글 사진 : 신용윤
프로펠은 자이언트가 2년여의 에어로바이크 개발 프로젝트를 시행해 2014년 처음 출시(2013년 발표)한 로드바이크다. 자이언트는 프로펠의 발표 당시 공기역학성능에 대해 구체적인 실험방법론과 수치 그리고 타사 비교군과의 성능비교자료를 내보이며 상당한 자신감을 내비쳤다. 그리고 그 발표는 그저 호언만이 아니었다.
2014년 프로컨티넨털 팀에서 막 승격한 자이언트-시마노(현 Team Sunweb)가 새로운 팀 바이크(프로펠, TCR)와 함께 UCI 월드팀으로 빠르게 안착한 것은 물론이고, 출시 2년차까지 프로펠에 대한 세계적인 수요를 감당하기 어려워 자이언트의 다른 자전거들이 생산차질을 빚었다는 후문은 이제 공공연히 알려진 사실이다.
프로 무대에서 파란만장한 4년을 보낸 프로펠에게 새로운 후임이 생겼다.
미래에서 온 프로펠
2017년 8월, 자이언트가 새로운 프로펠 라인업을 발표했다. 뉴 프로펠은 디스크브레이크 전용이고, 브레이크 호스와 변속케이블이 말끔히 사라진 조향부가 특징이다.
새로 출시된 프로펠 디스크 라인은 자이언트의 기존 제품들과 마찬가지로 프레임에 따라 최상위 등급인 어드밴스 SL과 어드밴스로 나뉜다. 프로펠 어드밴스 프로 디스크(사진)는 어드밴스 등급 중 최고급 모델이다.
자이언트는 새 프로펠의 설계 컨셉을 바꾸었다. 과거엔 프레임을 공기역학적인 형태로 개발하고 이에 어울리는 휠셋과 부품을 조합했지만, 뉴 프로펠은 완성자전거가 하나의 단위라는 개념으로 각종 부품과 휠셋까지 동시에 개발했다. 이에 다각도에서 불어오는 바람에 대응할 수 있도록 프레임 각 튜브의 형태를 바꾸었으며, 디스크브레이크가 오히려 공기저항을 줄일 수 있다는 사실에 초점을 맞추어 디스크브레이크 전용으로 설계했다.
프로펠 디스크는 조향부에서 케이블들이 완전히 사라졌다. 조향부 뿐만 아니라 프레임 전체에서 케이블 노출이 아주 제한적이다.
조향부는 핸들바 스템, 헤드셋까지 구조적으로 일체화시켰다. 그 결과 모든 케이블들이 프레임 안으로 사라졌고, 결과적으로 공기저항이 한결 줄었다. 휠셋은 앞바퀴 림 높이를 42㎜, 뒷바퀴 65㎜를 써서 조향성과 직진성을 모두 염두에 뒀다.
프로펠 디스크는 프레임 뿐만 아니라 컴포넌트까지 한 단위로 보고 개발됐다. 컨텍트 SLR 에어로 핸들바와 스템은 프로펠 디스크의 공기역학적인 성능을 한 단계 더 발전시키기 위해 브레이크 호스와 Di2 배선을 스템, 핸들바, 헤드튜브를 거쳐 프레임 안에 모두 숨겼다. 사진은 스템 커버를 탈착한 모습이다. 자이언트는 스템 커버로 인해 늘어나는 무게보다 공기저항을 줄여 얻는 이익이 더 크다고 말한다.
스템 커버 아래엔 플립 커버를 두어 핸들바를 돌리는 각도에 따라 열리도록 만들었다. 플립 커버는 내부 배선의 위치를 일관되게 유지할 수 있게 하며, 반대로 배선의 영향을 받지 않고 스템이 원활히 움직일 수 있게 한다.
공기역학, 프로펠을 누른 프로펠
프로펠 디스크는 프레임의 구조적인 얼개에 있어선 기존 프로펠과 흡사하지만, 튜브의 기본 형태가 완전히 바뀌었다. 전작의 경우엔 물방울형을 기본으로 다운튜브와 시트튜브 하부만 캄테일이었는데, 이를 모두 모두 캄테일로 전환했다.
