자전거 이야기 역사

[짱/김정훈]

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산에서 타는 자전거

거친 험로 라이딩을 위해서 기본적으로 일반 생활자전거에 비해 변속비가 크고, 무게가 가벼우며, 강도가 높은 부품을 사용한다.

여기에서 산악 자전거의 주행 범위는 주로 등산로와 같은 산악지형부터 임도, 농로 같은 비포장 지형을 가리킨다.

산악자전거의 역사
1938년 슈윈(Swchwinn)사에서 우월한 내구성을 보여주는 엑셀시어(Excelsior)라는 물건이 출시되어 MTB의 토대를 만들었다.
미국에서 한창 자전거가 잘나가던 시절인 1940~1950년대를 거쳐 1960년대에서는 대량생산으로 인한 대중화가 완성되어졌으며, 1970년대 켈리포니아 마린카운티의 혈기넘치는 젊은이들이 이 튼튼한 프레임을 기초로하고 튼튼하고 완충성능이 우수한 벌룬 타이어, 간단한 변속기를 달고 있는 슈윈 마제스틱 클렁커(Majestic Klunker) 등에 약간의 보강을 하여 멀쩡한 길놔두고 산을 타기 시작하는 것에서 그 기원을 둔다.

왼쪽에서부터 Fred Wolf, Wende Cragg, Mark Lindlow, Robert Stewart, Chris Lang, James Preston, Ian Stewart, Charlie Kelly, Gary Fisher, Joe Breeze, Eric Fletcher, Craig Mitchell, John Drum, Roy Rivers, Alan Bonds.

출처:Charlie Kelly's MOUNTAIN BIKE HUBSITE(http://sonic.net/~ckelly/Seekay/mtbwelcome.htm)

MTB 경기 자체는 1970년 이전부터 다양하게 열려 왔으나 1976년 비교적 정기적으로 개최한데다가 그나마 관리를 어느 정도 했었던 마린 카운티의 벨로클럽에서 시작된 리팩을 그 기원으로 보는 견해가 많다.

1976년 이후 이러한 경기경험을 통하여 죠 브리즈(Joe Breeze), 게리피셔(Gary Fisher) 등에 의해 실제 비포장도로에서도 우월한 성능을 내 줄수 있는 자전거들이 본격적으로 산악에 맞는 프레임으로 설계되기 시작했다. 1979년 게리피셔와 찰스케니의 합작회사인 마운틴 바이크(Mountain Bike)가 설립되었으며, 비로소 이 자전거들에 대하여 MTB라는 이름을 붙여나오게 된다.

1981년 스페셜라이즈드가 설립되어 당시까지 장인들이 한땀한땀 손으로 용접해 가며 만들던 것을 일본산 프레임과 변속기를 도입, 스텀점퍼(Stumpumper)라는 물건을 대량생산체제로 뽑아내기 시작하여 다양한 곳에서 다양한 MTB들이 쏱아져 나오는 계기가 되었다.

구성

프레임
100여년의 역사속에 거의 정형화된 프레임을 갖게 되어버린 로드바이크와는 달리 70년대 게리피셔에 의해 MTB라는 개념이 정립된 이후 현재도 여전히 발전하고 있는 상태라 프레임의 특성이 제조사마다 매우 다양하다.
게다가 라이딩 코스의 특성에 따라 프레임의 지오메트리가 가지각색인데다가 각 지형에 가장 적절한 프레임의 특성이 제조사마다 매우 다양하다.

개략적인 특성으로는 임도나 등산로 등의 산을 탄다는 특성에서 출발한 관계로 라이딩 시 스텐딩 자세로 몸을 자유롭게 움직일 수 있도로 하기 위하여 탑튜브의 슬로핑이 매우 크고 바닥에서 BB 쉘의 높이가 일반 자전거나 로드바이크에 비하여 높으며, 프레임의 형상이 서스펜션에 맞춰 다양한 형상으로 나온다.

