[김기진의 과학으로 보는 올림픽] 공기저항 감소 위한 사이클 장비의 발전

속도와 경쟁하는 스포츠는 여럿 있다. 사이클은 스피드스케이팅과 함께 장비를 이용해 속도 경쟁을 하는 대표적인 종목이다. 사이클 벨로드롬 경기에서 가장 빠른 속도를 내는 부문은 1㎞ 독주로, 현재 세계 기록은 1분00초613이다. 이는 시속 59.393㎞(초당 16.498m)에 해당한다.

또 장비를 이용하는 스피드스케이팅에서는 1,000m가 가장 빠른 속도를 나타낸다. 1,000m 세계 기록은 1분09초60으로, 시속 51.7㎞(초당 14.359m)에 해당한다.

속도와의 경쟁에서 제약을 받는 가장 큰 요인은 공기저항이다. 스피드스케이팅은 실내링크가 건설되면서 현저하게 기록의 향상을 가져왔으나 현재 사이클이 스피드스케이팅보다 더 빠른 속도를 나타내고 있다.

사이클의 첨단과학을 적용한 분석 실험은 주로 풍속과 풍향의 조절과 분석기기의 설비가 가능한 터널구조 속에서 이루어졌다. 사이클 선수들이 허리를 앞으로 최대한 구부린 자세는 공기저항을 줄이는 가장 좋은 방법이다. 이 자세는 선수의 호흡과 혈류이동을 제한할 가능성이 있는 것으로 지적됐으나 호흡가스분석과 정맥 회귀 및 심장 박출 기능 등을 분석한 결과 전혀 이상이 없는 것으로 나타났다.

벨로드롬 경기에서 원판형 디스크 형태의 뒷바퀴는 공기가 바퀴 양 표면으로 물 흐르듯 흐르게 하려는 것이다. 도로 경기에서 디스크형 바퀴는 옆바람에 쓰러지기 쉬워서 스포크를 3~5개로 압축한 것이 이용된다. 스포크가 원형 단면에서 지름 1, 2㎜의 납작한 타원형으로 바뀐 것은 한 점의 바람이라도 더 줄이기 위한 노력이다.

프레임은 가벼우면서도 단단하고 충격 흡수가 뛰어난 소재를 요구한다. 초창기의 크롬 합금 이후 알루미늄, 티타늄, 탄소섬유 순으로 발전했다. 최근엔 하중이 가해지는 부분에 단단한 알루미늄을 쓰고 나머지는 탄소섬유를 주로 이용한다. 앞바퀴 스포크도 공기저항을 줄이도록 칼날 형으로 만들었다.

사이클의 기록 단축은 첨단과학의 산물이다. 앞으로 사이클 림의 폭은 20㎜ 이하로 가늘어지고, 핸들을 비롯한 모든 부품은 타원형으로 바뀌게 될 것이다.