철인3종 기록에 관심이 있는분 함보세요-퍼온글(부산철인클럽)

[짱(함성우)]

철인3종 기록에 관심이 있는분 함보세요


사이클 훈련



철인3종경기를 처음 시작하려는 사람에게 사이클의 구입은 경제적으로 가장 큰 부담이 될 것이다. 사이클 가격은 30∼40만원대의 국산부터 몇 천만원대의 수입품까지 다양하다. 가장 중요한 것은 구입할 사이클이 경기목적과 체격에 맞아야 한다는 것이다. 본인 역시 처음에는 국산사이클을 구입했었으나 체격에 맞지 않는다는 것을 나중에야 알고 중고조립품을 나중에 구입했었다. 사이클은 Ironman코스와 같이 장시간의 경기에는 반드시 체격에 맞춰야 한다. 따라서, 가까운 사이클전문점을 찾아서 체격에 맞는 프레임부터 선택하고 경제적인 여유에 맞게 나머지 부품을 선택하는 것이 필요하다. 이와 같이 하자면 중고사이클을 구입하더라도 최소한 백만원대가 될 수밖에 없다. 하지만, 자신의 체격이 우리나라 표준정도 된다면 국산사이클도 추천할만하다. 실제로 98년 제주도에서 열린 철인3종경기에서 국산사이클로도 몇 명의 선수가 완주했었다.





1 사이클의 기본


사이클 각 부분의 명칭을 알아야만 정확한 이해가 가능할 것으로 판단된다. 사이클 프레임의 크기와 안장의 위치는 신체조건에 따라 결정되기 때문에 명칭을 정확히 알고 있어야 자신의 체격조건에 맞는 사이클로 만들 수 있다.



■ 프레임의 선정


프레임을 신체에 맞는 것으로 선정하는 것이 철인경기에서 완주할 수 있는 중요한 요소 중에 하나다. 이는 긴 시간동안 좁은 안장에 앉아서 효과적인 페달링을 하기 위해서 신체조건에 맞는 프레임부터 선정되어야 하기 때문이다. 사이클 전문점에 가면, 그곳에 있는 전문가는 찾아온 손님의 체격조건을 보고 사이클의 프레임을 추천한다. 여기서 프레임의 크기는 위의 그림에서 크랭크 축의 중심에서 럭(lug, top tube와 seat tube가 만나는 지점)까지의 거리를 의미한다. 전문점에서 찾을 수 있는 프레임의 크기는 대략 49㎝에서 65㎝까지이며, 이에 상응하는 신장은 155㎝에서 180㎝정도까지가 된다. 하지만, 같은 신장을 가진 선수라도 상체와 하체의 길이가 다를 수 있으므로 가능하면 전문가의 조언에 따르는 것이 현명한 방법이다. 측정할 때 양발을 약 60cm 벌인 상태에서 바닥으로부터 사타구니까지의 길이(1)와 흉골의 오목한 부분(목밑에 가슴뼈가 시작되는 부분)부터 사타구니까지의 길이(2)를 측정하고, 팔꿈치로부터 손목까지의 길이(3)를 측정한다. 또한, 신장(4)과 몸무게도 필요하다.







■ 안장의 위치조절


안장의 위치는 매우 중요한 요소다. 안장을 너무 높게 설치하면 페달에 힘을 제대로 전달할 수 없게 되고, 너무 낮게 설치하면 대퇴사두근에 피로가 빨리 온다. 따라서, 안장의 높낮이는 사이클에 앉아서 페달이 맨 밑부분에 있을 때 발뒤꿈치를 페달에 대고 무릎이 약간 굽은 상태가 최적위치가 된다. 더불어, 체격에 맞도록 안장을 앞뒤로 조절해야 한다. 안장 밑에 안장레일(saddle rail)의 고정위치를 조절하면 되는데, 앞뒤조절은 페달을 정확히 앞과 뒤에 위치시켰을 때 앞발의 페달중심과 무릎관절의 중심이 수직을 이룰 때가 최적위치가 된다.









2 사이클의 자세 및 정비


몸을 단순히 지레라고 생각할 때, 대퇴부는 사이클에서 가장 중요한 부분에 해당된다. 이 지레의 효과는 엉덩이의 각도에 따라 크게 결정되는데, 두 선의 교차각은 대략 90도 정도가 되어야 한다. 여기서 두 선이라 함은 엉덩이와 어깨를 잇는 선과 엉덩이에서 페달이 맨 아래위치에 있을 때를 잇는 선을 말한다.



사이클 경기할 때 보다 공기저항을 덜 받는 것이 시간을 줄일 수 있다. 그렇게 하자면 상체를 앞으로 굽혀 지면과 수평이 되면 공기저항이 최소가 될 것이다. 공기저항을 최소로 하기 위해서 최근에 많은 선수들이 에어로바가 장착된 사이클로 경기에 참가하는데, 그 결과 상체를 앞으로 더 숙이게 되어 공기저항을 조금 더 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상체의 체중을 팔근육에만 의존하지 않고, 뼈로 핸들에 전달할 수 있어 페달에만 신경쓰면서 경기에 임하면 된다.





에어로바가 없었던 시대에는 좌측이 완벽한 자세였으나, 불과 수년 사이에 에어로바의 장착으로 공기저항을 줄일 수 있기 때문에 에어로바가 급속히 확산되었다. 에어로바없이 수년간 경기에 임했던 엘리트선수들도 에어로바의 장착으로 상체가 더 숙여지면서 모든 에너지를 페달회전에만 집중할 수 있었다고 한다. 하지만, 단순히 에어로바만 장착한다면 상체가 더 숙이게 되어 엉덩이각도가 90도 이상 될 수 있다. 프로선수들이 에어로바를 장착하고 수년간 경기하면서 느낀 것은, 엉덩이각도는 그대로 90도 정도 유지되어야 한다는 것이다.