XC 용 혹은 하드테일의 경우 통상적인 자전거의 프레임인 다이아몬드 프레임과 유사한 형상을 갖고 있으며 극단적인 지오메트리를 갖는 다운힐용의 경우 싯튜브가 아에 없거나 안장 자체가 없는 경우도 있다. 스티어링 튜브의 경우 지면과 수직선을 기준으로 해서 거의 60도 가까이 누워있는 데다가 서스펜션의 트래블(Travel)은 200mm나 되는 놈들도 존재한다.

프레임의 소재
산악자전거의 성격을 결정하는 것으로 서스펜션(샥)과 프레임 소재를 들 수 있다. 각각의 프레임 재료에는 특성이 있는데 크게 철, 알루미늄 합금, 카본, 티타늄, 그리고 기타 합금강으로 나뉜다.
가장 오래된 자전거의 기본 재료는 철이다. 저가형 생활자전거에 주로 쓰이는 하이텐강, 무게 대비 강성과 인성이 높은 크로몰리강(크롬-몰리브덴 함금)으로 나눌 수 있다. 철은 비교적 싸고, 인성이 강해서 찌그러지는 일은 있어도 쉽게 부러지지 않으며, 용접과 부분 수리가 가능한 장점이 있다.
부식에 의한 강도 저하 때문에 고급자전거에서는 카본, 티타늄에 비해 사용하지 않는 것이 일반적이지만 특수한(특허받은) 방식의 크로몰리를 이용한 고급 MTB가 지속적으로 생산되고 있다.
카본과 알루미늄과 달리 무겁지만 그만큼 튼튼하며 알루미늄에서 문제시되는 금속피로 누적이 없고 탄성이 있는 특유의 승차감 때문에 꾸준히 사용되고 있다. 부두, 클라인, 제이미스 등이 크로몰리를 이용한 산악자전거를 생산하고 있다.
무게가 무겁다고하는 일반적인 인식과는 달리 강도가 높아 가늘고 가벼우면서도 튼튼한 프레임을 만들 수 있으며 고질적인 산화문제(녹)은 특수한 처리를 통하여 어느 정도 해결하였다.

알루미늄의 경우 제조 공정시 어떠한 알루미늄 합금을 쓰느냐에 따라서 가격과 강성이 달라지는데, MTB에는 주로 6061, 7075 계열의 알루미늄 합금이 쓰인다. 하지만 무게 대비 강성은 나쁜 편이 아니라 고가 자전거 내지는 팀 차(프로 팀 선수용 자전거)에도 쓰이며 스페셜라이즈드 등의 일부 제조업체에서는 자체적으로 개발한 알루미늄 합금(M4, M5 시리즈)을 쓴다. 카본처럼 깨지는 일은 없고 게다가 원자재 및 가공비가 카본, 티타늄에 비해서 싸니 여러모로 적당한 재료이나 금속 피로 누적에 의한 절단이라는 문제를 안고 있다. (어디까지나 전문인, 선수 기준이며 일반인들은 프레임 결함이 아닌 한 어지간해서는 부러트리기 힘들다.)

카본의 장점은 가벼우면서도 단단하고 탄성이 있어XC 하드테일이나 소프트테일, 혹은 일부 올마운틴에서 사용된다. 충격에 의한 취성(깨짐)의 문제 때문에 다운힐이나 프리라이딩에서는 강도가 문제시되지 않는 일부 부품 등에만 사용되는 경우가 많다.

티타늄은 크로몰리를 제외한 모든 재료에서도 통용되듯이 녹이 안슨다는게 장점. 자전거에 있어서 가장 이상적인 프레임 재료로 생각되기 쉽지만 절삭 이외의 가공 자체가 힘들고 높은 수준의 티타늄 용접 기술을 쉽게 갖추기가 힘들어 용접이 정확히 되지 않는 경우 크랙이 생길 수 있어 신뢰성이 있는 제품을 사용하여야 한다. 카본과 마찬가지로 XC 하드테일과 XC풀샥의 일부 모델이 주로 생산된다. 스페셜라이즈드, 스캇, 트랙 등의 메이저 메이커는 티타늄 프레임을 잘 안 쓴다. 차라리 XC면 카본차를 타고 다운힐이면 알루미늄+크로몰리 조합의 자전거를 쓴다. 프로들이 티탄 자전거를 안타는 이유는 움직일 때 마다 너무 가벼워서 튀거나 '홍창홍창'거린다는 이유로 미세한 힘손실 때문에 티탄보다 카본을 더욱 선호한다.

