산악자전거 동호회 :: 매드라이더스/수지MTB

가벼운 자전거 만들기

산악자전거에서 '가벼운 자전거'는 많은 라이더들이 바라는 것이기도 하지만 한편으로는 신중하게 생각해 보아야 할 말이다. 찌그러진 휠을 보거나 부러진 핸들바를 보면 라이더의 생각은 흔들리게 된다. 이런 것들을 보면 '가장 가벼운 자전거'는 부유층이 잠깐 사용하는 자전거라는 생각을 할지도 모른다. 이렇게 가벼운 자전거가 부서지는 것을 대비해서 차에 모든 부품을 수리하거나 대체할 수 있는 부품을 싣고, 기술자도 데리고 라이딩을 다닐지도 모른다. 9kg 이하의 XC 경기용 자전거나 125g의 무게를 가지는 여분의 핸들바를 가지고 다니면서 자전거가 부서지는 것을 걱정하는것은 진정한 산악자전거의 의미를 잊은것이 아닐까?

불행하게도 여러분은 자전거의 세계로 빠져들려 하는것이 아니라, 가장 가벼운 자전거라는 단순한 물건에 빠져들고 있는지도 모른다. 자전거 바퀴는 아마도 인간이 만든 구조물중에서 무게대비 강도면에서 가장 효과적인(튼튼한) 물건일지도 모른다. 750kg의 F1 경주용차가 300km/h 이상의 속도로 달릴 수 있는것이나, 12kg의 자전거가 60~100kg의 라이더를 태우고 60km이상의 속도를 내는것이 무슨 차이가 있을까?

만일 산악자전거가 튼튼함을 최우선으로 생각하고 무게에 대한 문제는 다음 문제라고 생각하고 디자인 되었다면, 아마도 당신은 자전거를 쉽게 들지도 못할 것이다. 그러나 무겁거나 그렇지 않거나, 보강재를 사용했거나 그렇지 않거나, 다운힐 전용이던 그렇지 않던 3m의 높이에서 점푸해서 떨어져도 큰 문제는 없다. 아직도 더 가볍게 만들수는 있다. 여기에서 많은 논란이 발생하기 시작한다.

무엇이 잘못되었나?

90년대 초반에는 가벼운 자전거에 대한 열망이 대단했다. 갑자기 24lbs(10.9Kg) 이상의 자전거는 더이상 없을것 같았다. 핸들바의 무게는 120g 까지도 줄었다. 몇달내에 이렇게 만들어진 자전거들은 프레임이 부서지고, 핸들바가 부러져 심한 상처를 입는 경우가 많이 발생하게 된다. 90년대 중반의 알루미늄 합금 니플(nipple), 라텍스 튜브, 경량화된 부품과 볼트킷트 등이 이런 과거를 대변하는 것들이다.

하지만 얼마후, 많은 라이더들은 알루미늄 볼트, 라텍스튜브, 알루미늄합금 니플, 140g대의 핸들바를 사용하게 된다. 심지어는 100kg의 몸무게를 가진 라이더가 이런 것들로 만들어진 자전거를 이용해 일주일에 서너번씩 라이딩하는 경우도 생기게 된다. 이렇게 경량화된 부품(오늘날의 부품에 비하면 조잡하기 그지 없지만)을 사용하면서도 전혀 문제가 발생하지 않았다고 한다.

자전거 경량화에 대한 라이더의 열정(??)은 다음과 같은 이유에서 시작된다.
라이더들의 자전거 무게에 관한 요구조건을 충족(??)시키기 위한, MTB생산업체들의 끝없는 최소비용을 들여 개발하는 "속임수" 경량화 정책때문이다. 대충 만들어진 경량화된 튜브는 쉽게 찢어져 버리고, 충분한 강도를 갖지 못한 알루미늄 합금 니플은 나사산이 뭉개져 버린다. 똑같은 두께를 가진 핸들바일지라도 강도가 보장되는 것과 싸구려 합금으로 만들어진, 그 강도를 보장할 수 없는, 핸들바와는 가격차이가 심하게는 10배이상 차이가 나게 된다. 경량화의 마지막 관심사는 터무니없는 가격이 매겨지는 CNC가공된 크랭크와 구동부품의 가격이다. 가격이 싸면서 성능이 떨어지는 것은 그렇다해도, 비싸면서 성능이 떨어지는 것은(한편으로는 가격값을 못하는것을 의미할 수도 있다.) 라이더에게 정신적,육체적으로 상처를 남길 수 있다.