또 다른 하나는 많은 프로선수들의 "상대적인" 안장각도는 78도 정도(76도에서 80도까지)를 유지한다는 것이다. 여기서 "상대적인"이란 실제 안장의 위치를 기준으로 측정하는 것이 아니라 엉덩이의 위치(정확히 엉덩이 관절의 위치)가 기준이 된다는 것이다. 즉, 같은 안장이라도 앉는 위치에 따라 각도가 다르기 때문이다. 또한, 엉덩이의 위치는 사이클의 종류에 따라 인위적으로 조절할 수 있다. 일반적인 사이클은 안장튜브가 있어 그 각도를 측정할 수 있지만, Softride와 같이 안장튜브가 없는 것도 있기 때문이다. 크랭크축 중심부터 안장선단까지의 수평거리를 세로축(plumb line)이라 하고, 크랭크축 중심부터 안장(윗부분의 중심)까지의 거리를 수평축이라 한다면, 각자 자신의 상대적인 안장각도가 74도, 76도 또는 78도인지를 측정할 수 있다. 일단은 78도가 유지되도록 하는 것이 좋다.





다음은 스템의 길이가 상체와 팔(어깨부터 팔꿈치까지)과의 이루는 각도를 직각으로 유지되도록 조절되어야 한다. 대부분의 프로선수들과 사이클선수들이 이 각도를 90도로 유지하고 있고 그래야만 허리부분에 무리를 주지 않게 된다. 긴 다리와 짧은 상체를 가진 선수들은 이 각도가 90도 이상 되기 쉬운데, 이 경우 팔받이를 좀 더 뒤로 설치해서라도 90도를 유지하는 것이 좋다. 이 경우 주의해야 할 사항은 페달링하다가 무릎이 팔받이에 닿지 않도록 설치해야 한다. 다음은 팔받이의 적정한 높이를 규정한 것으로서 C는 팔받이의 가장 낮은 지점부터 안장의 윗부분까지의 거리를 의미한다. D는 바탐브라켓의 중심부터 안장윗부분의 중심까지의 거리를 말한다. 제시된 공식에서 맨 마지막 항의 ±1.5㎝는 스템의 높이를 조절하여 그 오차내에 들게되면 안장각도가 78도를 유지하게 됨을 의미한다.







약 78도의 안장각도가 유지된다면 상체와 팔이 이루는 각도가 직각이 되고, 엉덩이부터 어깨가 이루는 직선과 페달이 지면과 제일 가까울 때 엉덩이부터 그 발까지의 직선도 직각을 이루게 된다. 위의 조건을 만족한다면 팔받이는 안장보다 약간 낮게 설치되어야 한다. 플러스 1.5㎝와 마이너스 1.5㎝는 3㎝의 차이가 있다는 것을 의미하는데 플러스 1.5㎝를 "최소 적극적인 자세"라고 부르고 마이너스 1.5㎝를 "최대 적극적인 자세"라고 부른다. 대부분의 프로선수들은 이 범위안에서 팔받이를 설치한다. 하지만, 초보자들은 대개 팔받이를 안장보다 높게 설치하게 되는데, 사이클에 익숙하게 되면 팔받이의 위치가 내려가게 되고 위의 조건에 맞게 설치하게 된다. 팔받이의 위치는 자신에 맞게 결정되어야 하는데 세계적인 사이클 선수인 Jurgen Zack이나 Spencer Smith는 위의 범위에서 최소 적극적인 자세에 가깝다. 일반적으로 사이클을 힘으로 타는 선수들은 다소 최소 적극적인 자세로 팔받이를 위치시킨다.








3 공기저항을 고려한 프레임 설계


철인3종경기에서 정상적인 사이클속도라면 공기저항을 극복하기 위해서는 그 선수 힘의 80∼90% 정도로 페달링해야 한다. 전체저항의 대략 ⅔는 선수의 신체로 인한 저항 때문이고 ⅓ 정도만 사이클에 의한 공기저항이다. 무게는 큰 영향을 미치지 않고 언덕길이나 도로 선형이 급변하는 곳에서 영향을 미칠 뿐이다. 따라서, 공기저항을 줄이기 위한 대책은 선수가 운동역학적인 효과를 살리는 범위 내에서 공기저항을 최소한으로 할 수 있는 자세에서 찾아야 하고, 그 자세로 탈 수 있으며 자체가 저항을 많이 받지 않는 사이클이어야 한다. 이와 같이 자세를 수정하고 사이클도 교환하면 40 ㎞의 사이클 경기에서 3∼5분 정도 빨라질 수 있다.



■ 공기역학적 조립


공기저항을 줄일 수 있는 가장 좋은 자세는 등(몸)이 가능한 한 수평을 유지하는 것이 좋고 운동역학적인 측면에서는 엉덩이 각도가 눌리지 않는 것이 좋다. 과거에 사이클을 타던 많은 선수들은 위의 2가지 목적을 달성하기 위해서 바탐브라켓(bottom bracket) 주변을 전체 몸을 회전시키면서 탔었다. 이렇게 하자니 안장은 앞부분에 위치되었고, 24인치나 26인치 크기의 앞바퀴에 장착할 수 있는 에어로바는 낮게 설치되어야 했다. 그러나, 일부 사이클은 기존 사이클과 같은 크기를 유지하기 위해서 26인치 앞바퀴에 꽤 긴 헤드튜브를 장착하기도 한다. 이런 사이클은 헤드튜브가 공기역학적으로 투박하고 스템보다도 직경이 크기 때문에 에어로바의 위치가 낮게 달아야만 할 뿐 아니라 저항도 증가하게 된다. 이는 일부 실험에서도 26인치 사이클이 27인치 사이클보다도 저항이 큰 것으로 증명된 것과 일치한다.



■ 튜브형상


수평으로 설치되지 않은 튜브(특히 위아래로 설치된 튜브와 안장튜브)는 저항을 최소화한 형상이 되어야 한다. 형상이 둥글거나 각이 진 것은 좋지 않고 타원형으로 생긴 것이 더 좋으며, 유선형(airfoil)으로 생긴 튜브는 원형튜브보다 약 80%의 저항을 감소시킨 것으로 나타났다. 또한, 얇은 튜브가 굵은 튜브보다 낫다. 그러나, 일부 공기역학적으로 설계된 사이클이 적절한 강도를 유지하기 위해서 굵은 튜브를 사용하는 것과 같이, 직경은 강도에 영향을 미친다. 튜브의 강도는 적당한 직경이 유지되어야 하고 내부에 강도를 강화시키거나 굵기를 다르게 함으로서 강도를 강화시킬 수 있다.