프로펠 디스크의 튜빙은 캄테일 형태로 바뀌었다.
300번 이상 CFD(컴퓨터를 이용한 유체역학 실험) 시뮬레이션과 유동실험(물이 흐르는 관에 미세한 기포를 흘려 실험대상의 유체역학 상태를 살피는 실험)으로 각 튜브의 형태를 찾아냈고, 완성된 자전거는 풍동실험을 통해 다듬었다.
자이언트는 프로펠 디스크에 적용한 튜빙을 트런케이티드 일립스 에어포일(Truncated Ellipse Airfoil)이라고 부르며 “다양한 각도의 바람에 대해 공기저항이 낮고, 프레임의 강성 또한 높일 수 있는 형태”라고 말한다.
프랑스의 A.C.E에서의 풍동실험은 페달링이 가능한 마네킹을 탑승시켜 진행했다. 실제 라이딩 상황을 고려하기 위한 조치로 전작 프로펠부터 이와 같은 실험을 했다. ⓒGiant bicycle
풍동실험은 프랑스의 A.C.E(Aero Concept Engineering)에서 진행했다. 풍동실험 시 실제 라이딩 상황을 반영하기 위해서 라이더처럼 움직이는 마네킹을 만들어 자전거에 탑승시켰다. 바퀴의 회전, 페달링에 의한 간섭 등을 함께 고려하기 위한 방법이다. 실험은 풍속 10.7㎧(24mph), 편주각(yaw angle) 0~30도를 기준으로 실시했다.
※자전거와 편주각
라이더가 목에 아주 가벼운 실크목도리를 매었다고 생각해보자. 목도리 양쪽 끝은 멋스럽게 옷 밖으로 길게 늘어뜨렸다. 자전거를 타려고 안장에 걸터앉았더니 옆에서 바람이 불어 목도리 끝이 자전거와 90도 방향으로 나부꼈다. 주행을 시작하자 옆으로 부는 바람에 주행풍이 겹쳐져 목도리 끝은 뒤쪽으로 비스듬히 기울어 나부끼게 됐다.
편주각은 비스듬히 나부끼는 목도리 방향의 연장선과 주행방향 연장선 간의 예각이다. 정리하자면 일정 방향으로 운동하는 물체(순항체)가 실제 공기흐름(바람)의 입자에 부딪히는 각도인 셈이다. 일반적으로 순항체의 속도가 높을수록 편주각은 작아지며, 횡풍은 주행체를 편주각 방향으로 선회시키려는 힘을 발생시킨다.
자전거와 90도 방향을 이뤄 초속 10m 내외의 바람이 분다고 가정할 때, 자전거가 시속 40㎞로 주행한다면 편주각은 30도 내외가 된다. 또한 진행하려는 방향으로부터 90도가 넘는 측풍을 실험하지 않은 것은 사실상 뒤에서 부는 순풍에 가까워지는 바람이 되기 때문이다.
따라서 자이언트가 실시했다는 ‘편주각(yaw angle) 0~30도’의 실험은 맞바람부터 90도 횡풍까지 주행에 방해가 되는 모든 각도의 바람에 대한 실험이라는 뜻이다.
자이언트는 전작 프로펠을 발표할 당시 위와 같은 방법으로 실험하여 비교군(타 브랜드의 에어로바이크)에 비해 작게는 2와트 크게는 15와트까지 힘을 절약할 수 있다는 결과를 보였었다. 그리고 4년이 지나 프로펠 디스크의 실험에서는 시속 40㎞ 1시간 주행 시 종전 프로펠보다도 10와트 힘을 아낄 수 있다는 결과를 내놓았다.
풍동실험 결과 바퀴 중심부에 있는 로터와 디스크브레이크 켈리퍼는 포크 크라운에 위치하는 림 브레이크 캘리퍼보다 공기저항이 크지 않았다고 한다. 그 이유는 바퀴의 타이어와 림이 이미 공기를 가르고 난 뒤에 위치하기 때문이라고.
