글 신용윤
사진 한동옥
컬식스는 위아위스의 경량 로드바이크다. 프레임의 무게는 630g에 불과하며, 새로운 EPM 공법과 함께 신소재인 그래핀을 적용해 초경량, 고강성을 실현했다.
위아위스 컬식스.
신소재, 그래핀?
위아위스는 종전까지 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube)를 첨가소재로 사용해왔으며, 이를 이용한 카본기술을 통칭해 ‘나노카본’이라는 상표명을 썼다. 헌데, 컬식스에는 이 CNT보다도 더 최신 소재인 그래핀(Graphene)이라는 물질을 사용한 것.
컬식스에는 최신 소재인 그래핀이 적용됐다. 사진은 2017 위아위스 신제품 발표에서 선보인 그래핀과 CNT, 성상은 미립자 분말형태다.
여기서 잠깐! CNT와 그래핀은 스포츠자전거 프레임 소재로 흔히 쓰이는 탄소섬유와 어떻게 다른 것이며 왜 첨단소재라고 하는 것인지 짚고 넘어가자.
알다시피 ‘카본’이라는 말은 원소기호 6번 탄소를 말하는 것이지, 그 자체로 물성을 지닌 특정 재료나 소재가 아니다. 그럼에도 우린 자전거 프레임을 만드는 탄소섬유를 흔히 카본이라고만 불렀다.
탄소는 사람이 발견한 원소 중 6번째로 분자형태가 작고 단순한 물질이다. 원소기호 1, 2번인 수소와 헬륨은 기체이고, 3, 4번 리튬과 베릴륨은 금속이지만 화학적 안정성이 떨어진다. 5번 붕소는 다양하게 쓰이지만 자연 상태로 존재하는 양이 풍부하지 않다.
반면 탄소는 수소, 헬륨, 산소 다음으로 우주에서 가장 풍부한 원소이고, 우리 몸을 구성하는 원소 중에서도 두 번째로 많다. 또한 화학적으로 안정적이며, 다양한 동소체를 거느리고 있다.
여기서 동소체란, 한 가지 원자로 이루어졌으나 그 배열에 따라 물성이 여러 가지인 경우를 말한다. 예를 들어 흑연과 다이아몬드는 탄소의 동소체이나 그 성질이 크게 다르다.
마찬가지로 탄소섬유, CNT, 그래핀은 탄소동소체이며 각각의 물성이 크게 다르다는 것.
탄소섬유는 천연석유물질에서 분리하거나 중합체(플라스틱)를 태워 탄화가공으로 만드는데, 탄소원자가 종렬로 길게 배열된 필라멘트 형태다. 그 한 가닥 굵기는 0.005~0.01㎜ 정도, 가늘고 긴 형태이기에 원사나 원단으로 가공하기 쉽다. 또한 다른 플라스틱과 함께 가공하여 복합소재로 만들거나 다양한 형태로 성형하기 용이하다.
CNT(왼쪽)와 그래핀의 분자구조.
한편, CNT는 탄소원자 1개가 다른 탄소원자 3개와 결합된 연속체로 원통형을 이룬 분자구조를 가지고 있다. 그 원통의 굵기가 수 나노미터(10억분의 1㎜)이기에 나노튜브라는 이름이 붙었다. CNT는 카본섬유보다 월등한 물성을 보인다. 카본섬유는 분자구조가 1%만 변형되어도 끊기는데 반해, 카본나노튜브는 15%가 변형되어도 그 형태를 유지할 정도로 영계수(Young’s modulus, 인장탄성율, 물질이 특성을 유지하는 정도이자 변형율의 척도)가 매우 높고 강도면에서도 카본섬유에 비해 10~17배나 강하다. 싱글 CNT의 경우 인장탄성율이 최대 100Gpa(기가파스칼)에 이르렀다는 실험결과가 보고된 바 있다.
CNT의 성상은 미립자 분말형태로 자체적으로 물건을 만드는 재료가 되기보다 다른 소재를 강화하거나 특성을 부여하는데 주로 사용된다.
그래핀 또한 CNT처럼 탄소동소체이며, 분자구조는 흑연과 닮았다. 흑연은 앞서 말한 탄소원자의 연속체가 평면형태로 층층이 쌓인 구조인데, 그래핀은 흑연에서 가장 얇게 한 겹을 떼어낸 구조다. 실제로 흑연에 붙였다 뗀 스카치테이프를 다시 붙였다 떼는 걸 반복한 장난스런 실험에 의해 처음 발견됐다고 한다.