4 사이클 공기역학3)


■ 개요


오늘날 사이클, 바퀴, 헬멧 및 핸들은 공기저항을 최소화시킨 형상으로 발전을 거듭해왔다. 하지만, 얼마나 정확히 공기저항을 줄일 수 있고, 사람들이 얼마나 공기역학의 중요성에 대해서 알고 있는 지는 의문이다. 이번에는 공기역학이 무엇인지 그리고 어떻게 측정하는지를 서술하고, 공기역학과 속도를 기초로 사이클파워 예측방법의 수학적 모형을 소개하고자 한다. 그 다음은 선수를 4개 군으로 분류하여 개략적인 사이클파워를 측정하고자 한다. 수학적 모형은 탑승자세와 바퀴 및 차체에 따른 공기역학적 효과를 예측하는데 적용된다. 또한 모형은 평지와 언덕길에서의 차이를 예측하고, 사이클의 무게와 공기저항을 줄였을 때의 상관관계 및 5마일(8㎞/h)과 10마일(16㎞/h)의 바람에 대한 상대적인 상관관계에 대한 것이다.



■ 공기저항


달리고 있는 차에서 창문 밖으로 손을 내밀고 손에 닿는 공기저항이 얼마나 되는 지 시험해보면 예상보다 많은 힘을 받고 있다는 것을 느낄 수 있다. 사이클과 탑승자의 공기저항은 통풍실험실4)에서 행하는데 실험대상(사이클과 인간모형5))을 넘어지지 않도록 고정시킨 후 약 50㎞/h의 바람을 통과시켜 공기저항을 측정한다. 측정단위는 통상 30mph(50㎞/h)에서 몇 파운드라고 표현한다. 공기저항은 공기의 밀도와 속도 그리고 측정할 물체의 전(前)면적과 유형을 적용해서 다음 식에 의해서 계산된다.





여기서,

F : 저항

r : 공기밀도

CdA : 견인계수와 전면적의 곱

Vt : 통풍실험실에서의 공기속도(m/sec)



위의 식에서 속도에 따른 저항을 계산하려면 Vt2으로 나누면 된다. 또한, 한 걸음 더 나아가 파워는 힘과 속도의 곱이 되고 파워는 탑승자와 사이클을 공기 중에서 앞으로 미는 힘이 되며 주어진 속도에 따라 다음 식으로 계산된다.





여기서,

P : 공기중의 파워

Va : 공기중 속도 (노상속도 + 앞바람속도)

Vg : 노상속도



■ 사이클파워 모형


공기저항은 평지를 타는 동안 가장 큰 저항으로 표현된다. 그러나 사이클을 타는데 필요한 전체파워는 다소 복잡하고, 다음과 같은 5가지 요소로 구분된다.



1) 공기중에 탑승자와 사이클을 앞으로 미는 힘 (1/2rCdAVa2Vg) (약 85%)

2) 구동저항에 필요한 힘 (CRRWTVg) (5∼15%)

3) 바퀴를 회전시키는 힘 (FWVg3) (약 1%)

4) 언덕길에서 중력을 극복하는데 필요한 힘 () (변화가 심함)

5) 사이클의 드라이브와 베어링의 마찰에 의한 손실 (체인이 넘어가는 것을 제외하면 극소)



위에서 CRR은 구동저항계수로서 아스팔트포장 위에서 값은 약 0.0024이고 WT는 사이클과 탑승자의 무게(Newton 단위)가 된다. 또한 Vg는 노상속도이고 FW는 바퀴를 회전시키는데 필요한 힘과 관련된 계수다. 이 값의 범위는 크게 벌어지는데 여기에서는 에어로휠은 0.0027, 일반바퀴는 0.0044를 적용했다. 더불어 탑승자가 낼 수 있는 힘과 주어진 속도에 필요한 힘이 차이가 있을 때는 차이만큼 가속 또는 감속하는 것으로 가정했다. 이와 같이 모든 것을 감안했을 때 사이클의 파워는 다음 식으로 계산된다.







물론, 위의 식은 수학적인 모형으로서 실제와 일치할 지는 장담할 수 없다. 위의 식에 대해서 타당성을 시험하기 위하여 3가지 속도에 대하여 여러 사람을 사이클에 탑승시켜 통풍실험실에서 저항값을 측정하였다. 실험중 파워는 SRM 크랭크를 사용하였고 바람은 풍력계를 이용하여 측정하였다. 결과는 수학적 모형을 이용한 값과 실험치와의 표준편차는 3와트보다 적었기에 실제상황에 적용할 수 있는 모형임이 입증되었다.



■ 사이클파워의 평가


탑승자가 발휘할 수 있는 힘을 모른다면 주어진 속도에서 필요한 힘을 알 수 없다. 사이클과 달리기에 잘 훈련된 선수로서 달릴 때 평균소요칼로리가 1.0 kcal/㎏/㎞, 평균 사이클효과(전체 사이클효과의 19%)를 지속적으로 낼 때의 파워는 다음 식으로 간단히 계산할 수 있다.







파워는 생리학실험실에서 측정하는 것이 가장 정확하지만, <표 1>과 같이 개략적으로 4개 그룹6)으로 분류한 후, 윗식을 이용하여 선수들이 발휘할 수 있는 힘을 계산하였다. 여기서 제시된 힘은 여러 가지 조건에서 공기저항을 계산하는데 사용된다.