자이언트는 이 풍동실험을 근거로 프레임의 튜빙 뿐만 아니라 디스크브레이크 역시 공기역학성능에서 유리하다고 주장한다. 브레이크 캘리퍼가 포크 하단과 리어스테이 끝에 위치하므로 포크상단과 BB 하단에 달리는 일반적인 림 브레이크 보다 공기저항을 덜 발생시킨다는 것.
앞 디스크브레이크 캘리퍼와 로터는 바퀴 중앙부에 위치하게 되는데 앞바퀴가 이미 거칠게 공기를 가르고 난 이후에 위치해 있고, 뒤 브레이크 캘리퍼 역시 다운튜브 시트튜브 등을 거친 이후, 리어스테이 끝에 있으므로 그 영향이 미미하다는 것이다.
뒷바퀴의 디스크브레이크도 BB 하단에 장착되는 림 브레이크보다 공기저항이 작게 나타났다. 다운튜브, 시트튜브, 라이더의 페달링으로 공기흐름이 갈라진 이후이기 때문이다.
이와 같은 이유 때문에 림 브레이크를 쓰는 종전 프로펠은 일반 림 브레이크 캘리퍼 대신 포크 와 시트스테이 뒤에 튜브의 연장선처럼 만든 전용 브레이크를 사용했었다. 하지만 제동력 면에서는 유압 디스크브레이크를 넘어설 수 없다.
높은 강성, 가벼운 무게
전체적인 튜빙이 캄테일로 바뀌고 디스크브레이크를 쓰면서 무게 대비 강성도 크게 향상됐다.
앞서 언급한 대로 프로펠 디스크에 적용된 캄테일 튜빙은 공기역학적인 성능면에서 다양한 각도에서 불어오는 바람에 대해 유리한 면을 갖추고 있다. 이는 다른 에어로바이크의 사례에서도 입증된 사실이다.
뿐만 아니라 전통적인 물방울형 튜빙보다 무게와 강성면에서도 유리하다. 특히 물방울형 튜빙 에 비해 측면 강성이 높아지는데, 여기에 디스크브레이크를 채택하여 앞뒤 바퀴를 12㎜ 스루액슬로 고정하게 되므로 측면을 비롯해 비틀림 강성 또한 향상됐다.
스루액슬은 사용이 간단한 것은 물론, 굵은 축과 나사산으로 포크와 프레임의 좌우를 견고하게 묶는 작용을 한다. 따라서 측면강성과 비틀림 강성이 높아지는 효과가 있으며, 포크의 강성이 향상되므로 조향안정성 또한 높아진다.
캄테일로 튜빙의 형태가 바뀐 프로펠 디스크는 강성이 향상되어 종전의 프로펠보다 뛰어난 동력전달성과 반응성을 보인다.
일반적으로 비틀림 강성은 프레임을 67도 기울여 헤드튜브와 리어드롭아웃을 고정하고, BB 한쪽에 80㎏의 하중을 걸어 프레임의 변위량 또는 돌림힘(토크, N·m)을 측정하게 된다. 대부분의 브랜드는 이 테스트를 시행할 때 프레임에서 포크를 분리하고 단단히 고정된 강철 사프트에 헤드튜브를 끼워 실시한다. 반면, 자이언트는 포크를 그대로 두고 앞뒤 드롭아웃을 고정하여 시행했다고 밝혔다. 이는 헤드튜브를 샤프트로 고정하는 유럽표준 규약(Protocol)보다 더 힘든 조건으로 시행했다는 뜻이 된다.
프로펠 디스크(Propel advenced SL Disc)는 기존 프로펠(Propel advenced SL)을 포함한 타 브랜드 비교군 5종과 함께 실시한 이 테스트에서 각도당 152.54N·m를 기록하며 최고치를 나타냈다. 최저치를 기록한 비교제품에 비해 40% 높은 수치이며, 종전 프로펠과 비교해도 35% 이상 향상된 강성이다. 무게대비 강성 또한 이전 프로펠에 비해 32%이상 높게 나타났고 당연히 비교군 중에서도 가장 높았다.
앞뒤 바퀴를 고정하는 12㎜ 스루 액슬은 강력한 제동부하를 견디는 것 외에 프레임의 비틀림 강성을 향상시켰다. 포크와 프레임 좌우를 견고하게 묶는 역할을 한다고.