무거운것이 좋은가?

만일 자전거 부품의 강도가 무게에 비례한다면 라이더들의 삶은 단순할 것이다. 보다 무거운 자전거가 보다 강할것이다 - 많은 사람들은 아직도 이렇게 믿고 있다. 물론 정확한 답은 아니다. 우리가 흔히 말하는 일반 자전거는 고급 산악자전거에 비해 쉽게 고장이 난다. 기계적인 고장뿐아니라 강도면에서도 약하다. 비싼 자전거는 대부분의 경우에 보다 강하고 비싼 소재를 이용하여 만들어진다. 그렇다면 가볍고 비싼 자전거만이 튼튼한 자전거이고, 무겁고 싼 자전거는 그렇지 않다는 것일까? 또한 비싸고 무거운 다운힐용 자전거의 경우는 어떤가? 무게와 강도에 관한 문제는 아주 복잡하게 얽혀있어서 단순하게 가볍고 비싼자전거만이 가장 튼튼하다는 식의 결론을 내릴 수 없다는 것이다.

많은 자전거 제조업체들이 프레임이나 핸들바와 같은 중요한 부품을 디자인하는데 필요한 충분한 지식이 없는 상태에서 제품을 만들어 낸다. 눈앞의 이익을 위해, 그로 인해 얼굴에 깊은 상처를 남기고, 인생에 있어서의 지울 수 없는 육체적, 정신적 상처를 갖게되는 라이더들은 생각하지 않는 오류를 범하고 있는것이다. 물론 모든 제조회사가 그렇다는 것은 아니다. 보다 사용자입장에서 생각하고, 제품의 성능이 검증된 제품을 만들고 판매해야 한다는 것이다.

핸들바는 가운데 부분이 약간 볼록하고 가운데를 중심으로 약간 굽은 형태의 단순한 파이프처럼 보인다. 핸들바 디자인과정에서 무게를 150g 정도로 해야 한다는 것을 생각하지 않는다면, 핸들바를 디자인하는 것은 애들 장난처럼 느껴질 수도 있다. 믿을 수 없지만 핸들바를 디자인하는 것은 상당히 복잡한 과정을 거치게 된다.

예로 이스턴(Easton)사의 카본 핸들바를 테스트한 내용을 참고해 보면 다음과 같다. 핸들바의 중앙부분을 고정시키고 양쪽끝에 각각(??) 18파운드(약 8.2Kg)무게의 물질을 달고 충격테스트를 했다. 다른 회사의 티타늄이나 콤포지트(카본) 핸들바에 비해 300%(3배) 강하다고 설명하고 있다. 테스트한 높이의 단위가 나와있지 않아 정확히는 알 수 없지만 추측하건데 아마도 '미터' 가 아닐까 한다.

어떤 사람들은, 150g보다 가벼우면 안전하지가 않고, 카본바는 쉽게 부러지고, 티타늄 핸들바가 최고라고 말한다. 과연 옳은 내용일까? 이스턴의 CT2 카본바는 무게가 125g(580mm)이다. 하지만 위의 설명처럼(물론 자체적인 테스트이겠지만, Easton 이란 이름을 무시할 수는 없다.) 다른 카본바나 티타늄바보다도 훨씬 강하다. 심지어는 다른 회사의 무게가 300~400g 정도의 DH용 핸들바보다도 더 튼튼할 것이다.

라이져바의 경우에는 파이프를 꺾는 과정에서 꺾인 부분이 약해질 수 있다. 물론 처리를 하는 경우도 있겠지만, 아무래도 일반적인 일자형바 보다는 약해질 수 있다. 몇개 모델을 보면 이렇게 약해진 핸들바를 보강하기 위해서, 또는 보다 강하게 하기 위해서 보강재를 이용하는 것을 볼 수 있다.