<표 1> 체중이 70㎏인 선수가 발휘할 수 있는 파워의 그룹

그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

10㎞시간(분)
35
40
48
60

파워(와트)
264
231
192
154




■ 탑승자세에 따른 공기저항


일반적으로 사이클의 공기저항에 많은 관심을 갖고 있지만, 공기역학적으로 가장 중요한 것은 사이클과 탑승자의 조화다. 70㎏의 체중을 가진 사람이 일반자전거를 탑승할 경우 약 8파운드의 공기저항을 받게 되고, 보다 좋은 자세로 탑승하면 7파운드로 줄어들며, 가장 정확한 자세를 취하면 6파운드까지 감소된다. 이 값을 기초로 앞서 제시된 식을 적용하면 바람이 없는 상태에서 평탄한 노면을 주행할 때 각 자세에 대한 효과를 예측할 수 있고 그 값은 <표 2>에 제시된 바와 같다. 놀라운 것은 파워가 같은 상황에서 자세만 정확하게 취하면 약 6분까지 차이가 나는 것으로 분석되었다.



<표 2> 40㎞ 주행시 예상시간 (평지, 일반바퀴사용)
40 ㎞ 주행시간

자세
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

보통
8
62:49
65:51
70:16
76:01

양호
7
60:14
63:07
67:22
72:57

우수
6
57:23
60:10
64:07
69:47

자세에 따른 시간차이

자세
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

양호
7
-2:35
-2:44
-2:54
-3:04

우수
6
-5:26
-5:41
-6:09
-6:14




공기저항을 줄이기 위한 중요한 요소는 다음과 같다.



1) 노면과 수평한 자세

탑승한 선수의 상체가 노면과 수평을 유지하는 것을 말한다. 이는 공기저항을 줄이는데 있어 가장 중요한 요소가 된다. 그러나 이렇게 자세를 취하게 되면 다리가 몸에 와서 닿게 된다. 기존 자전거의 기하구조(예를 들면 안장튜브각도가 73∼75도)는 공기저항을 받게 될 수밖에 없다. 이러한 제한을 극복하기 위하여 보다 앞으로 앉게 되면 몸 전체가 자전거의 앞으로 쏠리게 된다. 이와 같이 앞으로 앉고 스템이 낮게 설치하면 공기저항을 줄일 수 있는 좋은 자세이긴 하나 균형이 잘 잡히지 않게 되고 주행시 위험할 수도 있다. 좋은 방법은 프레임자체가 그렇게 형성된 것을 구입하는 것이다. 그러나, 이러한 자세는 두 가지 불편한 점도 있다. 첫 번째이자 중요한 것은 몸을 수평으로 유지하기 위하여 보다 더 엉덩이부분을 앞으로 회전시켜야 하고 안장에 닿는 부분은 부드러운 재료로 설치되어야 한다. 특히, 이러한 자세를 취하게 되면 사이클 선수들이 많이 걸리는 전립선염을 악화시킬 수 있다. 따라서 체중을 안장 전체에 걸쳐 분산시킬 수 있는 인체공학적 안장을 설치하는 것이 좋다. 일부 선수들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안장을 앞쪽으로 기울여 설치하기도 하는데, 이렇게 설치하면 안장에서 앞쪽으로 미끄러지게 되고 결국 어깨와 팔의 근육에 더 많은 부담을 주게 된다. 두 번째는 이와 같이 탑승하게 되면 처음 몇 번은 뒷목에 통증이 오게 되는데, 목의 통증은 시간이 지남에 따라 적응되게 되고 스트레칭과 마사지로 통증을 감소시킬 수 있다.



2) 좁은 어깨폭 유지

좁은 어깨폭을 유지하는 것이 공기저항을 줄일 수 있는 근본적인 자세다. 그러나 공기저항의 관점에서 몸을 수평으로 유지하는 것보다는 훨씬 덜 영향을 받는다. Boone Lennon의 연구결과에 의하면 어깨폭과 에어로바의 각도가 저항과 밀접한 관계가 있다고 한다. 그의 연구는 기존 자전거에 컵모양으로 몸을 유지하여 공기저항의 효과를 측정한 것이다. 몸을 수평으로 유지한 최근 자료에 의하면 큰 효과는 없는 것으로 나타났다. 이 결과에 대하여는 신빙성이 없는 이유는 수평으로 유지한 탑승자세가 공기저항에 큰 영향을 주지 않는다고 보고하였다.



3) 좁은 무릎폭은 약 1/2파운드까지 저항을 줄인다.

무릎을 탑튜브 근처까지 페달링하는 것이 공기저항을 덜 받게 된다.



4) 자세와 파워의 (반비례의) 상관관계

나쁜 자세일수록 파워는 떨어질 수 있지만 좋은 자세는 상관없다. 1995년도에 Heil 등이 조사한 바에 의하면 일정한 파워에 대하여 몸과 넓적다리의 각도가 적으면 적을수록 심장혈관의 스트레스가 증가한다고 한다. 따라서, 어깨가 낮으면 안장을 보다 앞으로 설치하여 몸체는 수평으로 유지하면서 몸과 넓적다리의 각도를 어느 정도 유지하는 것이 좋다.



■ 바퀴형상과 공기저항


에어로휠의 효과는 탁월하다. 그러한 휠은 스포크가 원형 철사로 된 일반휠과 비교하면 약 0.4파운드 가량 저항을 감소시키고, 회전시키는데 필요한 파워는 반밖에 안된다. 비교를 위해서 사용된 사이클의 앞바퀴는 Specialized 3 스포크를, 뒷바퀴는 렌즈처럼 볼록한 디스크휠을 장착했다. <표 3>은 40㎞ 주행시 예상시간을 비교한 것이다. 표에 제시된 바와 같이 일반휠과 에어로휠의 차이는 약 1∼2분 정도로 나타났다.