프로펠 디스크의 프레임 무게는 최고급인 프로펠 어드밴스 SL 디스크를 기준으로 982g, 포크는 378g으로 림 브레이크용인 기존 프로펠 어드밴스 SL에 비해 30g 증가했을 뿐이다.
자이언트의 발표기준인 모든 부품이 달린 프레임셋(미디움 사이즈, 판매용 페인팅, 포크의 스티어러 튜브를 자르지 않은 상태, 핸들바와 스탬, 시트포스트와 클램프, 앞뒤 변속기 행어, 물통 케이지 볼트를 포함)의 무게로 따져도 60g 늘어난 수치다.
물론 디스크브레이크용 프레임을 림 브레이크용과 단순 비교하는 건 큰 의미가 없다. 다만 강력한 제동부하를 견디기 위해 강화된 프레임인데도 무게 증가가 크지 않다는 점은 참조할 부분이다.
프로펠 어드밴스 프로 디스크
자이언트의 발표는 프로펠 어드밴스 SL 디스크를 기준으로 한 것이므로 본 기사에서 시승한 프로펠 어드밴스 프로 디스크의 무게와 강성은 다소 차이가 날 수 있다.
최상급인 SL 디스크와 프로 디스크의 가장 큰 차이는 사용된 카본 등급과 시트포스트다. SL 디스크는 자이언트 카본 최고등급인 어드밴스 SL 카본이 사용되었고, 프로 디스크는 두 번째 등급인 어드밴스 카본을 썼다. 또한 SL 디스크는 프레임 일체형 시트포스트지만 프로 디스크는 프레임 안에 삽입해 높이 조절이 가능한 시트포스트다.
프로펠 어드밴스 프로 디스크는 시마노 울테그라 Di2와 유압 디스크브레이크를 장착했다.
이밖에 프레임의 형태와 사용된 기술은 프로펠 어드밴스 SL과 동일하다. 전작에서도 적용된 대구경 스티어러튜브를 사용한 오버드라이브2 헤드튜브(헤드셋 베어링 상단 1.25, 하단 1.5인치)와 프레임과 함께 개발된 자이언트 컨텍트 SLR 에어로 스템과 핸들바가 그대로 사용됐다.
컨텍트 SLR 에어로 콕핏을 사용했으니 당연히 전면부에서 케이블이 완전히 사라진 것 또한 같다.
휠셋은 자이언트 SLR 1 에어로 디스크이며 앞바퀴 림 높이는 42㎜, 뒷바퀴는 65㎜이다.
SLR 1 에어로 디스크는 튜브리스 세팅(튜브리스 키트 포함)이 가능하다.
구동부는 시마노 울테그라 Di2를 사용했다. 컨트롤 레버는 울테그라 Di2 유압 브레이크용이며, 크랭크셋은 체인링 36/52T를 쓴다.
휠셋은 자이언트 SLR 1 에어로 디스크다. 앞바퀴 림 높이는 42㎜, 뒷바퀴는 65㎜이며, 림 폭은 23㎜이다. 휠셋은 곧바로 튜브리스 세팅이 가능(튜브리스 킷 포함)하다. 본 기사의 시승은 튜브리스 세팅으로 진행했다. 완성차 무게는 7.95㎏(S사이즈 실측치, 실런트 포함)이다.
시트포스트 일체형 프레임인 어드밴스 SL과 달리 어드밴스 프로는 분리형 시트포스트다.
시트포스트 안에 Di2 배터리가 내장된다.
핸들바 바플러그 타입 충전 포트로 Di2 충전이 한결 간편해졌다.
프로펠 어드밴스 프로 디스크의 가격은 580만원이며, 같은 프레임에 시마노 울테그라 기계식 변속기 세트로 구성한 어드밴스 디스크는 380만원이다. 또 어드밴스 프로 디스크와 같은 부품구성에 상위 등급 프레임을 쓴 어드밴스 SL 1 디스크는 700만원이다.