서스펜션(Suspension)
노면충격을 완화하기 위한 완충장치. 현대 MTB의 외형상 가장 큰 특징이라 할만한 부분이다.

쇽 업소버(Shock Absorber), 일본식 발음으로 쇼바, 다 잘라버리고 샥 등으로 불리운다.

MTB는 극단적으로 표현하자면 노면의 상태와 그에 알맞은 샥의 세팅 상태가 라이딩 성능을 좌우한다고 할수 있을 정도로 중요한 부품이다. 초창기에는 코일샥이 사용되었으나 이후 오토바이, 자동차 등의 발전에 힘입어 텔레스코픽 형식의 단순한 코일샥보다 가볍고 부드러운 성능을 제공하는 에어샥이 만들어졌고, 여기에 각 라이딩 목적에 따른 트래블 길이, 액슬 방식의 분류로 다양한 제품이 나오고 있다.

<XC용으로 대표적으로 많이 사용하는 락샥 SID와 폭스32>

트래블의 길이는 XC의 경우 80~100mm 정도이며 프리라이딩, 다운힐의 경우 180mm 이상의 긴 트래블의 샥을 사용한다.

일반적으로 락샥과 로고의 여우꼬리가 특징인 FOX 등이 많이 사용되며 DT Swiss 마구라 등도 사용된다.

조향계
MTB의 조향계는 크게 일자바(Flat bar, Straight Bar), 라이저바(Rizer Bar) 두 가지의 형상으로 나뉠 수 있다.
일반적인 자전거에 비하여 폭이 약 600~700mm로 넓으며, 이는 거친 라이딩에서도 정확한 조향을 할 수 있도록 하기 위함이다.

<트루바티브 일자바(왼쪽)과 라이저바(오른쪽)>

일자바는 글자 그대로 살짝 굽은 형태의 파이프 모양이며 조향성보다는 직진성에 중점을 두며 구조상 가장 가볍게 만들 수 있으므로 XC용도에 많이 사용한다.

라이저바의 경우 일자바와는 달리 라이더 쪽으로 갈매기 모양으로 살짝 휘어있어 조향성이 좋으며 샥에서 미쳐 처리 못하는 진동도 탄성에 의해 약간은 처리할 수 있으므로 보다 거친 험로를 달리는 올마운틴, 프리, 다운힐 등에 많이 사용된다.

장거리를 빠른 속도로 달리기 위하여 발달해온 로드바이크의 드롭바와는 그 태생 자체가 다른 관계로 MTB용의 핸들바들은 에어로다이나믹한 자세를 취하기는 어렵다.

구동계
역시 산을 타야하기 때문에 튼튼하며, 강한 토크를 발생시키고, 더불어 강력한 제동력을 갖는 것이 주요 특징이다.

<대표적인 MTB 구동계인 시마노의 XT와 스램의 X9>

변속기
1980년대는 이미 인덱스 방식의 변속기가 등장한 시기였기 때문에 MTB용 변속기는 기본적으로 섬 쉬프팅 방식다. 2011년 현재도 이 방식에서 크게 차이가 나지 않으며, 한번에 다단변속이 가능한 점이나 보다 정밀하게 바뀐 점 등 몇가지 소소한 차이를 제외한다면 각 부품회사 별 차이도 거의 없는 편.