앞서 흑연의 분자구조에서 한 겹만 떼어 낸 것이 그래핀이라고 했다. 따라서 원자결합의 평면 형태인 그래핀은 그 두께가 원자 크기인 셈이다. 그래핀의 두께는 0.2㎚로 CNT 굵기보다 십수분의 1이나 더 작다.
그래핀이 신소재로 주목받는 이유를 단 한 마디로 설명하면 ‘원자에 근접한 얇은 물질이지만 본질을 쉽게 잃지 않는다’는 점 때문이다.
열전도율, 전자이동도 등이 뛰어난 것은 물론 기계적으론 1Tpa(테라파스칼, 1000Gpa)에 이르는 영계수를 지녔다. 크기가 작은데 물리적‧화학적 안정성은 CNT에 비할 수 없이 높다. 성상과 쓰임은 CNT와 별반 다르지 않다.
카본 원사를 가지런히 배열하거나 직조해 원단으로 만든 후 레진에 침착시켜 프리프레그를 제작한다. 프리프레그를 침착시키는 레진에 CNT나 그래핀을 첨가해 탄소섬유를 강화하는 것.
자전거 카본프레임은 카본섬유가 고착될 수 있도록 레진에 침착시킨 카본원단을 적층해 열성형을 한다. 이렇게 레진을 침착시킨 원단을 프리프레그라고 하는데, 위아위스의 나노카본 프레임은 지금까지 CNT를 첨가한 프리프레그를 사용했다.
그래핀을 첨가한 컬식스는 CNT 첨가한 프레임의 물성을 훌쩍 넘어선다.
오늘의 주인공 컬식스는 바로 이 CNT 대신 그래핀을 적용한 것이 다른 점이다. 그래핀 사용으로 컬식스는 무게가 가벼운 경량 프레임이면서도 강성과 강도는 이전의 나노카본 프레임을 넘어선다.
위아위스의 실험결과 컬식스에 CNT를 적용했을 때와 비교해 굴곡강도는 9%, 충격강도는 6.2%, 충격흡수와 진동감쇠성 또한 향상된 결과를 보였다.
경량 로드바이크 컬식스
컬식스는 2017년 들어 외형을 일신했다.
사실 2016년까지 컬식스는 올라운드바이크인 리제로의 몰드를 공유해 형태는 같고 이름만 다른 자전거였다. 그런데 올 초 발표한 컬식스는 이전의 리제로와 완전히 다른 독자적인 디자인으로 바뀌었다. 더 심플하고, 더 날렵한 모습으로.
탑튜브가 군더더기 없는 직선형으로 바뀌었고 헤드튜브는 절구형에서 깔끔한 원추형 테이퍼드 헤드튜브가 됐다. 다운튜브의 상단은 물방울형, BB셸 측으로 내려갈수록 캄테일형이 된다. 시트스테이 또한 리제로에 비해 가늘고 늘씬한 모습이다. 형태를 공유했던 리제로와 비교하면 심플하다 못해 단조롭게 보일 정도다.
탑튜브는 수평에 가까운 직선형이다. 다운튜브 상단은 물방울형이지만 BB셸로 내려갈수록 캄테일형으로 바뀐다. 아울러 앞삼각 전체를 EPS 모형 위에 한꺼번에 적층하는 EPM 공법을 사용했다.
컬식스의 발표 당시 이와 관련해 위아위스 박경래 대표는 “여타 브랜드의 경량 로드바이크들을 보았을 때, 왜 그리 단조롭고 밋밋한가 했었다. 그런데 우리가 경량 로드바이크를 만들어 보니 알겠더라. 무게를 줄이기 위해선 군더더기는 물론 미학적인 부분까지도 크게 포기해야만 했다”고 말했다.
헤드튜브 절구형이었던 리제로와 달리 말쑥한 원추형 테이퍼드 헤드튜브가 됐다.
탑튜브에서부터 이어진 시트스테이는 가늘고 길게 뻗어 컬식스를 날렵하고 늘씬하게 보이게 한다.
소재와 프레임 형태가 변한 것 이외에 프레임 성형기법 또한 바꾸었다. 그동안 위아위스는 카본 프레임을 만들 때 앞 삼각을 4개의 파트로 만든 다음 몰드에 넣기 전에 각 파트를 결합했다.
반면 컬식스는 프레임 모양의 스티로폼 목업 위에 프리프레그를 적층하는 EPM(Eps Preform Molding) 공법을 사용했다. EPS 위에 프리프레그를 적층하기 때문에 파트를 나누지 않고 앞 삼각 전체를 이음새 없이 작업할 수 있으며, EPS는 열성형 중 녹아서 프레임 외부로 배출된다. 이음새가 사라지므로 강성과 내구성 향상을 꾀할 수 있으며 보강부가 줄기 때문에 프레임의 무게 또한 가벼워진다.