참고로 자이언트의 해외지사 사이트를 검색해보면 알겠지만 세전금액을 표기하는 해외가격보다도 국내 판매가가 저렴하다. 이런 면에서 완성차 최고급 모델인 어드밴스 SL 0 디스크(시마노 듀라에이스)가 국내에 출시하지 않은 것이 아쉬울 정도.
프로펠 어드밴스 프로 디스크 지오메트리. 국내엔 사이즈 XS, S, M, ML 총 4가지가 출시됐다.
자이언트의 에어로바이크 프로펠이 디스크브레이크 전용으로 나온다는 소식을 불과 얼마 전에 접한 것 같은데 이렇게나 빨리 실물을 만날 줄은 생각지 못했다.
기사로 접한 프로펠 디스크는 디스크브레이크 전용 에어로바이크라는 점에서 신선했다. 비단 디스크브레이크 전용 로드바이크가 프로펠이 처음은 아니지만, 브랜드의 기함이 아예 림 브레이크를 고려하지 않고 출시될 정도로 레이스 무대가 빠르게 변하고 있다는 생각이 들었기 때문이다. 한편으로는 산악자전거에 디스크브레이크가 처음 달리던 그 시절이 떠올라 피식 웃음이 나기도 한다.
컨셉 자전거 같은 외모
“프로펠 디스크를 보고 있자면 변화하는 로드레이스 무대를 마주하는 것 같다.”
자이언트 자전거를 타는 건 TCR을 쓰던 현역 시절 이후로 오랜만이다. 이번 시승 모델은 프로펠 어드밴스 프로 디스크인데, 상위 모델인 어드밴스 SL 디스크가 일체형 시트포스트인 것과 달리 클램프를 풀어 높이조절이 가능했다.
“케이블이 말끔하게 사라진 프로펠 디스크는 미래 자전거 상을 제안하는 컨셉 자전거를 보는 것 같다.”
프로펠 디스크의 가장 큰 특징 중 하나가 외부로 드러난 케이블이 거의 없다는 것이다. 프로펠 어드밴스 프로 디스크에는 시마노 울테그라 Di2가 장착됐는데, 앞뒤 변속기와 브레이크 캘리퍼에 일부분 케이블이 드러날 뿐 핸들바를 포함한 전면부 어디에도 케이블을 찾아볼 수 없어 외관이 무척 깔끔하다. 마치 전시장의 컨셉 자전거를 그대로 가지고 나온 모습이랄까. 공기저항을 최소화하려는 노력이 역력히 보인다.
경쾌한 반응, 신뢰성 높은 부품
“케이블 몇 가닥 없어졌을 뿐이라고 생각했는데, 페달링이 경쾌하고 거침없이 가속이 되는 느낌이다.”
라이딩은 반포한강공원에서 출발해 한강자전거길을 따라 양평 명달리고개까지 다녀왔다.
앞부분에 치렁거리던 케이블 몇 가닥 없어졌을 뿐인데, 댄싱 시 가볍고 싹싹할 뿐 아니라 가속 또한 거침없는 느낌이다. 페달링에 대한 반응은 가벼운 올라운더와 비교해도 나무랄 데 없이 경쾌하고 가뿐하다. 프레임의 짱짱한 강성과 맞물려 전폭기 같은 질주가 가능했다.
“명달리고개 긴 오르막을 감탄사를 내뿜으며 올랐다.”
명달리 오르막을 오르다 보니 내심 ‘이야~ 이거 물건이네’하고 감탄이 절로 나온다. 제 아무리 최신기술로 만든 자전거라지만 긴 업힐에서는 경량 체급의 올라운더에게 자리를 내줘야하는 것이 우리 머릿속의 에어로바이크 아닌가. 그런데 프로펠 어드밴스 프로 디스크, 이 녀석은 얄미울 정도로 사뿐사뿐 잘도 올라간다.
먼저 정상부에서 기다리던 취재 기자가 업힐에서 느낌을 묻기에 “좋은데요? 그냥 올라운더 같아요”라고 말했다. 현역시절 타던 초기 TCR은 세월이 흘렀으니 비교 대상이 아니라고 해도 최근까지 탄 내 자전거 또한 에어로바이크인데, 그것과도 비교되지 않을 정도로 또 한 번 세대가 교체된 분위기다. 고급 구동계를 장착했지만 그렇다고 레이스급 부품을 쓴 것이 아니고, 디스크브레이크를 채택하면서 소폭 무게도 증가했을 텐데 이렇게 호쾌한 주행성을 만들어 낸 걸 보면 격세지감마저 든다.