<표 3> 40㎞ 주행시 예상시간 (평지, 에어로휠사용)
40 ㎞ 주행시간

자세
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

보통
7.6
61:40
64:38
68:54
74:39

양호
6.6
58:58
61:47
65:55
71:23

우수
5.6
55:57
58:39
62:35
67:47

에어로휠을 사용했을 때의 시간차이

자세
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

보통
7.6
-1:09
-1:13
-1:22
-1:22

양호
6.6
-1:16
-1:20
-1:27
-1:34

우수
5.6
-1:26
-1:31
-1:32
-2:00




■ 프레임과 공기저항


프레임 역시 공기저항을 줄일 수 있는 요소다. 가장 좋은 프레임은 원형으로 된 프레임과 비교할 때 추가로 0.3파운드 정도 공기저항을 줄일 수 있다. 프레임에서 공기저항을 줄이기 위한 중요한 부분은 선단(포크, 헤드튜브, 핸들바)과 두 다리 사이부분이 된다. 프레임 중에서 유선형(air foil)으로 된 선단과 안장튜브를 설치하면 공기저항을 줄일 수 있다. <표 4>는 그러한 프레임과 일반적인 원형프레임과의 주행시간을 비교한 것이고 결과는 약 1분 정도 차이가 나는 것으로 나타났다.



<표 4> 40㎞ 주행시 예상시간 (평지, 에어로휠과 에어로프레임사용)
40 ㎞ 주행시간

자세
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

보통
7.3
60:53
63:47
68:04
73:40

양호
6.3
58:05
60:51
64:55
70:21

우수
5.3
54:59
57:39
61:30
66:38

에어로프레임을 사용했을 때의 시간차이

자세
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

보통
7.3
-0:47
-0:51
-0:50
-0:59

양호
6.3
-0:53
-0:56
-1:00
-1:02

우수
5.3
-0:58
-1:00
-1:05
-1:09




■ 사이클의 무게


사이클의 무게에 관해서는 많은 선수들이 관심을 갖고 있다. 그러나 사이클의 무게는 기대했던 만큼 큰 영향을 주지는 않는다. 무게의 효과를 측정하기 위해서 공기저항을 줄일 수 있는 사이클 두 대(각각 22파운드와 17파운드)와 공기저항을 비교적 많이 받는 사이클 한 대(17파운드)로 시험하였다. 시험구간의 도로구배는 3%되는 20㎞ 구간을 왕복하도록 하였으며 시험결과는 <표 5>와 같다.



<표 5> 40㎞ 주행예상시간 (3% 구배 왕복)
사이클무게
구배(%)
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

22 파운드
3
6.3
65:04
69:38
76:55
87:24

17 파운드
3
6.3
64:37
69:05
76:12
86:27

17 파운드
3
6.8
65:52
79:22
77:31
87:47

평지와의 시간차이
+6:59
+8:47
+12:00
+17:03

5 파운드 무게에 대한 시간차이
-0:27
-0:33
-0:43
-0:57

0.5파운드 공기저항 더 받고

5파운드 가벼운 사이클의 시간차이
+0:48
+0:44
+0:36
+0:23




언덕길은 평지보다 7분에서 17분 더 소요되었다. 오르막에서 아주 가벼운 사이클은 약 27초에서 57초까지 시간을 줄일 수 있었으나 예상보다는 큰 차이는 없다는 것이다. 그러나, 사이클이 5파운드 더 가볍더라도 자세가 나빠서 0.5파운드의 저항을 더 받게되면 시간은 오히려 23초에서 48초까지 더 소요되었다. 한 가지 재미있는 결과는 가벼운 사이클은 느린 선수에게 더 많은 시간절약을 가져다주었다는 것이다.



■ 앞바람의 영향


이제까지는 바람이 없는 상태에서 40㎞의 소요시간을 평가하였으나 실제로 바람이 없는 상황은 거의 없다. 뒷바람보다 앞바람에서의 소요시간이 훨씬 많기 때문에 바람의 영향을 실로 매우 클 뿐만 아니라 앞바람이 불 때의 속도가 평균속도에 큰 영향을 미친다. <표 6>은 40㎞의 거리 중 20㎞는 앞바람, 20㎞는 뒷바람이 각각 5mph와 10mph의 속도로 불 때 평지를 왕복하는데 소요되는 시간을 제시하고 있다.



<표 6> 40㎞ 주행시 예상시간 (평지왕복, 바람영향권, 우수자세)
40 ㎞ 주행시간

풍속
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

0 mph
6.3
58:05
60:51
64:55
70:21

5 mph
6.3
58:45
61:39
65:52
71:31

10 mph
6.3
60:48
63:58
68:40
75:02

바람에 의한 시간차이

풍속
30mph에서의 저항
그룹 1
그룹 2
그룹 3
일반

5 mph
6.3
+0:40
+0:48
+0:57
+1:10

10 mph
6.3
+2:43
+3:07
+3:45
+4:41




■ 종합분석


일정속도에서 필요한 사이클파워는 수학적 모형에 의해서 예상할 수 있다. 일반적으로 느린 선수가 공기저항을 줄인 장비를 이용할 경우 더 많은 시간을 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 여기서 주목해야 할 것은 탑승자세를 정확히 하는 것이 공기저항을 줄이고 시간을 줄일 수 있는 것으로 나타났는데, 그 차이는 40㎞ 주행시 6분 이상인 것으로 분석되었다. 일반적으로 사용되는 바퀴가 장착된 일반 자전거를 정확한 자세로 탑승하는 것이 에어로프레임에 에어로휠이 장착된 사이클을 보통자세로 탑승하는 것보다도 3분내지 4분 정도까지 빠른 것으로 분석되었다. 이는 탑승자세가 얼마나 중요한 지를 증명하는 것이다. 에어로휠을 장착하면 0.4파운드 정도 공기저항을 줄일 수 있고 40㎞ 주행시 1분내지 2분 시간을 절약할 수 있으며, 에어로프레임은 0.3파운드의 공기저항을 줄이고 주행시간을 더 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 사이클의 무게는 공기저항을 줄이는 것과 비교할 때 언덕길에서도 미미한 것으로 분석되었다. 마지막으로 바람이 불면 뒷바람보다도 앞바람에서 소요되는 시간이 더 많기 때문에 전체적으로 소요시간이 더 많게 되고, 앞바람과 뒷바람의 평균을 적용할 수 없다는 것이다.