탑튜브는 시튜튜브를 감싸면서 시트스테이로 이어지는데, 시트튜브 좌우로 볼록 튀어나온 적층형태가 좌우 치우침과 뒤틀림 강성을 높인다.
체인스테이는 논드라이브 사이드가 좀 더 굵은 비대칭형인데, 좌우 차이가 큰 편은 아니다.
이렇게 새로 태어난 컬식스는 기초 부품을 제외한 도색 프레임(520 사이즈 기준)의 무게가 630g, 포크 294g(스티어러 튜브 200㎜ 재단+스페이서 4개 포함 기준), 헤드셋, 행어, 리벳 등을 포함한 실제 판매되는 프레임셋의 무게는 1073.9g이다.
전투적인 지오메트리
지오메트리면에서도 주목할 부분이 많다. 컬식스는 국내에 500, 520, 540사이즈를 시판 중인데, 본 기사에선 520(S) 사이즈를 시승했다.
컬식스의 지오메트리 중 가장 눈에 띄는 점이 스택과 리치다. 이름난 브랜드의 올라운드 로드바이크들과 비교해보면 특히 스택이 무척 낮다.
컬식스 지오메트리에서 가장 눈에 띄는 점은 낮은 스택, 긴 리치, 앞으로 쭉 뻗은 포크레이크다.
본지에서 조명한 자전거 중 지금까지 가장 스택이 낮은 로드바이크는 2014년 이후 출시된 포커스의 이자르코 맥스다.
520사이즈 이자르코 맥스의 리치는 520㎜인데, 컬식스는 그보다 4㎜가 낮은 516㎜다. 500사이즈에서도 4㎜가 더 낮고, 540사이즈는 0.5㎜차로 비슷하다. 두 자전거의 각 사이즈 리치는 ±1㎜로 비슷한 수준.
또한 여타 브랜드의 중간 사이즈인 540을 기준으로 10개사(위아위스 제외) 올라운드 모델의 스택 평균이 545.7㎜, 리치 평균은 386.5㎜이다. 컬식스는 이 평균보다 각각 8.2㎜ 낮고, 2.5㎜ 길다.
스택은 BB 중심에서 헤드튜브 상단까지의 수직 길이, 리치는 수평 거리다. 스택과 리치는 본지의 다른 시승 기사에서 자주 언급했듯이 라이딩 자세, 특히 상체에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 스택이 낮고, 리치가 길다는 말은 같은 조건으로 자전거를 세팅할 때 상체가 더 숙여지고 전후 무게중심이 전륜 쪽으로 좀 더 이동한다는 뜻이 된다. 따라서 컬식스의 라이딩 자세는 상당히 공격적이고, 레이스 지향적이다.
본 기사의 시승 라이더 또한 컬식스를 탄 후 처음 언급한 말이 ‘라이딩 자세가 무척 공격적’이라는 것이었는데, 예견된 평가인 셈이다.
컬식스의 지오메트리.
이밖에 컬식스는 포크레이크가 다소 길고, BB 드롭이 짧은 편인데, 이 또한 낮은 전면부에 기인한다.
포크레이크는 헤드튜브 중심의 연장선과 드롭아웃 수준의 수평선이 만난 지점에서 포크 드롭아웃까지의 거리다. 즉 포크가 헤드튜브 앞으로 뻗어 나간 거리를 말한다. BB 드롭은 앞서 말한 드롭아웃 수준의 수평선에서 BB 중심까지의 수직 거리다. 포크레이크가 길면 기민함과 선회성이 떨어지는 대신 조향안정성과 직진성은 향상된다. 설계 관점에선 다운튜브와의 휠 클리어런스, 페달링 클리어런스 확보도 수월해진다.
BB 드롭은 자전거의 수직 무게중심의 척도로 이 길이가 깊을수록 주행안정성이 높다. 반면 앞서 언급한 클리어런스의 문제가 발생하기에 설계 상 무한정 끌어내릴 수 없다.
컬식스 헤드튜브 각도는 72~73도 보편적인 수준인데, 포크레이크는 48㎜로 1~8㎜, 위에 언급한 10개 모델 평균보다도 3.6㎜ 길다. BB 드롭은 66.5㎜로 평균보다 4㎜ 짧은 편이다. 포크레이크는 조향부가 낮아지고 리치가 길어지면서 조향안정성과 휠클리어런스를 보상하기 위해 늘어난 것으로 선회성에 있어 문제가 되지 않는다. BB 드롭 또한 타 브랜드 모델과 비교하면 스캇의 애딕트, 메리다의 스컬트라와 비슷한 정도인데, 수치상으로만 비슷할 뿐 지오메트리의 수직 수치(스택, 스텐드오버 등)들이 위 비교 모델들 보다 낮은 편이어서 수직 무게중심의 균형까지 고려한 노력이 엿보인다.