<빠른 다단변속과 깔끔한 핸들바를 만들어주는 스램 X0 트위스터그립 변속기>

크랭크나 기어의 경우 강한 토크를 전달하기 위해 부품 자체가 튼튼한 것은 물론이거니와 체인링과 코그의 기어비가 44-34-24 / 11 ~ 28 정도로 로드바이크에 비하여 낮으며, 따라서 강한 토크를 만들어 낼 수 있는 특성을 갖고 있다. 앞 드레일러의 경우 로드와 큰 차이가 없는 반면, 스프라켓에 물려있는 코그의 기어비가 넓기 때문에 체인의 길이 변동이 크고, 따라서 이를 잡아주는 뒷 드레일러의 암 길이가 길어 한눈에도 로드용과 MTB용이 구분가능할 정도의 외견상 차이를 보이기도 한다.

페달
로드바이크의 패달링 효율과는 다르게 다양한 환경에서 적응력을 최우선으로 하여 디자인되었기 때문에 흙먼지 등의 오염에 강하고 오염되더라도 작동에 지장이 없을 정도로 튼튼하고 단순한 것이 특징이다.

<가장 널리 쓰이는 시마노 클릿페달>

로드바이크의 넓적한 패달과는 달리 임도를 달릴 때에도 걸림이 없도록 작고 동글동글하게 생겼으며, 위에 설명한 대로 흙먼지에 오염되더라도 쉽게 청소해 낼 수 있도록 단순하게 생겼다. 이로 인해 패달링 효율은 다소 떨어지더라도 다양한 임도환경에서 능동적으로 대처할 수 있도록 쉽게 클릿 신발의 착탈 가능하도록 만들어져 있다.

클릿 신발은 크게 XC레이싱용과 산악라이딩용으로 나뉠 수 있으며 레이싱용은 로드 신발과 비슷한 유선형의 독특하고 가벼운 디자인의 제품이 많고 올마 등의 산악라이딩용 사용되는 제품은 걷고 뛰기 좋도록 운동화나 등산화와 유사한 정도의 모양과 기능성을 갖고 있다. 실제로 등산화 형태로 나오는 제품도 있지만 밑창 부분은 같은 비브람 소재라도 힘손실을 방지하기 위해 단단하게 만들어져 있으므로 산행용으로 사용하긴 힘들다.

<웰고의 평페달 MG-1>

평패달의 경우 상당히 커다란 크기의 뽕페달을 사용한다. 이는 어떠한 라이딩 환경하에서도 신발과 패달간의 접지력을 유지하기 위함이며 이러한 패달의 특성은 BMX나 트라이얼에서도 그대로 받아서 사용하고 있다. 이러한 평페달을 이용하는 경우 주로 릿지화 계열의 신발을 사용하여 신발과 페달 사이의 접지력을 극대화시킨다.

휠셋
통상적으로 림 직경이 26인치, 림 폭이 1.35인치 정도에서 부터 시작하며 올마의 경우 2~2.5인치까지 꽤 넓은 것이 특징이다. 이는 적절한 강성을 유지하면서 험지돌파력을 확보하기 위한 가장 적절한 림 크기 및 폭이라 하며, XC의 경우 새롭게 29인치의 타이어(29er)를 사용하는 프레임과 휠셋이 출시되고 있다.

MTB용 휠의 강성에 대하여서는 KS R 8046 산악용 자전거에 정의되어있다. 림 측면하중 370N, 1분간 가했을 때 1.5mm 이하의 변형, 림 수직하중 2,700N, 30초간 가했을 때 허브축에서의 거리변화 없을 것. 중력가속도를 계산하기 편하게 10m/sec^2 로 어림잡을 때 측면하중 37kg, 수직하중 270kg의 하중 이상을 견뎌야 MTB로 허가가 난다.

통상적으로 MTB용 휠의 경우 측면에서 가해지는 충격에도 견딜 수 있도록 만들기 위해 로드에 비해 측면강성이 더 높다.