5 사이클링7)


■ 페달링


철인3종경기의 사이클 페달회전수는 분당 80회에서 90회가 최적이다. 회전시 발과 종아리가 이루는 발목각도는 옆에서 볼 때 9시방향(최대 힘을 주는 시기)에서는 120도가 넘지 않도록 해야 한다. 그 각도를 넘게 되면 종아리에 쥐가 날 수 있다. 6시 방향 즉 페달이 최저점에 있을 때의 발목각도는 150도 정도 유지하는 것이 좋다.



■ 댄싱


언덕길을 올라갈 때는 안장에 앉아서 페달을 밟는 것보다 일어서서 페달을 밟는 것이 훨씬 쉽고 효과적이며 대퇴사두근(quadriceps)에도 무리가 덜 가게 된다. 그 모습이 춤추는 것과 같다하여 이를 댄싱이라고 한다. 댄싱방법은 안장에서 일어서서 페달링할 때 아래 그림과 같이 우측의 페달이 내려가는 시기라면 몸을 오른쪽으로 기울이면서 우측발에 체중을 싣고 페달링한다. 이 때 우측팔은 끌어당기고 좌측팔을 밀면 사이클은 좌측으로 기울어지게 된다.



■ 훈련방법


1) 분당 회전수를 85회를 유지하도록 기어를 위치시켜라. 시즌전에 무산소한계(AT), 장거리, 최대산소섭취량 등을 연습할 때 분당 회전수를 80회 유지하게 되는데 경기상황을 고려해서 기어위치를 다양하게 연습할 필요성이 있다.



2) 통풍시설(wind-load simulator)에서 훈련하라. 자전거에 부착할 수 있는 통풍시설은 속도를 증가시키고 춥고 비오는 겨울철이 기술적으로 연구할 수 있는 시기다. 이 시설은 물론 실제 바깥에서 부는 만큼 바람저항을 느낄 수는 없고 핸들링도 기대할 수 없다. 하지만, 바깥에서 하듯이 기어를 변환하고 서서 탈 수 있어 효과적인 결과를 얻을 수 있다. 실제 바깥에서와 같이 체온을 식히지는 못하므로 팬(fan)을 켜서 외부와 같은 바람효과를 얻는 것이 좋다.



3) 겨울철에 체력이 저하되는 것을 걱정하지 말라. 추운 기후에서는 피가 장기를 보온하기 위해서 몸통으로 몰리게 된다. 따라서, 팔과 다리에는 피의 순환이 억제되고 산소의 공급이 충분하지 않기 때문에 전체 속도는 줄어들 수 있다. 하지만 그 시기에 적절한 훈련을 하고 있다면 걱정하지 않아도 되고 제대로 하고 있다고 판단해도 좋다. 따듯한 계절이 돌아오면 원래 속도로 되돌아오게 된다.



4) Lycra 피부복장은 호흡을 방해한다. 보기는 좋지만 중요한 문제점을 갖고 있다. 그 복장은 피부에 달라붙고 체온을 보호하지 못하며 숨쉬기에 불편하다.



5) 드레프팅(Drafting)이 경기에서는 금지되어 있지만 훈련중에는 좋은 훈련이 될 수 있다. 그룹을 이루어 사이클을 타면 혼자 타는 것보다 빨리 탈 수 있다. 이렇게 드레프팅을 하게 되면 모두가 열심히 타게 되고, 혼자 탈 때보다 더 열심히 타게 되며 드레프팅하는 동안 조금 더 쉴 수 있게 된다. 하지만, 실제 경기에서는 절대 드레프팅을 할 수 없다.



6) 짧은 거리의 경기에서는 코스를 미리 파악해서 코너를 어떻게 회전할 것인가를 생각한다. 경기 전에 사이클코스를 미리 답사함으로써 모든 곡선부와 구배(언덕)부를 알 수 있다. 이러한 연습을 통해서 실제 경기에서 이용할 가장 좋은 코스를 선택하고 눈을 감고도 탈 수 있도록 여러 번 연습하는 것이 좋다. 곡선부를 잘 통과하면 사이클코스에서 많은 시간을 절약할 수 있다.



프로 2년차인 조안나 자이거(Joanna Zeiger)의 사이클 훈련방법은 총 2시간 정도가 된다. 첫 30분은 회전을 쉽게 하고 10분은 빨리 15분은 천천히 회전시킨다. 언덕훈련은 3분씩 5회 반복하고 45분 정도 마무리운동을 한다. 이와 같이 언덕훈련을 하게 되면 다리의 근육을 강화시키고 힘과 지구력이 증대된다. 언덕은 너무 경사가 급하지 않고 길이가 긴 언덕이 좋다. 언덕을 오를 때 안장에 앉아서 페달을 회전시키고 분당 회전수를 80회 정도로 유지시킬 수 있는 기어를 선택한다. 훈련에 적응되면 큰 기어를 사용하되 회전수는 80회를 유지해야 한다. 훈련시에 심박수는 인터벌훈련할 때보다 낮아야 한다. 그녀가 강조하는 것은 부상을 입지 않기 위해서는 사이클이 체격에 맞는 것이어야 한다는 것이다. 비싼 것보다는 몸에 맞는 것이 더 중요하다. 또한, 철인경기와 같이 긴 거리의 경기를 위해서는 사이클의 훈련거리를 점차 증가시켜야 한다.



1997년 하와이 철인경기에서 6위를 한 카메론 위도프(Cameron Widoff)는 강도높은 긴 인터벌훈련을 추천하고 있다. 그의 훈련방법은 적은 기어로 분당 회전수를 90회로 유지하면서 20분에서 25분의 준비운동을 한 후, 2분에서 4분까지 큰 기어로 전환하여 5회에서 7회까지 반복훈련을 하는 것이다. 매 세트 중간에 4분은 적은 기어로 90회의 회전수를 유지한다. 마무리는 적은 기어로 90회의 회전수를 유지하면서 20분에서 25분 정도 하면 된다. 그의 훈련에 따르면 심박계를 이용하라는 것이다. 훈련에 따라 심박수의 변화를 관찰하는 것 역시 좋은 훈련이라는 것이다. 또한 훈련은 평지에서 해야 각 인터벌마다 일관성을 유지할 수 있다. 몸 상태에 따라 2분간 5회 반복훈련으로 시작해서 최종목표는 4분간 7회의 반복훈련을 소화할 수 있어야 한다. 인터벌훈련을 할 때 심박수를 점차 증가시켜야 하고 마지막 30분은 예상하고 있는 본인의 최대심박수를 유지하게 되면 무산소한계(AT)를 점차 증대시킬 수 있게 된다. 이와 같이 훈련을 하게 되면 실제 경기에 임하는 것과 같이 처음에는 유산소상태에서 점차 무산소상태에서의 근육훈련으로 옮겨가게 된다. 비슷한 기량을 가진 다른 사람과 같이 훈련을 하는 것이 좋고 드레프팅의 효과도 경험할 수 있게 된다.