가벼운 것이 더 좋은가?

자전거를 만들때 아주 가벼운 무게로 완벽한 안전성을 보장받을수는 없다. 자전거 제조업체들도 그 내용을 알고있다. 무겁다 하더라도(어떤 보강재를 추가해도) 디자인 자체가 잘못된 경우라면 잘못된것을 보충할 수 없다. 형태가 별난것들은 부품의 무게를 증가시키면서도 약할 수 있고, 무게즐 줄이면서도 강할 수 있다. 또한 동일한 무게의 유연한 부품이 단단한 부품보다 더 강한 경우가 종종있다. 그럴수 있는 비밀은 사용된 재료의 소재, 양 등 때문이 아니라, 얼마나 올바른 위치를(힘을 받는부분, 약해지기 쉬운부분) 잘 보강했는가 하는점이다.
예를 들면 이스턴사의 카본바는 브레이크 레버를 핸들바에 고정시키는 부분을 좀더 두껍게 만들어(파이프의 안쪽을) 강도를 보강했다.

이런 점에 대한 대표적인 기술이 더블 버팅(double butting)이다. 더블 버티드(double butted) 튜빙을 이용한 프레임과 더블 버티드된 스포크는 가벼울 뿐 아니라 일반적인 균일한 두께를 가지는 파이프나 스포크보다 더 강하다. 이유는 중간부분을 보다 얇게 만들어, 가장 높은 수준의 변형력을 이곳으로 이동시키게 되는데, 일반적으로 계산할 수 없는 용접부위(프레임 튜빙)나 볼트의 나사산부분(스포크)에서 발생하는 복잡한 변형력을 분산시키게 된다. 또한, 전체적인 구조가 보다 유연해지고 끝부분에서 생기는 변형력이 점차 줄어들게 된다. 혹시 당신은 프레임의 튜빙의 가운데 부분이 부러지거나, 스포크의 중간부분이 부러지는 경우를 본 기억이 있는가? 아마도 없을 것이다.

티타늄 또는 카본 화이버 소재

아직도 자전거 업계에서는 새로운 환상적인 소재를 찾는데 시간을 소모하고 있다. 만일 당신이 보다 가벼운 BB를 원한다면, 모든 사람들이 알고 있는것처럼 과거부터 사용해온 스틸보다도 가볍고, 강하고, 보다 피로강도가 덜하고, 보기도 좋은 티타늄으로 만들어진 것을 선택하면 된다. 티타늄은 일반적으로 고품질의 스틸과 같은 정도의 무게대비 강도를 가진다. 그러므로, 만일 티타늄으로 만든 액슬(axle)을 이용하는 BB의 경우는 스틸을 이용하는 경우보다 가벼울지 몰라도, 스틸 소재의 액슬보다 약하게 된다. 캄파뇰로(Campagnolo)의 경우는 이미 80년대 중반에 이런 내용을 받아들였다. 티타늄은 단순하게 우리가 선택할 수 있는 또다른 금속중의 하나일 뿐이다. 결코 환상적이 소재가 아니라는 것이다. MTB 업계는 이런 내용을 무시하고 있다. 그리고 그들은 과거의 잘못을 되풀이하고 있는 것이다. 4각형 형태의 스틸 액슬을 스프라인(spline) 형태로 개발하고 충분히 강도가 보장되는 정도의 구멍을 내부에 뚫을 생각은 하질 않고, 단순히 가벼운 소재만을 찾고 있는것이다.

개인적인 생각으로 모든 MTB제조업자들은 사용자들이 느끼고 있듯이 4각형 형태의 BB 액슬의 문제점을 알고 있을 것이다. 물론 오랫동안 사용되어온 형태이고, 어느정도의 성능도 입증된 상태이다. 하지만 분명히 문제점은 있다. shimaNO의 경우는 스프라인 형태의 BB액슬을 오래전부터 사용해 왔다. 물론 한동안은 최고급 모델인 XTR에만 적용을 하였지만, 현재 생산되는 제품은 그 이하의 중저가 모델들인 XT, LX 제품군에도 스프라인 형태의 BB액슬을 사용하고 있다.