컬식스 완성차의 구동계는 시마노 듀라에이스 풀셋을 장착했다.
핸들바, 스템, 시트포스트는 위아위스의 카본 컴포넌트 W&W.
안장은 산마르코 아스피데 카본 FX다.
컬식스는 프레임셋과 완성차로 판매된다. 프레임셋은 450만원이며, 본 기사에서 시승했던 시마노 듀라에이스 풀셋과 DT 스위스 스플라인 RC 38T 휠셋, 산마르코 아스피데 카본 FX 안장, W&W 카본 핸들바와 스템을 쓴 완성차(페달 제외 무게 6.0㎏) 가격은 948만원이다.
이밖에 미국 카본 휠셋 업체 랄프 프리마의 카본 클린처 휠셋 EOS3와 위아위스가 개발한 카본 튜블러 휠셋 CXT-R30으로 휠셋을 교체할 수 있다. EOS3 버전은 1110만원. CXT-R30 버전의 가격은 미정이다.
본 기사의 시승자전거는 DT 스위스 스플라인 38T 휠셋 버전이다. 옵션으로 랄프 EOS3 카본 클린처 휠셋과 위아위스가 개발한 CXT-R30 카본 튜블러 휠셋이 있다.
내가 위아위스를 처음 알게 된 건 2013년 자전거박람회에서였다. 좁은 소견이지만 당시 내가 본 위아위스의 자전거는 뭔가 어색했다. 자전거는 유명 브랜드 자전거를 참조해 조합한 것만 같았고, 국산 카본 자전거라니 낯설고 미덥지 않았다고 할까. ‘스타트업 단계의 브랜드가 다 그렇지, 저러다 그만 두겠지······’라며 흘겨 지나는 그런 정도였다.
그게 벌써 4년이나 지났다. 최근 들어 듣는 위아위스의 행보는 놀랍고, 한국인으로서 뿌듯함마저 든다. 국산 스포츠자전거를 해외로 수출하고, 국내외 선수들을 지원해 실적을 내는 모습을 보면, 제품에 대한 신뢰가 생기는 것은 물론 전문 스포츠자전거 브랜드로 성장하고 있다는 생각이다.
뭐야! 이 무게는······
들리는 가락으로 풍월을 읊었지만 위아위스 자전거를 특별히 눈여겨 본적은 없다. MCT에 참가하며 다른 선수들이 타는 모습을 보았을 뿐 가깝게 접할 기회가 없었다. 그런 내게 이번 컬식스 시승은 위아위스의 현주소를 체감할 수 있는 좋은 기회였다.
완성차의 무게는 6㎏(520 사이즈 실측).
컬식스의 외관은 시각적으로 혁신적이거나 자극적인 부분 없이 무난하다. 그렇다고 순해터진 순둥이 스타일도 아니다. 쌍꺼풀 없는 수수한 외모의 강단 있어 보이는 몸매의 모델 같다.
그러다 자전거를 들어 보고 깜짝 놀랐다. 좀 과하게 표현하면 충격이었다. 취재기자의 말로는 페달을 제외한 완성차 무게가 6㎏이라는데, 처음엔 뭔가 부품을 빼놓은 줄 알았다.
그럴 만도 한 것이 지금껏 내가 만나 본 소위 경량 로드바이크들은 프레임뿐만 아니라 휠셋과 콕핏 컴포넌트, 구동계와 휠셋까지도 경량부품들이었기 때문이다. 그런데, 컬식스의 부품들은 그다지 경량이라고 부를만한 것들이 보이지 않았다. 듀라에이스가 시마노의 최고등급 구동계지만 이미 내 자전거에도 달려 있는 부품이고, DT 스위스 RC 38T도 경량 휠이라거나 최고급 휠셋이 아니다. 그런데 QR 하나까지 모두 정품이니 말이다.
호명산, 가뿐히 클리어
컬식스의 가벼운 무게를 십분 느껴보기 위해 가평 호명산으로 향했다.
사실 난 자전거 무게에 크게 신경 쓰지 않는다. MCT에 출전하다보니 레이스 바이크의 검차 기준이 6.8㎏이상이기도 하고, 자전거를 공들여 꾸미거나 업그레이드하는 성격이 아니다. 하지만 경량 자전거를 탈 수 있다면 마다하지 않을 것이다.