6 근력운동8)


사이클선수들은 간단한 근력운동을 통해서 자신들의 근력을 키워야 한다. 연구결과에 따르면 근력운동은 약간의 힘만 주면서 운동할 수 있어 근육의 피로시점을 연장시킨다. 근력운동은 사이클 운동지구력을 강화시켜 주고 최대산소소비량을 증가시키며 그로 인한 다리의 힘까지 증가되는 효과를 기대할 수 있다. 지구력경기를 하는 선수들은 육체미와는 전혀 다른 근력운동방법을 사용해야 한다. 다음은 사이클선수를 위한 근력운동방법이다.



1) 중요한 근육에 초점을 맞춰라. 자전거를 타는데 사용되는 중요한 근육그룹이 있는데 예를 들면 사이클링하는데 중요한 근육은대퇴사두근그룹이다.



2) 가능하면 몇 개의 관절이 움직이게 하라. Leg curl9)은 무릎관절만 움직이는 근력운동이다. 하지만 Squat는 엉덩이, 무릎과 발목관절이 움직이는 운동이다. 이와 같이 하면 스포츠의 동적인 운동형태가 실제에 가까운 운동이 된다.



3) 가능하면 사이클의 자세와 움직임에 가깝게 자세를 취하라. 예를 들어 받침대(sled)에서 다리운동(Leg press)을 할 때 발과 발사이의 폭은 페달의 폭과 같게 한다. 즉, 발과 발사이의 폭은 46㎝(18인치)를 초과하지 않도록 한다.

4) 운동할 때 가장 중요한 배와 허리운동을 포함시켜라. 팔과 다리에 전달될 힘은 몸통을 거쳐서 전달된다. 만약 배와 허리가 약하면 많은 힘이 분산되거나 잃게 된다. 배와 허리를 강하게 한다는 것은 핸들바를 잡고 끌어당기는 힘이 페달로 더 큰 힘으로 전달된다는 것이다. 배와 허리가 약하면 페달을 돌릴 때 약할 수밖에 없다.

5) 경기시즌이 다다르면 근력운동은 보다 구체적으로, 하지만 시간은 적게 투자하는 것이 좋다. 근력을 기를 수 있는 중대한 시기는 겨울이고 축적된 근력은 차후에 힘과 근지구력으로 전환된다. 이 힘과 근지구력은 경기시즌 시작에 발휘되어야 한다.

6) 운동회수를 최소화하라. 특정근육의 활용을 집중시키기 위해서 운동량보다는 반복회수와 세트수에 보다 관심을 가져야 한다. 이는 웨이트룸에서 최소한의 시간을 보내면서 경기감각을 증대시키라는 것이다.



■ 근력강화단계


사이클선수가 일년 중 가장 중요한 경기를 앞두고 거칠 5단계가 있다. 그 5단계에 대한 각각의 내용은 다음과 같다.



1) Anatomical Adaption (AA) : 이 단계는 사이클선수가 늦가을이나 겨울에 맞이하는 근력강화단계의 초기단계이다. 이 단계의 목적은 다음 단계에 부하될 근력과 건(tendons)을 준비하기 위함이다. 근력운동은 이 단계보다 많이 하는 단계가 없다. 이 단계에 기구들이 많이 이용되지만 기구없는 운동도 병행되어야 한다. 반복훈련으로 유산소능력도 증대시킬 수 있다. 이 단계뿐만 아니라 다른 단계에서도 매 2주마다 5% 이상 근력운동의 중량을 증가시키면 안된다.



2) Maximum Strength (MS) : 더 큰 힘이 생성될 때마다 저항은 점차 증가하고 반복회수는 감소한다. 이 단계에서는 근육질을 쉽게 보충하도록 중추신경에 숙달시키는 것이 필요하다. 이 단계에서 부상당하지 않도록 조심해야 한다. 이 단계의 초기에 각 훈련의 첫 번째 세트의 부하는 서서히 증가시켜야 한다.



3) Power Endurance (PE) : 이 단계의 목적은 근육그룹이 필요로 하는 근육질의 빠른 보충능력을 배양하고 긴 시간동안 유지할 수 있도록 하는 것이다. 경기중의 예로는 짧고 구배가 심한 언덕을 오르거나 막판에 전력질주 등을 들 수 있다. 파워는 가능한 한 짧은 시간동안 가장 큰 힘을 내는 능력을 말한다. 수학적으로 표현하자면 파워 = 힘 x 속도로 표시할 수 있고 속도가 파워를 증가시키는데 중요하다는 뜻이므로 모든 운동은 폭발적인 움직임과 같아야 한다. 너무 빠르게 운동하면 부상의 우려가 있다. 따라서 적절한 준비운동은 필수적이다.



4) Muscular Endurance (ME) : 이 단계는 지구력 경기에서의 심박훈련이다. 목적은 부하가 높은 상황에서 모세혈관의 밀도를 증가시키고 미토콘드리아10)의 수와 크기를 증가시켜 피로관리를 연장시키기 위함이다. 이 단계는 또한 생리학적 변화를 수반하기 때문에 긴 시간이 소요된다. 이 단계에서는 반복훈련이 이용된다.



5) Endurance Maintenance (EM) : 경기시즌동안에 2주간의 PE 단계와 4주간의 ME 단계는 바꿔서 할 수도 있다. 이 단계에서는 경기에 필요한 지구력을 증가시키기 위한 두 가지 형태를 유지시켜야 한다. 이 시기에 모든 저항훈련을 중단하면 힘과 시즌동안 축적된 경기력을 점차 잃게 된다.