물론 다른 제조회사들도(미국,캐나다) 스프라인 형태의 액슬을 고려하고 있다. 몇개 제조업체에서 shimaNO의 스프라인 구조와 호환이 되는 BB나 크랭크암을 생산하려 하였지만, shimaNO에서 허락하지 않았다고 한다. 독점적인 시장을 형성하겠다는 shimaNO의 얄팍한 상술이란 생각이 든다. 소비자를 우롱하는...

2000년부터 이런 shimaNO에 대응하여(??) 몇개 회사가 새로운 구조를 가지는 액슬 구조를 개발하고, 새로운 구조를 사용하길 원하는 제조업체는 자유롭게 사용할 수 있도록 했다. 이 사업을 주도하고 있는 회사는 캐나다의 레이스페이스와 대만의 트루바티브이다. 공식명칭은 ISIS(International Spline Interface Standard ) 드라이브이다. ISIS드라이브 방식으로 만들어진 제품들은 이미 판매되고, 완성차에 장착되고 있는것이 현실이다. 물론 ISIS 방식은 shimaNO의 스프라인과 호환되질 않는다.

모든 재료중에서 강도와 무게면에서 이익을 볼 수 있는 재료는 콤포지트(카본화이버등)이다. 하지만 금속보다 다루기가 힘들고 더 많은 힘든 과정을 거쳐야 한다. 가격이 상대적으로 비싸지는것은 막을 수 없다.

Easton 카본 라이져바의 무게는 겨우 150g 이지만, 지금까지 부러졌다는 말을 듯질 못했다. 로드 바이크의 포크는 700g 정도에서 최근에 거의 300g 정도로 줄었지만 무게가 줄기 전보다 부서지는 경우는 증가하지 않는다고 한다.

참고로 Easton사의 홈사이트를 방문해 보면, 자체적인 테스트일지는 몰라도, CT2 카본바의 테스트 내용을 설명하고 있다. 직접 방문해 보시길... 이 글에서 이스턴사의 핸들바를 예로 많이 설명하고 있는데, 이스턴사의 핸들바가 최상의 선택이란것도, 이스턴바를 홍보하는 것도 아니다. 단지 하나의 예를 들어 설명할 뿐이다.

http://www.eastonbike.com/COMPONENTS/bar_test.html

결론적으로, 자전거와 부품을 생산하는 회사들은 강도의 손실없이 보다 가벼운 자전거를 충분히 만들 수 있는 기술력은 있다. 부러지는 것을 걱정할 필요가 없는 100g 미만의 핸들바도 가능하고, 300g의 크랭크도 가능하다. 단지 그런 제품을 만들지 않을 뿐이지, 만들지 못하는것이 아니다. 가장 가벼운 부품을 이용하여 험한 라이딩을 한다고 겁먹을 필요는 없다. 제조회사에서 이미 강도가 검증된 경우가 대부분일 테니까.

산악자전거는 험한 지형, 기후에서도 마음껏 즐길 수 있는것이라고 생각한다. 그러기 위해서는 산악자전거에 사용되는 모든 부품은 특정 수준이상의 강도가 보장되어야 한다는 것이다. 라이더의 건강과 연결되는 일이다. 결코 무게를 먼저 생각해서는 안될 것이다. 먼저 튼튼하다고 확인되는 부품가운데 가벼운 것을 선택하면 될 것이다. 앞의 설명처럼 튼튼하면서도 가벼운 프레임이나 부품은 많이 생산되고 있다. 가장 튼튼하면서도 가장 가벼운 부품을 찾아 헤메게 된다면 라이더의 주머니는 점점 비어만 갈 것이다.
또한 라이더 본인의 라이딩 습관에 맞는 자전거를 만드는 것도 중요할 것이다. 물론 가벼운 자전거는 실제로 라이더를 편하게(???) 한다. 라이더는 강도와 무게의 올바른 수준에서 타협해야 할지도 모른다. 가장 가벼운 부품으로만 자전거를 만들어 세상에서 가장 가벼운 자전거를 가진 라이더로 남에게 보일 것인가, 가장 가볍지는 않아도 산악자전거를 즐기는 라이더로 보일것인가는 여러분의 선택이다.

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