에어로 프레임 vs 경량 프레임

Posted by 상준
2014.06.23 14:44 장비 이야기

요즘 로드 자전거 프레임 회사들의 신제품 트랜드를 보면 크게 2가지 정도로 볼 수 있다.


1. 디스크 브레이크 로드 바이크 프레임


그리고 


2. 에어로다.




그런데 아무래도 에어로 로드 프레임은 경량 로드 프레임들보다 무겁고 승차감이 딱딱하면서 BB 강성은 상대적으로 떨어지는 것이 일반적이다. 그러다 보니 사용자들은 과연 Aero 프레임을 선택하는 것이 올바른지 의구심을 가진다. 그러다 보니 본인 블로그에서도 에어로 프레임 이야기가 나오는 글(http://cyclinglab.tistory.com/15)에 유입이 종종 되곤 한다. 거기에 나오는 에어로 프레임이 주는 이득 40km ITT에서 17초라는 기록을 좀 가볍게 생각하는 사람도 있더라.... 


그런데 좀 자세히 생각해 볼까?


아마추어 초 상위급의 1시간 40km(평속 40km/h) 독주 이런거 말고 75kg 정도에 250와트 정도의 라이더에 대해서 생각해 보자. 이것도 여전히 그리 못 타는 사람이 아니다.


오래된 글인 Cervelo의 글(http://www.cervelo.com/en/engineering/thinking-and-processes/weight-vs-aero.html)을 조금 참고 해서 계산해 보면, 이렇게 생각할 수 있다.


에어로 프레임과 최 경량 로드 프레임 사이에는 사실 위의 링크 글 처럼 150그램 차이는 아니다. 실제는 200~250그램까지도 차이가 난다. 최대의 경우를 산정해서 250그램 차이가 난다고 가정하자.


그럼 75kg라이더라고 한다면, 전체 무게(75kg + 자전거 무게 6.8kg)에서 250그램이 늘어 나느냐 안 늘어 나느냐의 차이이고, 이는 전체 무게의 0.305%이다. 


자 그럼 이러한 차이가 얼마나 차이를 만들 수 있는지 한번 시뮬레이션을 돌려 볼까? 나름 유명 홈페이지인 Analytic cycling.com에서 250그램의 무게 차이가 실제 얼마나 시간 및 거리 차이를 만들 수 있는지 볼까?


모두 동일 조건에서 250그램이 가볍다면, 6% 경사도에서 2km 구간에서 250와트로 주행 가능한 75kg 라이더가 라이딩 할 경우 공기저항 계수(Cd)가 0.6이고 유효 전면적(A)이 0.5m^2 이라 가정해 보자, 그럼 4.54m/s 의 속도로 힐 클라임을 했다는 것이고 이는 16.344km/h의 속도로 힐클라임 했다는 이야기다. 그럼 250그램이 더 무겁고 Cervelo 이야기대로 공기 저항 계수가 0.009가 줄어 든다고 계산해 보자. 이는 4.53m/s이고 16.308km/h의 속도가 나온다는 의미이다.


확실히 남산 정도의 경사도라면 경량 프레임이 보다 유리하다.



그럼 남한산성 코스의 복정 방향이라면 어떨까 대충 4% 경사라고 가정 한다면, 경량 프레임과 에어로 프레임 모두 5.97m/s (21.492km/h)의 속도가 나오게 된다. 오잉 비로 4% 경사도에서는 무게 차이가 의미가 없게 된다는 의미다. 당연히 4% 이하라면 에어로 프레임이 더 빠르겠지?


그럼 경사도 제로이면 어떨까?

경량은 10.55m/s (37.98km/h), 에어로는 10.60m/s(38.16km/h)가 나온다.

흐음 Sample로 사용한 전면적(A) 값을 너무 작은 값으로 해서 그런가? 속도가 꽤 높은 것 같기도 하다. ㅎㅎ

그래도 여전히 비교 자체는 유효하다.


그럼 둘 중에 뭐가 더 효과적일까?

여기서 우리는 한가지 살펴봐야 할꼐 있다. 우리가 일반적으로 라이딩 하는 코스에서 힐클라임을 하는 시간은 얼마나 될까? 특히 4% 경사도 이상의 구간을 주행하는 시간은 얼마나 될까? 만약 4% 경사도 이하에서 (평지와 다운힐 포함)의 주행 시간이 4% 경사도 이상에서의 주행 시간 보다 확실히 길다면, 에어로 프레임이 주는 장점이 더 크다고 할 수 있다.



얼추 통밥으로 계산해도 이러한 전제라면 에어로 프레임이 보다 유리하다.

그런데 왜 사람들은 그렇다고 잘 못 느낄까?


그건 그룹 라이딩을 하기 떄문이라고도 볼 수 있지 않나 하다. 물론 그룹 라이딩 도중에도 경량 프레임보다는 에어로 프레임이 여전히 보다 효율적이다.  물론 전방에서 라이딩 할때 보다는 그 차이가 줄어 든다. 더불어 일부 힐 클라임 잘(좋아)하는 분들은 그룹 라이딩에서 선두에 잘 안서는 사람들이 있기도 하다.(개인적인 견해로는 상급 라이더에서는 그런 경우 찾기 어렵다. 그래서 상급인 거다.)


그래서 결론이 뭐냐고?


경량 프레임이 주는 힐 클라임에서의 이득도 생각보다 그렇게 크지는 않다. 물론 에어로 프레임도 생각보다 그렇게 크지 않은지 모른다. 하지만 전체 코스를 놓고 생각할때, 에어로 프레임이 상대적 이득을 누리는 구간이 더 많고, 이것이 누적되면 다른 이야기가 될 수 있다는 것이다.


개인적으로는 그래서 에어로 프레임에 한표이다.

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  1. 그런데 사람들은 에어로가 못 생겨서 그런지 다들 경량을 더 선호하는 것 같아요. 동호인 수준에서 이쁜게 갑이라 생각해서 그런지..
    진짜 기록을 생각한다면 에어로도 생각해볼만 하군요.