어린이과학동아&수학동아 기사

안녕하세요. 제가 오늘 소개해드릴 주제는 자전거의 기원입니다. 제가 자전거에 대해 기사를 쓰게 된 이유는 평상시에 우리가 편하게 쓰는 자전거의 기원이 궁금해 조사해 보고 기사를 쓰게 되었습니다. 그럼 바로 가시죠!

프랑스 혁명이 일어난지 2년 뒤인 1791년 프랑스의 귀족 콩트 메데 드 시브락이 목마를 타고 파리의 팔레 루아얄 정원에 나타났습니다. 이 목마는 나무 바퀴 두 개를 목재로 연결하고 그 위에 사람이 올라타서 두 발로 땅을 박차고 앞으로 나가도록 한 것으로, 어린이들의 장난감 목마와 비슷합니다. 시브락의 이 기계는 사람들의 눈길을 끌었고, 곧 파리의 명물이 됐습니다. 이것이 역사에 등장한 최초의 자전거입니다. 시브락이 만든 이 기계의 이름은 셀레리페르인데, 이는 빨리 달리는 기계라는 뜻입니다. 하지만 방향 전환 하는 장치가 없어서 아주 불편했습니다. 그래서 실용적인 탈 것이라기보다 귀족이나 젊은이들의 오락 기구에 더 가까웠습니다.

자전거의 조상이라고 할 수 있는 셀레리페르

19세기 초에 독일의 카를 폰 드라이스 남작에 의해 또 탈 것이 등장했습니다. 그는 자신이 맡은 광활한 산림을 시찰하느라 숲과 언덕을 터벅거리며 힘들게 걸어다녀야 했습니다. 관할지에서 타고 다닐 교통수단의 필요성을 느낀 드라이스는 1813년 사람의 힘으로 가는 수동식 탈 것을 만들었습니다. 그러나 그의 첫 번째 발명품은 성공하지 못했고 마침내 1817년 빨리 걷는 기계를 만들었습니다. 이 기계는 마차 바퀴를 작게 만든 다음, 두 바퀴를 목재로 연결하고, 그 위에 올라타서 걷거나 뛰는 것처럼 발로 땅을 번갈아 차면서 앞으로 나가도록 한 것이었습니다. 그 기구의 이름은 그의 이름을 따서 드라이지네라고 불렀습니다. 드라이지네는 핸들이 달려있어 숲이나 나무 사이를 이리저리 다니기에도 아주 좋았습니다.   

1820년경에 만들어진 드라이지네

드라이지네의 등장 이후 페달이  만들어지기까지는 50여년이 걸렸습니다. 그동안 누구도 페달을 다는 아주 간단한 방식을 생각해내지 못했습니다. 다만 이 50년 동안의 공백기 동안 중요한 발명이 하나 있었습니다. 1839년 스코틀랜드의 대장장이 커크패트릭 맥밀런이 발로 땅을 차지 않고 라이더가 차체 위에서 균형을 잡고 달릴 수 있는 자전거를 개발한 것입니다. 그는 뒷바퀴 허브에 크랭크를 달아 이것을 돌리는 방식으로 자전거가 굴러가게 했습니다. 이 크랭크의 원리는 다리의 회전운동을 회전운동으로 바꿔서 전달하는 것입니다. 이 자전거는 자전거 역사에서 대단히 중요한 의미를 갖습니다. 그 이유는 스스로 균형을 잡고 달릴 수 있는 최초의 자전거였기 때문입니다.

1860년대에 들어서서는 자전거 역사에서 가장 중요한 발명이 이루어졌어요. 바로 자전거에 페달을 부착한 것입니다. 이때부터 비로소 자전거는 스스로 굴러가는 기계가 되었습니다. 이것이야말로 진정한 자전거라고 할 수 있었습니다. 페달은 프랑스의 피에르 미쇼가 달았습니다. 앞바퀴 회전축에 발판 두 개를 달고 그 발판을 밟아 바퀴를 돌리는 페달식 자전거를 발명한 것이었습니다.

1870년대에 들어서면서 자전거는 앞바퀴가 뒷바퀴보다 훨씬 큰 형태로 발전했습니다. 1870년 영국의 제임스 스탈리는 동료인 윌리엄 힐먼과 함께 앞 바퀴가 큰 자전거를 만들어서 특허를 받았습니다. 스탈리는 이 자전거에 아리엘이라는 이름을 붙였습니다. 이렇게 앞바퀴가 크고, 뒷바퀴가 작은 형태의 자전거를 하이 휠 자전거라고 불렀는데 나중에 이 자전거는 오디너리와 페니 파딩이라는 별명을 얻었습니다.(페니와 파딩은 영국의 화폐인데 커다랄 앞바퀴롸 작은 뒷바퀴를 동전에 비유한 것이었습니다. 하이 휠은 1870년대의 표준 자전거로 자리를 잡았고 유럽, 북미 등으로 널리 보급됐습니다. 하이 휠을 만든 제임스 스탈리는 하이 휠로 특허 받은데 이어 세 바퀴 자전거인 트라이시클을 만들어냈습니다. 다시 하이 휠으로 돌아와서 하이 휠은 매우 빠르고 우아했습니다. 그러나 결정적인 약점이 있었는데 그것은 바로 안전 문제였습니다. 앞바퀴가 커질수록 자전거가 높아져 중심을 잡기가 힘들었습니다. 

