심심해서 에어로에 대해서 씀

인터넷에 자전거 공기저항 에어로 캄테일 등등 찾아보면 나오는 내용인데 정리하고 개인적 의견 포함

글만 있으면 심심할까봐 이미지는 구글에서 대충 퍼옴 저작권? 몰?루

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AERO IS EVERYTHING...

에어로, 즉 공기역학은 속도를 내는 모든 것에 중요한 요소.

공기저항은 간단히 단면적이 크고, 속도가 빠르고, 에어로하지 못한 형상이면 커짐

문제는 공기저항은 V, 속도의 제곱으로 증가하기 때문에 아래 그래프처럼 40km/h만 넘어도 구름저항이 무의미해질 정도가 됨

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속도가 느릴수록 에어로의 효과를 체감하기가 힘들다

에어로 바이크의 경우 올라운드바이크보다 무게가 무겁기 때문에 오르막길에서 힘들다

로드바이크 대회를 준비하는 선수들과 팀들은 대회 코스에 맞는 바이크, 에어로 혹은 올라운드 등을 준비한게 되는데,

대부분이 평지인 스테이지라면 에어로바이크를, 가벼운 무게가 필요한 산악스테이지라면 경량 올라운드바이크를 선택할것임

다만 90퍼센트가 평지고 마지막 10퍼센트가 고각의 클라이밍으로 스테이지가 끝난다면 이 마지막을 위해서 경량 올라운드바이크를 선택하는 등 스테이지의 여러 변수를 생각해서 장비 세팅과 전략을 짠다고 함

에어로는 낮은 속도에서도 항상 작용하고 있어서 적당한 속도(15km/h이상)를 낼 수 있는 3~4%의 약한 오르막길에서도 에어로바이크의 효과를 볼 수 있다


ㄴ 재밌는 내용 많음

대표적인 에어로 바이크로 리액토, 마돈, 고)벤지, 프로펠 등이 있는데 갤에도 왜 다 똑같냐 이야기가 자주 올라올 정도로 비슷한 설계가 적용된다

더 자세히 살펴보면 프래임 튜빙의 형상도 비슷비슷함

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인테넷에 떠도는 캄테일 망령 짤)

위 이미지 우측이 캄테일 비스무리하게 생긴 형상으로 물방울의 끝을 자른 형상을 말한다

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이제 본론인 캄테일 설명

물방울 형상은 항공분야에서 안들어가는 곳이 없다고 해도 과언이 아님

한때 자전거 업계도 이 물방울 형상을 사용했지만 지금에 와서는 캄테일을 주로 사용하고 있음

항공분야와 자전거의 근본적 차이는 속도다

속도가 빠를수록 바람의 영향을 받는 요각(yaw angle)은 정면에 가까워지기 때문에 위 이미지가 맞는 말이 됨

자전거의 경우 차나 항공기에 비해서 속도가 느리기 때문에 측풍의 영향을 크게 받음

특히 실제 필드 라이딩에서는 바람의 방향은 수시로 변화한다

오로지 직선에서 불어오는 바람의 영향을 생각하면 물방울 형상이 가장 적합할 것임

만약 속도가 0이고 모든 방향에서 불어오는 바람에 대해서 최적화된 형상이 있다면 그것은 원형일 것임

이처럼 자전거처럼 느린 속도로 달린다면 여러 방향에서 불어오는 바람의 영향을 고려해야 하지만 그래도 직진을 하기에 정면기준 대략 -30°~+30° 이내의 바람에 최적화된 형상이여야 할것이고

이 값은 자전거의 전반적인 속도가 빨라짐에 따라서 줄어들게 될 것임

아까도 말했듯이 속도가 빨라질수록 측풍의 영향을 덜 받게 되기 때문

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인터넷에 이런 짤도 있는데 실내 벨로드롬처럼 바람이 안부는 곳이라면 이 짤도 불가능하지는 않음 (근데 코너 돌때는 바람이 옆으로 흐를텐데?헉!)

공기도 질량을 가진 이상 관성을 갖고 직진하려는 성질이 있음

캄테일은 물방울 형상과 공기의 흐름은 비슷하고 캄테일의 빈 공간은 진공 상태가 되며 공기는 그 주위를 따라 부드럽게 흘러감

동일한 에어로 성능을 낼 수 있으면서 잘린만큼의 부피와 무게를 줄일 수 있어서 일석이조의 효과라고 할 수 있다

특히 UCI에는 3:1룰이라는 것이 있는데 프래임 튜빙의 가로 세로 비율이 3:1이 넘어가면 안된다

프래임의 강성을 높이고 무게는 낮추기 위해서는 프래임이 충분한 두께를 갖고 있어야하지만 3:1룰을 지켜야하기에 최적의 에어로와 무게대비 강성을 실현하기 위해서는 캄테일이 필요하다

또한 캄테일의 완만한 형태는 구조적으로 더욱 안정적이기까지 함

로드바이크에 물통을 안달수는 없으니 요즘에는 물통에서 발생하는 와류를 줄이기 위해서 다운튜브는 뒤가 평평하거나 bmc 처럼 아예 케이지까지 프래임세트의 일부로 합쳐두기도 한다

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이랬던 자전거 업계가 갑자기 기존의 에어로가 너무 과했다는 것을 인정했는지 스페셜은 벤지를 완차 단종시키고 프로펠은 얇아지는 등 에어로에 다이어트를 시작하게 된다

에어로바이크의 설계는 CFD(컴퓨터 플루이드 다이나믹, 전산유체역학)으로 해서 기존의 바이크들도 충분히 에어로했겠지만 지금 변화한 점은 에어로를 바라보는 관점이라고 생각함

컴퓨터로 설계하는 기존의 방식에서 실제 라이딩 변수들을 따져보니 측풍의 대한 영향력이 크다는 사실을 제조사들도 깨달은 것 같음(뇌피셜임)

그러다보니 최신 에어로바이크 설계가 3:1룰이 무의미해질 정도로 원형, 혹은 완만한 타원형에 가까워졌다고 보고 있음

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에어로하면 휠도 빼놓을 수 없다

에어로 휠의 특징은 단순히 높은 림 높이 뿐만이 아니라 생각함

최신 트랜드 림 형상을 보면 림 안쪽이 묵툭해서 바람이 옆에서 불어도 잘 흐르도록 설계되어 있다(레이놀즈 블랙라벨 이 놈들은 뭔 생각인지 모르겠음)

이것도 정면에서 부는 바람 외에도 측풍 등 여러 방향에서 불어오는 바람에 대해서 최적화한 결과, 림폭은 폭증하고 림 높이는 50mm정도가 적당하다고 판단하는 것 같음

공기역학 트랜드에 맞춰서 넓어진 림폭과 풀인터널 선호가 디스크브레이크 도입의 시발점의 하나이기도 함(제동력과 열변형 이슈는 부차적인 효과라고 봄)
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난 공학 모른다 전문가 아니다 그냥 자전거 계에서 에어로에 대한 관점 몇개 가져와봤어

대충 휘갈긴거라 알기 힘든건 미안

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