타이어
흙, 진흙, 모래, 바위 등의 지면에서 강력한 그립력을 유지하기 위해 흔히 깍뚜기라 불리는 큰 트레드를 갖고 있다. 국내에서는 저렴한 가격과 높은 성능으로 인해 켄다에서 나오는 네베갈이 유명하다. 마찬가지로 켄다의 스몰블럭으로 대표되는 좀 잘게 썰은 깍뚜기 형상의 트레드를 갖는 타이어도 있으며 주로 임도나 가벼운 산악라이딩에 사용된다. 포장도로에 준하는 비포장도로(?)를 주파하는 경기에는 슬릭타이어와 유사한 수준의 얇은 트레드를 갖는 타이어를 끼우는 경우도 있지만 공식 MTB 경기의 경우 1.75 이상의 타이어를 사용하도록 규정하기도 한다.

<켄다에서 생산하는 산악용의 네베갈(좌), 임도용의 스몰블럭(중앙), 도로용의 슬릭타이어(우)>

MTB로 산을 타지 않을 경우 슬릭 타이어를 사용하면 도로에서의 주행성이 어느 정도 증가한다. 

브레이크
브레이크는 보급형의 경우 초창기 켈리퍼 브레이크(그당시에는 이거 말고는 없었다) 이후 제동력이 월등한 리니어 브레이크를 달고 있었으나 역시 자동차산업의 발달에 힘입어 보다 강력하고 확실한 제동력을 보장하는 디스크 브레이크를 달고나오는 경우가 대부분이다.

<제동력이 우수하여 사용범위가 넓은 아비드 일릭서 유압브레이크>

디스크 브레이크의 경우 켈리퍼브레이크 따위와는 비교되지 않을 정도로 강력한 제동력을 발휘하며, 특히 유압식을 사용할 경우 적은 힘으로 강력한 제동력을 느낄 수 있는 것이 특징이다. MTB의 제동력은 단순히 브레이크 성능에만 의존하는 것은 아니며, 타이어의 접지능력과도 직접적인 상관관계가 있다.

MTB의 종류
초창기 MTB는 거의 다운힐 경기였기 때문에 구분 자체가 모호하나 현대의 MTB는 노면상태, 업힐/다운힐 등의 코스 특성에 따라 크로스 컨트리(XC), 올마운틴(AM), 프리라이드(FR),다운힐(DH) 등으로 나뉜다.

크로스 컨트리(Cross Country, XC)
크로스 컨트리는 평이한 임도, 또는 어느 정도의 가벼운 산악 지형을 오르락내리락하는 용도로 사용하며 MTB중에서도 오르막을 상정하기 때문에 전체 중량 13kg 이하로 가벼운 편이다. 대부분의 오프로드 자전거 대회가 XC자전거를 상정하여 개최된다. 오르막 내리막의 비율로서는 80:20 정도. 이는 다시 XC는 하드테일과 풀서스펜션(풀샥)으로 나눌 수 있다.

사진생략

<자이언트의 XC하드테일인 XTC와 XC풀샥인 엔섬>

하드테일은 말 그대로 단단한 꼬리, 즉 뒷 샥이 없는 MTB로, 가장 대중적이고 가장 가벼우며 뒷샥이 없기에 페달을 밟을 때 힘의 손실이 없다. 샥 트래블는 80-100mm이 일반적이고 저-중강도의 XC레이스나 차도를 탈 일이 많은 동호인들에게 적합하며 리어샥이 없으므로 전 MTB군에서도 가장 저렴한 편이다.
현재는 알루미늄 프레임이 대중적이며 클래식의 경우는 크롬몰리브덴강(크로몰리), 고급 모델은 티타늄이나 카본 혹은 이들의 복합재를 사용한다.

이러한 XC에 리어샥이 더 붙으면 풀 서스펜션 XC(XC풀샥)가 되며 같은 회사 제품이면 하드테일 제품군에 비해 뒷샥 가격과 복잡해진 프레임 구조만큼 비싸다. 일반적인 생각과는 달리 기술의 발전에 의하여 리어 서스펜션(뒷샥)에 의한 힘손실이 거의 없어 하드테일에 비해 좀더 편안한 주행이 가능하지만 그만큼(리어샥, 링크 구조에 의한 추가 비용 50만원 정도) 더 고가이다. 뒷 샥의 트래블 역시 80-100mm 정도가 일반적이다.