시즌 중 가장 중요한 경기를 앞두고 7일전부터는 경기 중 최대 경기력을 발휘하기 위하여 모든 근력운동은 하지 말아야 한다.



다음 표는 사이클선수를 위한 근력운동의 중요한 부분을 요약한 것이다. 아마도 가장 중요한 부분은 각 단계마다 운동부하를 다르게 한 것이다. 한 반복회수(1RM) 중에 들어올릴 수 있는 최대무게를 기준으로 작성되었지만 부상의 가능성 (특히 허리) 때문에 무게는 반드시 따를 필요는 없다. 무게를 결정하기 위한 다른 방법은 초기에 무게를 결정한 다음 그 단계의 진행정도에 따라 달리하는 방법도 있다. 항상 생각보다 가벼운 무게로 시작해야만 제시된 반복회수를 채울 수 있고 더 추가할 수도 있다. MS 단계에서는 무게를 달지 않고 하는 것이 무게를 달고 이용하는 것보다 더 좋은 효과를 기대할 수 있다. 또한 무게를 달지 않고 하는 훈련은 차후에 AA단계에서도 포함시킬 수 있고 PE 단계 중에도 가능하다. 다시 한 번 강조하면 바벨과 덤벨을 사용시 특히 빠르게 움직일 때 주의해야 한다.



사이클선수의 근력운동 (7장 실내 및 겨울철 훈련의 근력운동의 사진 참조)

AA
MS
PE
ME
PE
EM / ME

기간

(주)
초보
8∼10
3∼4
0
4∼6
0
4

숙련
4∼6
4∼6
4∼6
6∼8
2
4

훈련일수

(주당)
초보
2∼3
2
0
2
0
1∼2

숙련
3∼4
2∼3
2
2
1∼2
1∼2

부하

(% of 1RM)
초보
40∼60
80∼90
0
30∼50
0
30∼50

숙련
40∼60
85∼95
70∼85
30∼50
70∼85
30∼50

세트수
초보
3
4∼6
0
2∼3
0
2∼3

숙련
3∼5
6∼10
2∼4
2∼4
2∼4
2∼4

반복회수
20∼30
3∼6
15∼30
40∼60
15∼30
40∼60

세트간 휴식시간(분)
1∼1.5
3∼6
8∼10
1∼2
8∼10
1∼2

속도
저속
저속∼중속
고속
중속
고속
중속

운동종류
1,2,3,4,5,

6,7,8,9
1,2,3,

5,6,7
1,2,3,

6,7
1,2,3,

6,7
1,3,7
1,3,7


1-Hip Extension (Squat, Step-up, or Leg Press), 2-Seated Row, 3-Back Extension, 4-Hip Extension (1번을 제외한 나머지), 5-Bench Press 또는 Push-up, 6-개인적으로 취약한 부분을 보완: Heel Raise 또는 Knee Extension or Leg Curl, 7-Crunches (resisted), 8-Dead Lift, 9-Lat Pull to Chest



■ 기타


1) 숙련도 : 근력운동의 처음 2년 동안은 운동방법과 근육질의 보강에 중점을 둬야 한다. 이미 근력운동을 많이 한 사람은 최대 힘과 파워를 배가할 준비는 된 상태다.



2) 준비와 마무리운동 : 근력운동을 하기 전에 약 10분 정도는 가벼운 유산소운동으로 준비운동을 한다. 준비운동으로는 달리기나 로잉(rowing), 계단오르기, 실내자전거 등을 들 수 있다. 근력운동을 마친 후 마무리운동은 실내자전거를 10분 정도 타면서 회전수는 분당 90회 정도되게 하여 발가락을 풀어준다.



3) 각 단계의 초기 : 한 단계에서 다른 단계로 접어들 때 1주일 동안은 전 단계의 근력운동과 단계적으로 운동하는 것이 좋다. 예를 들어 AA단계에서 MS단계로 옮길 때 첫 주는 AA훈련 1회와 MS훈련 1회를 하는 것이다. 혹은 첫 주에 각 훈련의 반은 AA훈련, 나머지 반은 MS훈련을 하는 방법도 있다.



4) 운동순서 : 표에 제시된 운동은 회복기까지 감안해서 작성된 것이다. 회복을 더 강화하려면 먼저 한 운동의 두 번째 세트를 하기 전에 다른 운동의 첫 번째 세트를 하는 것이다. 예를 들어 스쿼트(squats) 한 세트를 한 후에 노젖기(seated row) 한 세트를 하는 방법이다.



5) 회복기간 : 표에 세트간 휴식시간이 제시되어 있다. 이 시간 동안 심박수는 회복을 위해서 낮아진다. 어떤 단계에서는 제시된 시간보다 더 긴 휴식시간이 필요할 지 모른다. 회복기간동안 스트레칭 등을 하면 좋다.



6) 회복주일 : 매 3∼4주에는 훈련량을 줄여야 한다. 해당 주에는 훈련량을 줄이고 세트 수도 줄여야 한다.





7 철인경기 참가자의 사이클


특별히 어느 회사의 사이클이 제일 좋다고 말할 수 없다. 사이클은 가능하면, 특히 Ironman코스와 같이 장시간 경기를 해야 할 경우에는, 전문점에서 체격에 맞는 사이클을 맞추는 것이 필요하다. 참고로 1998년도 하와이 세계철인3종경기대회에 참가한 1,520명 선수들이 어떤 종류의 사이클을 갖고 출전했나를 조사한 결과11)는 다음과 같다.



종류(상표)
대
종류(상표)
대

Kestral
133
Merlin
18

Cannondale
131
Scott
17

Softride
120
Zipp
17

Trek
118
Specialized
15

Quintana Roo
116
Centurion
11

Litespeed
69
Serotta
11

Principia
47
Griffin
10

Felt
39
Cervelo
10

Klein
21
Holland
10

GT
19
기타
588



계
1,520