그야 생각해보면 당연하지 않는가. 사이클링에서 라이더 간 실력의 차이가 확연히 드러나는 곳은 대부분 업힐이다. 경량 자전거는 이런 업힐에서 상당히 유리하다. 더러는 평지에서 항속을 유지하는데 단점이 될 수도 있지만, 모든 면에서 장점만 취할 수 없지 않나. 그렇다면 가능한 어려운 곳에서 도움이 될 가벼운 자전거를 택하고 싶다.
그래서 나는 컬식스의 가벼운 무게를 십분 활용하기 위해 라이딩 코스를 가평 호명산으로 택했다.
라이딩을 하면서 가장 먼저 든 생각은 컬식스의 라이딩 포지션이 상당히 저돌적이라는 것이다. 스템 각도가 평범하고 스티어러튜브엔 10㎜ 짜리 스페이서 2개가 삽입되었는데도 내 자전거보다 핸들바가 약간 내려간 느낌이다. 하지만 평소 훈련이나 레이스에서 자세를 낮추는 것이 익숙하기 때문에 어색하지 않았다.
컬식스의 프레임은 매우 단단하다. 가벼운 무게에 어떻게 이런 단단함이 나올까 싶을 정도다.
덕분에 페달링에 대한 반응성도 즉각적이고 주행 중 가속도 빠르다. 코너링도 나물랄 데 없이 안정적이지만 앞서도 언급했듯이 항속성은 조금 떨어지는 느낌이다.
오르막을 오를 때는 예상대로 아주 빠릿빠릿하고 날래다. 프레임의 강성이 높아서인지 댄싱의 리듬이 빨라도 크게 지치는 줄 모르고 호명산을 가뿐히 올랐다.
“가벼운 무게임에도 프레임은 매우 단단하고, 라이딩 자세는 저돌적이다.”
프레임 소재에 내구성과 진동감쇠에 탁월한 소재를 사용했다고 들어서인지 다운힐 중 불규칙한 노면이나 요철을 지날 때 상당히 소프트한 반응을 예상했다. 그런데 상상했던 것보단 딱딱하게 느껴진다. 이런 부분은 다운힐 뿐만 아니라 장시간, 먼 거리를 타보고 피로감이나 컨디션으로 가늠하는 것도 필요한데 긴 시간을 할애하지 못한 것이 못내 아쉽다.
한 가지 더, 진동이나 피로도와 직접적으로 관련된 것은 아니지만 컬식스는 참 조용하다. 고유의 주행음이나 래칫 소리를 말하는 것이 아니라 요철이나 노면이 불규칙한 곳을 지날 때, 프레임 안의 케이블이나 케이블 루트가 프레임과 간섭을 일으키는 소리가 들리지 않는다.
이제껏 내가 경험한 인터널 케이블 루트 타입 프레임들은 이와 관련된 소리가 있었다. ‘딱’ 소리를 내며 때린다거나 늘어진 가타줄 같은 소리 말이다. 주행 중 문뜩 느낀 것이기에 라이딩을 멈추고 자전거를 세운채로 들었다가 땅에 떨어뜨리는 동작을 반복해 봤는데, 체인을 제외한 잡소리가 없다.
“오르막에서 컬식스는 빠릿빠릿하고 날래다.”
너~ 나랑 잘 통하는 구나
물론 파악한 것만으로도 컬식스의 매력은 충분하다. 가벼운 무게와 단단한 강성, 그로 인한 기민한 반응성과 동력전달성이며, ‘나는 로드레이서’라고 말하는 것 같은 공격적인 포지션까지······.
앞서 항속성이 다소 부족하다고 했는데, 욕심을 부리자면 평지를 오래 달리는 코스에선 50㎜이상 하이림 휠셋을 한 벌 장만해 단점을 보완할 수 있을 것 같다. 물론 슬림한 프레임에 두툼한 하이프로파일 휠셋이 어울려 보이진 않을 테지만 말이다.
“경량, 높은 강성, 뛰어난 반응성, 공격적인 자세까지 스스로 ‘난 레이서야’라고 말하는 것 같다.”
추천할 라이더라······. 처음 호명산을 라이딩 코스로 정할 때만해도 가벼운 무게 때문에 힐클라이머에게 유리할 것 같았는데, 라이딩을 마친 이후에는 조금 생각이 달라졌다.
컬식스는 로드레이서다. 가벼운 무게를 지워버리면 단단한 강성의 올라운드 레이스바이크다. 힐클라임은 물론 레이스에 도전할 누구에게나 충분히 매력적인 자전거다.