“클라이밍에서도 꽤 좋은 실력을 발휘한다. 올라운더를 타는 동료가 있었다면 ‘얄밉다’는 말을 들었을 정도.”
프로펠 디스크는 앞뒤 바퀴의 림 높이가 다르다. 앞바퀴가 42㎜인 반면 뒷바퀴는 65㎜로 꽤나 높은 하이프로파일 림을 썼다. 이렇게 높은 림을 쓴 건 직진성에 초점을 맞추어 공기저항을 충분히 줄이기 위한 것이다. 한편, 앞바퀴까지 높은 하이프로파일 림을 쓰면 옆에서 바람이 불 때 조향이 불안해지고, 댄싱을 할 때도 묵직한 느낌이 들기 때문에 높이를 낮춰 직진성과 조향성을 둘 다 고려했다.
또한 이 휠(자이언트 SLR 1 에어로 디스크)은 튜브리스 사양이다. 시승 역시 튜브리스 세팅으로 했는데, 튜브리스 특성상 저압을 사용할 수 있으나 평소 고압에 익숙한 터라 110PSI로 공기압을 맞췄다. 타이어 접지면을 넓히기 위해 저압을 사용하지 않았음에도 주행감이 부드럽고 접지력도 안정감 있어 인상적이었다.
프로펠 디스크는 앞뒤 바퀴 림 높이가 다르다. 앞바퀴 42㎜, 뒷바퀴는 65㎜인데, 에어로바이크답게 항속성을 근간에 두되, 기민한 조향성도 잃지 않도록 고려한 세팅이다.
앞서도 말했다시피 프로펠 어드밴스 프로 디스크는 시마노 울테그라 Di2와 유압 디스크브레이크를 쓴다. 전동 변속과 유압 디스크브레이크는 시승 내내 만족스럽고 신뢰도가 높았다. 특히 유압 디스크브레이크는 그간 로드바이크에서 내심 불만하던 것이 단번에 사라진 기분이다.
명달리고개 정상에서 긴 다운힐을 하는 동안, 울테그라 유압 디스크브레이크는 강력하면서도 일정한 제동력을 보장했다. 림 브레이크라면 제동력 외에 패드와 림의 손상에 대비한 컨트롤을 해야 하고, 우중 라이딩에선 제동력을 상실할 수도 있다. 하지만 유압 디스크브레이크는 오로지 제동과 주행 컨트롤에만 전념할 수 있을 정도로 신뢰감이 높다.
친목 라이딩에서 레이스까지
유압 디스크브레이크는 강력하고도 꾸준한 제동력을 보장한다. 긴 다운힐에서도 오로지 제동과 주행 컨트롤에만 집중할 수 있다.
이번 시승은 자이언트의 현주소를 알 수 있는 흥미로운 경험이었다. 깔끔한 외관으로 눈길을 사로잡더니, 스프린트며 클라이밍까지 다재다능함으로 마음까지 흔든다.
프로펠 디스크는 분명 레이스에 비중을 둔 자전거이며, 결승선에서 승부를 거는 스프린터임이 틀림없다. 물론 UCI 공인 아마추어(국내 엘리트, MCT 경기 포함) 레이스에 프로펠 디스크로 출전하려면 아직 시간이 필요하다. 현재 UCI 월드 투어 프로 레벨에서 지속적으로 시험운영을 하고 있고, 국가연맹 차원에서는 처음으로 캐나다가 올해부터 허용했다는 소식을 접했으니 국내 동호인 레이스에서 프로펠 디스크를 볼 날도 멀지 않았다고 생각한다.
아울러 레이스가 아니더라도 프로펠 디스크가 빛을 발하는 무대는 지금도 많다. 장거리를 달리는 그란폰도는 물론이고, 동료들과 준령을 넘어 동해로 달려가는 투어에서 프로펠 디스크는 든든한 친구가 되어 줄 것이다.
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