자전거 타이어의 폭이 좁든 넓든 속도는 변하지 않는다

자전거 타이어는 다양한 폭이 있습니다. 예를 들어 경주용 자전거 타이어의 폭은 일반 자전거보다 훨씬 좁습니다. 일반적으로 '타이어의 폭이 좁으면 좁을수록 속도가 높아진다"라고 생각하는 사람도 많이 있습니다만, 1938년에 설립된 자전거 메이커인 Rene Herse의 얀 하이네 씨는 "타이어가 좁든 넓든 속도는 변하지 않는다"고 설명합니다.

Myths in Cycling (1): Wider Tires Are Slower – Rene Herse Cycles
https://www.renehersecycles.com/12-myths-in-cycling-1-wider-tires-are-slower/

Myths in Cycling (1): Wider Tires Are Slower – Rene Herse Cycles

하이네 씨는 우선 20mm, 23mm, 25mm 등 폭이 다른 같은 모델의 타이어를 준비하고 그 속도를 측정했습니다. 일반적으로 '폭이 좁은 타이어가 빠르다'고 생각되어 왔지만 실제로는 폭이 넓은 타이어가 더 빨랐다는 것. 추가로 28mm와 32mm의 타이어로 테스트를 한 결과, 25mm 타이어와 거의 같은 속도였다고 합니다.

그리고 아주 매끄러운 아스팔트 위에서는 최대 54mm의 타이어도 속도가 느려지지 않았다는 것. 뿐만 아니라 험로에서는 타이어의 폭이 넓은 것이 단연 빨랐다는 것을 알 수 있었습니다.

하이네 씨에 따르면, 옛날에는 이 사실은 잘 알려져 있었다고 합니다. 1920년에 프랑스 잡지 '르 사이클'은 '폭이 넓은 타이어가 유연하다면 폭이 좁은 타이어만큼 빨리 회전한다'고 적었습니다. 그러나 그 후 수십 년간 자전거 레이서 사이에서 타이어의 폭을 좁혀가는 것이 유행했기 때문에, '넓은 타이어가 빠르다'는 사실은 잊혀져 갔다고 하이네 씨는 말합니다.

자전거를 타는 사람이 폭이 좁은 타이어가 빠르다고 믿는 데에는 두 가지 이유가 있습니다.

첫 번째는 드럼식 주행시험기의 결과가 중시된 영향이라고 하이네 씨는 지적합니다. 라이더가 탑승하지 않고 타이어의 회전속도를 중시하는 실험에서는 좁은 타이어는 높은 압력으로 주행하기 때문에 탄성이 줄어들고 에너지 손실량이 감소하므로 속도가 상승합니다.

그러나 실제 도로에서 사람을 탑승시킨 채 테스트하면 타이어의 폭이 좁아질수록 진동이 증가하고 에너지 손실이 발생해 탄성이 줄어들어 얻어지는 속도 상승이 상쇄되는 것으로 나타났습니다. 또 타이어의 진동은 자전거를 타고 있는 사람의 몸에 흡수됩니다. 진동이 많을수록 에너지 손실이 증가하게 됩니다.

또한 빨리 달리면 달릴수록 자전거가 진동하는 주파수가 높아집니다. 타이어가 고속에서 노면의 요철에 부딪히기 때문인데, 타이어의 폭이 좁을수록 타이어가 전하는 진동의 주파수도 높아져 소리도 커집니다. 이로 인해 폭이 좁은 타이어로 달리면 타고 있는 사람은 빨리 달리고 있는 것처럼 느낍니다. 하이네 씨는 "폭이 좁은 타이어로 빨리 달리고 있는 것처럼 느끼는 것은 기분 탓"이라고 설명합니다.

이 사실은 타이어 고무의 유연성이 타이어 성능에 큰 차이를 가져오는 이유도 설명하고 있습니다. 유연성이 있으면 진동을 줄이고 에너지 손실도 줄어들기 때문입니다. 물론 진동이 줄어든다는 것은 승차감 향상에도 도움이 됩니다.

타이어의 폭이 속도에 영향을 미치는 원인으로 '공기저항'도 생각할 수 있습니다. 일반적으로 생각하면 타이어의 폭이 넓을수록 바람의 저항이 커지기 때문에 속도가 늦어질 것입니다. 그러나 풍동에서 폭 25mm의 타이어와 폭 32mm의 타이어로 테스트를 한 결과, 폭 7mm 차이는 오차범위 내이며, 2종류의 타이어의 공기저항에 차이가 있다고는 단언할 수 없다는 것을 알 수 있었습니다.

독일의 자전거 전문지 'TOUR'는 모터가 장착된 더미인형을 사용한 정교한 장치로 전방에서 부는 바람에 폭 28mm의 타이어가 받는 공기저항은 25mm의 타이어와 거의 동일하다고 보고했습니다. 옆바람의 경우 타이어의 폭이 넓으면 공기역학적으로 불리해지지만, 실제 도로에서는 진동으로 인한 에너지 손실도 있다는 것을 고려하면, 폭이 넓은 타이어와 폭이 좁은 타이어의 차이는 거의 없을 것이라고 하이네 씨는 말합니다.

매끄러운 노면에서 시속 29.5km로 테스트를 실시했는데, 유의미한 차이가 없었다는 것. 물론 더욱 빨리 달리면 타이어의 폭이 넓을수록 바람에 대한 저항이 커질 가능성은 있지만, 자전거의 속도에 영향을 미치는 다른 모든 요인을 고려하면 그 차이는 너무 작다고 하이네 씨는 지적합니다.

또 '폭이 넓은 타이어는 무거우므로 가속하기 어렵다'는 의견이 있지만, 전문 자전거 레이서조차도 파워 대비 중량이 가장 느린 경제적인 차량보다 가속력은 훨씬 낮고 바퀴 무게를 조금 바꾸는 것만으로는 가속력에는 영향을 미치지 않는다고 하이네 씨는 설명합니다.

결론적으로, 하이네 씨는 "타이어의 폭은 자전거의 승차감에 영향을 주지만, 속도에 영향을 주지 않습니다. 경주용 자전거처럼 높은 소음을 누르고 도로와 연결된 느낌을 좋아하는 사람은 폭이 좁은 타이어를 선택하십시오. 뛰어난 코너링 그립과 도로가 거칠더라도 빨리 달릴 수 있는 능력을 원한다면 폭이 넓은 타이어를 선택하십시오"라고 조언합니다.