훅리스의 현재와 가능성

  1. 훅리스, 왜 휠랩은 사용하지 않는가
      휠랩에서는 몇 가지 이유로 훅리스를 사용하지 않고 있다. 훅리스 림으로 얻을 수 있는 가장 눈에 띄는 이득은 무게이며 훅림 대비 최대 80g가량 가볍게 설계할 수 있다. 이는 업힐에서 최대 0.5W정도의 이득을 줄 수 있다. 반면에 림 외부가 필연적으로 좁아지며 추가되는 공기저항과 측풍영향으로 인한 손해가 발생한다. 그럼 림 외부를 훅림만큼 두껍게 만들면 되는거 아닐까? 가능하지만 이럴 경우 훅림보다 무게가 무거워지며 훅리스의 장점이 사라져 버린다. 또한 모든 클린쳐 타이어와 일부 튜블리스 타이어에서 안전을 보장할 수 없으며 최대 공기압도 낮아 타이어 이탈의 가능성이 높다. 앞서 말한 공기저항과 최상급 타이어를 사용하지 못하여 발생하는 구름저항까지 포함하면 훅림 대비 최대 8W까지 손해가 발생할 수 있다.
    (*더 자세한 내용은 블로그 링크 참조 https://m.blog.naver.com/2141chun/222331388474)

  2. 5000S TR이 열어준 훅리스의 가능성
    컨티넨탈의 신형 5000S TR은 사용 가능한 내부폭이 상당히 넓지만 실측 타이어 폭이 좁은 편이라 훅리스로도 고성능을 낼 수 있다는 가능성을 보여준 타이어이다. 한 가지 큰 제약은 훅리스에서 최대 허용 공기압이 73psi로 매우 낮으며, 실제 실험시 100psi 까지 압력을 높였을때 몇 분 안에 타이어가 이탈했다.** 이부분이 문제가 되는 이유는 최적 공기압을 구했을때 73psi로는 올바른 세팅이 힘들기 때문이다.
    (**https://www.cyclingweekly.com/products/new-continental-gp-5000-s-tr-is-hookless-compatible-but-the-brand-wants-you-to-follow-the-rules, 림 내부폭이 25 mm이면 10분도 되지 않아서, 23 mm이면 그보다 약간 후에 타이어가 림에서 이탈)

      아래 자료는 SRAM 앱의 권장 공기압 데이터***를 참조해 계산한 조건에 따른 사용 가능한 최대하중(라이더 + 자전거) 표와, 각 19mm, 22mm, 23mm 내부 폭 훅리스 림에 5000S TR 25c를 실제 장착했을때의 단면 모습이다. 장착단면의 휠+타이어를 감싸는 회색 타원은 일종의 보조선이며, 이 영역을 벗어날수록 측풍영향이 급격히 증가하고 공기저항 또한 높아지는 경향을 보인다. 28c 타이어의 경우 실측 폭이 항상 28.5mm를 넘어가므로 해당 타원에서 항상 크게 벗어난다.
    (***많은 타이어 공기압 계산기가 있고 휠랩 내부에서도 최적의 공기압을 따로 구하고 있지만, 널리 쓰이면서도 휠랩의 계산과 차이가 적은 편.)



    25c 타이어 장착시 단면도

      19mm 내부폭의 경우, 최적의 공기압 사용시 최대 하중은 67kg으로 매우 낮아 대부분의 라이더가 사용하기 어렵다. 또한 측풍영향과 공력성능이 좋지 않을 것을 그림으로 유추할수 있다. 22mm 내부폭의 경우 하중제한이 87kg 가량으로 늘어나지만 자전거를 7kg으로 계산해도 80kg 이하로 제한되며 여전히 충분하지 않다. 하지만 공력성능과 측풍영향이 중요 한 앞 휠에는 25c를 사용하고, 뒷휠에는 28c를 사용한다면 라이더와 자전거를 합쳐 100kg 하중인 경우에도 앞 72.5psi, 뒤 69.5psi의 공기압으로 최적의 타이어 공기압 세팅이 가능하다.


      23mm까지 내부폭을 늘린다면 하중제한도 더욱 늘어나고 공력성능과 타이어 성능도 최대한 높여 사용할수 있다. 타이어가 좌우로 많이 늘어나지만 트레드 폭이 넓은 편의 5000S TR은 코너링 앵글 문제에서도 자유롭다. 다만 컨티넨탈에서는 이를 권장하지 않는 편이다. 제조사의 권장 범위에서 가장 넓은 림을 설계한다면 내부폭 22.4mm로 훅리스 림이 가장 빠른 조건 중 하나로 고정된다. 22.4mm의 림 내부폭을 고정한 상태에서 림을 개발한다면 크게 두 가지 방향이 있을 것이고 그 사이 최적의 절충안을 찾아내는 것이 목표가 될것이다.

    1. 공력성능에 초점을 맞춰 림 외부폭을 타이어 외부폭과 같은 27.2mm로 설계. 타이어를 지지하는 양쪽 벽(Flank라 부르며 림 브레이크의 경우 브레이크 트랙 부위)의 두께는 각 2.4mm가 되며 이 경우 훅림과 비슷한 무게의 림으로 완성.

    2. 무게에 초점을 맞춘다면 림 외부폭은 26mm까지 줄일 수 있으며, 안전을 담보할 수 있는 최대한 얇은 벽으로 설계했을 때이다. 타이어 실측폭보다 1.2mm가량 좁은 림폭으로 최적의 공력성능과는 거리가 있으나 훅림보다 80~100g의 경량화가 가능.

  3. 정리 및 결론
      5000S TR은 기존에 가장 빠른 튜블리스 & 클린처 타이어보다 장착시 실측 타이어 폭이 0.5~1mm 좁아 훅리스 림에 조합할 경우 공기저항, 측풍영향의 손해를 최소화시킨다. 최대 공기압 73psi라는 제약이 존재하지만 림 내부폭 22mm 부터는 100kg의 하중까지 사용할 수 있다. (87kg 이상은 뒷 타이어 28c 조합) 림 내부폭이 23mm 까지 늘어난다면 성능은 개선되겠지만 제조사에 따르면 22.4mm까지가 최적화 할 수 있는 최대치인 것으로 보인다. 이 넓이는 현재 특정 브랜드의 최상급 훅리스 림의 스펙과 공교롭게도 일치한다.

  4. 훅리스에 대한 컨티넨탈의 의견
      위의 Cycling weekly 기사 원문에서 컨티넨탈과의 인터뷰의 내용들중 다음과 같은 언급이 있다. 5000S TR 출시 이후까지도 컨티넨탈은 훅리스 시스템에 대한 태도가 중립적인것을 확일할 수 있다.
    “(훅리스 림에서 100 psi 타이어가 이탈해서) 놀라지 않았어요. 산업 가이드라인에 따르면 타이어는 최대 공기압의 110퍼센트에서 실란트나 실리콘 스프레이 없이도 폭발하지 않아야 합니다. 내부적으로 우리는 최대공기압의 130퍼센트(94.9 psi)까지 실란트와 실리콘 스프레이로 테스트했습니다.”
    ”훅리스 림들은 생산 단계에서 버리는 것이 적고, 가볍게 만들기 쉽고, 원가절감이 쉽습니다.”
    “(일부 휠 제조사는) 훅리스 림이 빠르고, 더 에어로하거나 안정적이라고 주장합니다. 우리의 테스트에서는 그것을 확인할 수 없었습니다.”




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