빨리 달릴 수 있고 우아하지만 위험한 하이 휠 자전거

 지금까지의 타이어는 모두 나무로 만들어졌습니다. 하지만 벨파스트에 사는 스코틀랜드의 수의사 존 더롭은 아들에게 선물로 준 나무 트라이시클이 더 잘 굴러가게 할 수 있는 방법을 궁리하고 있었습니다. 마침내 그는 고무 튜브에 압축 공기 타이어를 생각해 냈습니다. 그는 튜브를 만들어 공기를 주입한 후 그것을 바퀴에 붙였는데 결과는 대성공이었습니다. 그느 자신이 새로 만든 공기타이어가 부착된 자전거를 아들에게 타보라고 했는데 그마저도 성공했습니다. 

존 보이드 던롭이 자신이 만든 공기타이어를 시험하고 있다.

 자전거 대유행기가 시작되면서 자전거는 최고의 교통수단이자 인기있는 스포츠 레저 수단이 되었습니다. 그러나 19세기가 채 끝나기도 전에 자전거의 강력한 경쟁자인 모터사이클과 자동차가 등장하면서 자전거 대유행기가 막을 내렸습니다. 20세기에 들어서면서 본격적으로 자동차의 시대가 시작 됐습니다. 그 후 오랫동안 자전거는 주류 문화에서 밀려났습니다. 자동차 문명은 이끈 것은 미국이었습니다. 하지만 유럽인들은 값싼 교통 수단이자 좋은 운동 기구라는 이유로 자전거에 지속적인 관심을 가졌습니다. 제2차 세계 대전은 유럽에서는 자전거 대회가 인기있는 스포츠로 자리 잡았습니다. 20세기 중반까지도 세계 자전거 산업은 유럽이 주도 했습니다. 

 20세기에 들어 자전거의 소재 와 부품이 발달 하면서 자전거의 성능이 크게 개선 됐습니다. 특히 우수한 변속 기어가 많이 개발 됐는데 이런 기어 덕분에 언덕을 오르기가 더 쉬워졌습니다. 20세기에는 몇 가지 새로운 자전거가 등장했습니다. 가장 먼저 등장한 것이 누워서 타는 리컴번트 자전거였습니다. 1930년대 프랑스에서 개발 된 이 자전거는 유선 형의 형태 때문에 공기 저항이 적어서 아주 빨랐습니다. 또 등을 기대거나 누워서 타기 때문에 아주 편했습니다. 그러나 국제 사이클 연맹은 안전 문제로 이 자전거를 인정하지 않고 대회 출전을 금지시켰습니다. 오늘날까지도 리컴번트 자전거는 공식 자전거 대회 참가 할 수 없습니다. 리컴번트 자전거는 한동안 잊혔다가 삼 십여 년이 지난 뒤 다시 부활하기 시작했습니다. 1960년대 말에서 1970년대 초에 미국에서 새로운 자전거가 탄생 했습니다. 바로 BMX와 산악 자전거입니다. BMX는 자전거들이 타던 자전거에서 시작 됐는데, 모험심이 가득한 젊은이들이 거리와 스케이트 파크 에서 이 자전거를 타면서 다양한 기술을 발전시켰습니다. 1970년대 초에는 캘리포니아의 젊은 사람들이 산에서만 타던 자전거가 산악 자전거로 발전했습니다. 산악 자전거는 처음에는 산악지대나 비포장도로에서 타기 위해 만들어졌지만 튼튼하고 타기 편하기 때문에 점차 어디서든 탈 수 있는 전천후 자전가가 됐습니다. 1970년대에 들어 거의 모든 산업 부문에서 알루미늄과 티타늄이 사용 되는데 이런 추세의 발맞추어 1980년대부터 자전거 산업에서 대대적인 소재 혁명이 일어났습니다. 가볍고 튼튼한 알루미늄에 이어 티타늄과 카본이 자전거 소재로 쓰기 시작했습니다. 부품과 소재가 발전 하면서 자전거는 뛰어난 성능을 가진 첨단 제품으로 거듭 났습니다. 

리컴번트 자전거는 자전거 디자인에 혁명적인 변화를 가져왔다.

지금까지 박연아기자였습니다. 감사합니다.

(모든 사진의 출처는 네이버입니다.)