더 넓어진 림 내부 폭으로 25mm 타이어까지 부담없이 사용할 수 있으며, 강성도 증가했다.
PRC 림의 개발에 가장 집중한 부분은 무게, 강성, 열 저항성 이렇게 세가지 부분이다. 위에서 이야기한 형태의 변화와 레진을 통한 열 저항성 강화 외에도 카본을 휠 강성이 가해지는 방향에 따라 연속적으로 적층하여 동일한 양의 카본이더라도 더 높은 강성을 유지할 수 있는 결과를 만들었다.

강성이 가해지는 방향에 따라 연속으로 이어진 카본을 적용해 동일한 무게 대비 높은 강성을 얻을 수 있게 되었다.

PRC 림은 스위스사이드와의 개발에 의해 만들어진 에어로 형태는 아니지만, NACA 에어로 프로파일이 적용된다.

허브의 변화로 스포크 체결 각도가 커졌고, 그로 인해 측면 강성이 높아졌다.

강력한 페달링과 컨트롤을 위한 강성에 집중한 스플라인 허브


PRC 휠은 무게 대비 높은 강성으로 업힐 뿐 아니라, 강한 스프린트에서도 성능을 발휘하도록 개발되었기에, 로드 레이스에 적합한 특성을 가지게 된 것이다.
이번 발표에서는 최상급이 아닌 1400 베어링의 'PRC 1400 스플라인' 시리즈만 발표되었고, 내년에 최상급 PRC 모델이 또 다시 발표될 예정이다.

PRC 1400 SPLINE 35
35mm 프로파일로 가볍고 강성 높은 휠이 만들어졌다. 업힐이 많은 구간에서 유리한 레이스 휠이다.

PRC 1400 SPLINE db 35

PRC 1400 SPLINE 65
에어로 성능과 강성을 통해 평지 스프린팅 구간이 많은 레이스에서 유리하다.

PRC 1400 SPLINE db 65


로드 라이딩에 있어서, 라이더가 추구하는 방향은 다소 차이가 있다. 탐험하듯이 새로운 길을 찾고 다양한 형태의 라이딩을 즐기는가 하면, 트라이애슬론 라이더들처럼 에어로 성향에 집중된 경우도 있고, 누군가는 로드 레이스의 열정을 쏟는 라이더도 있다.
이렇듯 다양한 요구에 맞는 자전거를 선택하는 것이 당연한 것처럼, 휠의 선택도 그 다양성에 맞추어 가야 한다. 그래서, 디티스위스는 세심한 차이까지 간과하지 않고, 로드 카테고리에 맞는 휠 시리즈를 새롭게 발표한 것이다.
이미 산악자전거에서는 월드컵과 월드챔피언을 휩슬며 최고의 휠로 인정을 받고 있는 디티스위스가 다년간 쌓아온 개발 능력을 통해 새롭게 선보이는 로드레볼루션18 시리즈 로드 휠셋도 큰 반향을 일으킬 것으로 기대되고 있다.

로드에서 더 빠르게 달리고 싶지만, 라이더의 성향과 환경은 다르다.
그 환경에 맞는 휠을 선택할 때 로드바이크의 성능은 비로써 완성되는 것이다.


관련 웹사이트
MBS 코퍼레이션 : http://www.elfama.com/
디티스위스 : https://www.dtswiss.com/en/

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