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클럽 Face의 재질과 비거리와의 관계

Dave Tutelman -- November 25, 1999

제품 광고에서 우리제품은 클럽페이스표면을 특수 처리하여 더 단단하기 때문에 공을 더 멀리 보낼 수 있다는 광고를 많이 볼 수 있다. 이런 광고를 믿는 사람들이 상당히 많다. 그러나 이것은 사실이 아니다.

단단함(Hardness)이란 어떤 것인가? 왜 중요한가? 단단함(경도)이란 어떤 재질을 다른 재질로 찌르거나 문지를 때 견디는 정도를 나타내는 것이다. (주:HR 강도 측정하는 방법은 다이야몬드 침으로 금속표면을 일정한 힘으로 찔렀을 때 들어가는 정도로 단단함을 측정한다, 금속의 경우에는 찌르는 방법을 세라믹 같은 경우는 문지르는 방법 을 사용한다.)

이 경도는 압축성 (compressibility )이나 유연성( flexibility )과 반대되는 개념은 아니다. 압축성이란 그 재질에 가해졌던 힘이 사라졌을 때 최초 상태로 돌아오는 탄력의 정도이다. 경도를 측정하기위해서는 힘이 사라졌을 때 그 재질에 남아있는 변형의 정도를 측정해야 한다. 경도는 강도와 같은 것은 아니지만 (주: 유리막대와 나무 막대로 공을 친다면 막대 자체의 단단함을 나타내는 경도는 유리막대가 크지만 쉽게 부러지기 때문에 견디는 힘을 나타내는 강도는 나무막대가 더 크다) 이 두 가지는 밀접한 관련이 있다.

어떤 종류건 같은 종류의 금속에서는 경도와 금속이 부서지는 점(항복점)까지는 같은 방향으로의 정의 상관 관계가 있다.그러나 한 금속에서 다른 종류의 더 단단한 금속으로 간다고 해서 반드시 강도가 커지는 것은 아니다. 각각의 금속은 각기 다른 경도 대비 강도 커브곡선을 그리기 때문이다.

그럼 압축성과 강도와의 관계는 어떤가? 만약 어떤 재질에 힘을 가하면 그 재질은 수축하거나 늘어난다. 이렇게 재질의 크기가 변하는 정도를 "탄력계수"라고 하는데. 이것을 압축성이라고 볼 수 있을 것이다.

여기에는 한계점이 있으며 이 한계를 넘으면 두 가지 경우가 일어난다. 1의 경우:즉 신축성이 줄어서 다시 힘을 가했을 때 크기가 더 많이 변형되거나
2의 경우:아예 원 상태로 돌아오지 않는다 이 신축성의 한계점을 그 재질의 강도로 본다.

이 한계점을 넘으면 골프클럽의 경우에는
1의 경우:가해지는 힘이 공에 가해지는 임팩트라면 힘의 손실이 생긴다. 2의 경우: 골프클럽이 찌그러져 못쓰게 될 수도 있다. 이 신축성의 한계까지 가해지는 힘을 그 재질의 강도("strength")로 본다.

그러나 신축성과 강도는 정확한 상관관계는 아니다.잘 늘어나지만 강한 것도 있고 잘 늘어나지 않지만 약한 힘에도 쉽게 부서지는 것이 있다. 경도는 강도에 정 방향의 상관관계를 가지고 있지만 압축성과는 별관계가 없다.

그러면 경도는 비거리와 어떤 관계가 있는 것일까? 클럽페이스의 경도가 비거리에 영향을 준다고 믿는 사람들이 많다. 이런 것은 여러 업체에서 주장함으로써 그렇게 되었는데 일부는 옳고 일부는 틀리다.

먼저 압축성에대한 논의는 잘못된 것이라는 것을 알아야 한다.왜냐 하면 경도와 압축성과는 상관관계가 없기 때문이다. 경도와 비거리와의 관계를 압축성으로 설명하는 주장은 신경 쓸 필요도 없다.

논의해볼만한 주장은 다음과 같다:

1.볼과 클럽의 충돌 시 에너지 손실이 생긴다.(진실)
2.그 에너지 손실이 공의 비거리에 직접 영향을 미친다(진실)
3.클럽페이스가 단단할수록 에너지 손실이 적다 (이것을 알아보자!)

대부분의 금속재질에서는 세 번째 주장도 상당히 사실이다.
스틸의 경우에 세 번째 주장이 진실이라고 먼저 가정해보자 그러나 사실은 클럽헤드에서는 에너지 손실이 없다. 공과 클럽의 충돌장면을 정지화면 사진으로 본 사람은 누구라도 공만 찌그려 진다는 것을 알 수 있다. 클럽헤드는 거의 찌그러지지 않는다.

그럼 얼마나 클럽헤드에서 에너지 손실이 생기는가? 3번째 주장에 반박하면 골프과학에 의해 볼 때 모든 에너지 손실은 볼에서 생긴다. 클럽헤드에서는 아주 작지만 손실이 조금은 있을 것이라고 추측된다.

개인적으로 업계관계자에게서 전해들은 바로는 에너지 손실은 99% 볼에서 생기고 1%가 클럽헤드에서 생긴다는 것이다. 이런 상황에서 당신이 클럽헤드에서 생기는 에너지 손실을 몇십 퍼센트 이상 줄이더라도 (아주 크게 봐서) 0.5%정도의 에너지가 더 거리로 전환되는 정도다. 이것은 300야드 드라이버 비거리를 가진 사람이 1.5야드 정도의 비거리를 늘리는 정도다 아무리 비 현실적인 가정을 하더라도 더 이상의 비거리 증가는 없다.

