피렐리(Pirelli)가 차세대 고성능 로드 자전거 타이어를 위한 특허 출원 중인 신기술 PAAS(Pirelli Advanced Aerodynamic System)를 공개했다. 이 기술은 다른 성능 요소의 저하 없이 타이어의 공기역학적 효율성을 극대화하는 데 초점을 맞추고 있다.

공기역학적 배경 및 원리

최근 로드 사이클링에서는 더 넓은 타이어와 림을 선호하는 추세로 인해 휠의 전면 면적이 증가하면서 공기 저항 통제가 핵심 과제로 대두되었다. 휠과 타이어는 하나의 통합 시스템으로 작동하므로, 타이어 표면에서 발생하는 기류 교란은 림의 전반적인 공기역학적 성능 저하로 직결된다.

PAAS는 휠에 장착 및 공기 주입이 완료된 상태를 기준으로, 타이어의 전체 높이 대비 가장 넓은 지점의 위치를 최적화하는 특수 기하학적 설계를 도입했다. 이를 통해 공기흐름이 분리되지 않고 타이어의 사이드월을 따라 안정적으로 유지되도록 유도하여, 와류 형성을 억제하고 공기 저항을 대폭 감소시킨다.

첨단 연구 개발 및 풍동 검증

이 시스템은 피렐리가 자동차 타이어 부문에서 축적한 고도의 공기역학적 노하우와 전산 유체 역학(CFD) 소프트웨어를 기반으로 설계되었다. 

CFD 시뮬레이션 및 최적화: 
실제 주행 환경의 기류 상호작용을 재현하는 모델을 활용하여 14차례의 공기역학적 매개변수 변경 및 기하학적 최적화 과정을 거쳤다.

실증 테스트: 
4곳의 서로 다른 풍동 실험실에서 8회의 전용 테스트를 수행했으며, 프로 팀 및 OE 파트너사와의 실제 환경 주행 테스트를 병행하여 다양한 휠-타이어 구성에서의 성능을 교차 검증했다.

성능 및 결과 지표

최대 20% 항력 감소율:
30km/h 이상의 속도와 0°에서 ±20° 사이의 측풍 각도를 조건으로 한 분석 결과, 28mm에서 35mm 규격에 이르는 폭넓은 타이어 라인업에서 유의미한 공기 저항 감소가 확인되었다.
기존 P ZERO Race TLR RS 장착 휠 구성과 비교 시, 평균 최대 20% 이상의 항력 감소 효과를 입증했다.

측풍 및 마모 안정성:
각이 큰 측풍이 발생하는 가혹 조건에서 공기역학적 이점이 더욱 뚜렷하게 발현된다. 또한 가장 넓은 지점을 최적의 위치에 고정함으로써, 타이어 트레드가 마모되더라도 초기 수준의 높은 공기역학적 효율이 장기간 유지된다.

성능 타협 없는 설계

가장 주목할 만한 엔지니어링 성과는 이러한 공기역학적 향상이 다른 핵심 동력학적 성능의 희생을 요구하지 않는다는 점이다.

편의성 유지:
타이어 측면과 림 가장자리 사이의 공간을 보존하여 난류 없는 매끄러운 기류 전환을 이루어냄과 동시에, 기존의 용이한 타이어 탈착성을 그대로 유지했다.

동적 특성 보존:
시스템 전체의 무게 증가나 구름 저항의 악화와 같은 기능적 손실이 전혀 발생하지 않는다.

관련 웹사이트
세파스: https://cephas.kr/