2010년 이후 주행성능과 험지돌파에 좀더 중점을 둔 29인치의 큰 휠셋을 사용하는 29er이 출시되고 있다.

올마운틴(All Mountain, AM)
올마운틴은 이름 그대로 다양한 산악지형에서 전천후로 대응하기 위한 바이크로서 XC바이크에 비해 더 강한 프레임과 더 두꺼운 타이어(2.1-2.35)에 더욱 풍부한 트래블의 앞뒤 샥을 가진다. 무게는 13-15kg 전후이며 샥 트래블은 앞뒤 각각 140-160mm이 일반적이다. 오르막과 내리막의 비중이 50:50 정도로 설계되었지만 이는 어디까지나 체력이 좋은 서양인 기준이며 동양인에게는 오르막 주행시 상당한 체력소모가 있다. 올마운틴 등급부터 어느 정도의 과격한 호핑(점프)과 드롭(낙하)등이 가능하지만 지속적으로 자전거를 철저히 점검해주어야 한다. 

<스페셜라이즈드의 올마운틴 모델인 엔듀로 콤프>

올마운틴 중에도 올마운틴 하드테일 모델이 있지만 국내에서는 타는 사람이 손에 꼽을 정도이다.

올마운틴과 XC 사이에 중간 정도의 내구성을 가진 앞뒤 샥 트래블 120mm 정도의 트레일바이크가 있다.
마찬가지로 올마운틴과 프리라이드 사이에도 중간 정도의 모델이 존재한다.

프리라이드(Free Ride, FR)
프리라이드 바이크는 거친 산악 험로 내리막에서 점프, 드롭 등의 다양한 기술을 즐기기 위한 바이크이다. 앞뒤 샥 트래블은 대개 180mm 정도이며 타이어 역시 2.35 이상을 사용한다. 다운힐에 특화되어 있고, 약간의 업힐도 가능은 하지만 업힐의 비중은 거의 없다고 보아도 무방하다.

<산타크루즈의 프리라이드 바이크 노마드>

다운힐(Down Hill, DH)
다운힐은 말 그대로 거친 지형을 빠르게 내려오는 용도이며, 따라서 오르막을 오르는 등판능력은 거의 상정하지 않고 될 수 있는 대로 튼튼하고 강하게 만드는 편이라 다른 전문 자전거들에 비해 무겁다(16-20kg). 샥 트래블은 200mm를 주로 사용하며 이를 위해 오토바이 등에 쓰이는 더블크라운/20mm 엑슬 방식의 샥을 사용한다. 타이어 역시 일반적인 자전거용 타이어 중에 가장 두꺼운 2.5 규격을 사용한다. 프리라이드가 묘기, 기술을 보이기 위한 주행이 많은 반면에 다운힐 바이크는 속도전을 위주로 한 내리막 험로의 고속 주파를 목표로 하는 점이 프리라이드와 가장 큰 차이점이다.

<스페셜라이즈드의 다운힐바이크 데모>

이외에 도심에서의 다양한 장애물을 이용한 묘기 라이딩을 즐기는 어반 자전거나 4인 1조로 다운힐에서 속도경쟁을 하기 위한 4cross(4X) 등이 있다.

기타사항
MTB는 그야말로 산악용으로, 산에서 갖고 노는 물건이라 도심에서 MTB의 기능을 쓸 일은 거의 없고, 사실 굵은 타이어의 마찰력으로 동력효율도 떨어진다. 익숙해지면 평지에서 40~50km/h도 밟을 수 있지만 평지 도로에서의 주행속도보다는 업힐, 다운힐 구간 주파력, MTB 관련 기술 숙련도 등을 중시한다.