그러면 비거리를 늘리려면 볼에 해답이 있는 것처럼 보인다. 충돌 시 에너지 손실을 줄이려면 기술적인 관점에서는 반발계수를 높이면 된다. 볼 제작업체는 이렇게 할 수 있다. 맞는 말일까? 아쉽게도 USGA의 규정에는 볼을 만드는데 제한을 두고 있다.기술적으로는 Titleists , Pinnacles , TopFlites의 공보다 더 멀리 나가는 볼을 만들 수 있다.그러나 그것은 공인구가 되지 못할 것이다.

다르게 생각해보면 만약 볼을 좀더 탄력 있게 만들 수 없다면 충돌 시 클럽이 더 찌그러지고 볼은 덜 찌그러지게 만들 수는 없을까? 강철로 틀럽페이스를 만들면 강도도 높고 휘기 쉽게 만들 수 있고 탄력성을 줄 수있어 에너지를 더 잘 되돌려 준다고 해보자(스프링이 그런 이유로 쇠로 만드는 것이다) 그러면 스틸 페이스는 휘게 되고 스프링처럼 다시 펴지면서 에너지를 다시 되돌려주어서 공이 더 멀리 나가게 될 것이다.

USGA가 여기에서도 제한을 가하고 있다. 규정에는 "the clubface shall not have the effect at impact of a spring. 이라고 규정하고 있다. 그래서 이 또한 사용할 수 없다. 그런데 Tom Wishon의 최근의 언급들을 보면 새로운 머레이징 드라이버에서는 탄력이 있는 페이스 때문에 비거리 증가가 있을 수도 있다고 나는 믿는다 그것이 사실이라도 USGA의 규정을 위반하는 것이다.

1998년에 USGA는 규정위반을 조사하였고 이때문에 주요 제작사로부터 법정 소송을 당하기도 하였다. 그 후 협회는 현재의 모든 클럽을 포용할 수 있는 새로운 기준을 만들겠다고 발표했다.

그러나 벌써 현재의 클럽들은 반발계수를 상당히 높일 정도의 탄력성 있는 페이스를 가진 헤드들이 꽤 있다. ( 휘지않는 페이스는 반발계수가 0.7이하지만 최근의 드라이버는 0.8근방까지 도달했다.) 그래서 경도는(실제로는 강도) 비거리를 늘리는데 도움을 줄 수도 있으나 광고는 과장된 것이다.

최근에 나는 일반 기계 제조업체에서 금속판에 쇠구슬을 떨어뜨려 튀어 오르는 것으로 경도테스트하는 업체를 보았다.많이 튀어 오를수록 기계 표면이 더 단단하다는 것이다. 이것은 클럽페이스가 단단할수록 공이 더 멀리 나간다는 것을 의미하는 것이 아닌가? 전혀 아니다.

어디서 에너지가 없어지는지 기억해보라. 쇠구슬과 철판의 충돌의 경우에는 적어도 철판에서 절반의 에너지 손실이 생긴다. 그렇지 않다면 철판으로 이런 경도 테스트를 하지 못할 것이다. 그러나 골프공과 철판(클럽페이스)의 충돌에서는 거의 볼에서 모든 에너지 손실이 생긴다. 그래서 거리의 차이에 영향을 주는 것은 볼이지 클럽페이스가 아니다. 물론 공이 쇠구슬이라면 다르겠지만...

그럼 경도가 강한 쇠를 가지고 비거리를 늘리는데 어떻게 이용할 수 있는가? 쇠가 단단할수록(경도가 높을수록) 대개 강도가 더 높다. 헤드를 만드는데 있어 덜 강한 재질을 사용하는 것보다 강한 재질을 사용하면 최대한 얇게 만들어서 더 크고 가볍게 만들 수 있다.

이렇게 하면 스윙웨이트의 증가 없이 클럽을 더 길게 만들 수도 있고, 더 커진 클럽헤드는 관용성(forgivingness )이 커진다. 두말할 것도 없이 긴 클럽이 공을 더 멀리 보낸다. 더 길지는 않더라도 클럽헤드가 커지면 관용성이 커져 약간 중심에서 벗어나게 맞아도 거리손실을 최소화 시켜준다.이것이 비거리의 평균을 늘려주는 것이다. 또한 심리적으로도 에러에 대한 염려가 줄어들면 마음 놓고 힘껏 스윙하기 때문에 비거리가 더 나갈 수도 있다.

USGA의 일관성 없는 태도 때문에 임팩트 도중에 페이스가 휘어지는 클럽을 만들 수도 있다. 위에서 본 바와 같이 휘어지는 클럽페이스가 공을 더 멀리 보낼 수 있을 것이다. 최대한 많이 휘게 하기 위하여는 페이스를 크게 만들고 강한 금속으로 아주 얇게 만들면 되는 것이다.

그러나 거리를 증가 시키는 것은 금속의 강도지 경도는 아니다. 따라서 표면을 특수 처리하여 비거리를 늘리려는 것은 전혀 의미가 없다. 경도의 효과는 실제로는 강도의 효과이다. 비거리 향상에 확실히 도움이 되려면 클럽페이스 전체의 강도가 커져야 한다. 표면 코팅 같은 것은 도움이 되기에는 너무 얇다.

다시 말하지만 강도가 높은 금속을 사용하는 이점은 더 크고 가볍게 만들 수 있다는 점 뿐이며 현재 있는 클럽을 구조의 변경 없이 어떠한 처리를 하더라도 거리 증가에는 보탬이 되지 않는다는 것이다.