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2009年,速比濤的研究團隊開始集思廣益,尋找創新的方法來幫助游泳運動員遊得更快。此前18個月內,聚氨酯全身泳衣促成了驚人數量的游泳世界紀錄,但已被禁止使用。為了跳出固有思維模式,速比濤的代表們在實驗室外與學者、教練和研究顧問會面,地點包括酒店、會議中心,甚至英國鄉村別墅,以激發靈感,這些靈感更多地受到復仇者隊長的啟發,而不是馬克·斯皮茨。
速比濤位於英國諾丁漢的Aqualab研究經理喬·桑特里說:“圍繞瘋狂而古怪的想法進行了大量的對話。” “最初提出的草圖概念看起來像一套超級英雄套裝,包括時尚的泳帽、泳鏡和泳衣組合,放在漫威漫畫中也不會顯得格格不入。”
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他們試圖取代現在聲名狼藉的全身LZR泳衣。這款泳衣被稱為“橡膠泳衣”,它將游泳運動員的身體壓縮成一個流線型的管狀,並困住空氣,增加浮力並減少阻力。速比濤表示,2008年奧運會上98%的獎牌都是由穿著LZR泳衣的游泳運動員獲得的。邁克爾·菲爾普斯穿著這件泳衣在北京奧運會的八個專案中打破了七項世界紀錄,但他對這項禁令表示讚賞。
自2010年生效的新規則只允許使用“短泳褲”,男士泳褲從膝蓋到肚臍,女士泳褲從膝蓋到肩膀。面料必須透氣,泳衣不得有任何緊固裝置,如拉鍊,這是對2008年奧運會後開始製造類似潛水服的氯丁橡膠泳衣的公司的回應。
最終,速比濤決定不僅要重建泳衣,還要建立一個“競賽系統”,聲稱該系統將泳衣和泳鏡以及泳帽結合在一起協同工作,以減少阻力並提高效能。
在Aqualab,研究人員花費了四年時間和55,000工時,生產出速比濤稱之為Fastskin 3系統的產品。由19人組成的內部團隊,加上外部專家,與流體動力學專家、飛機工程師和奈米紡織品生產商進行了交談。他們請教了運動機能學、生物力學、流體動力學專家,甚至還有一位運動心理學家,他建議在泳鏡鏡片上採用藍灰色調,以營造平靜和專注的感覺。他們嘗試了“六頂思考帽”的頭腦風暴方法,用綠帽子表示攻擊問題的創造性方法,用黑帽子表示這些想法的可行性。他們“反向頭腦風暴”,設想如何用超大尺寸的泳鏡和一件壓縮身體導致部分突出、產生阻力的泳衣,使游泳運動員遊得儘可能慢。想法越瘋狂越好。
桑特里說:“這會開啟你的思路。” “我們都有自己習慣的嚴格思維方式。我們使用這些技巧來提取有趣的 facts 並圍繞想法展開工作。”
他們對運動員進行了3D掃描,建立了虛擬化身,以便計算流體動力學軟體可以揭示湍流和阻力產生的位置,這類似於賽車隊使用的空氣動力學建模。桑特里說:“我們發現頭部和泳鏡在身體頂部產生了巨大的湍流,這減慢了游泳運動員的速度,並降低了泳衣的效果。” “因此,很像一級方程式賽車,它有一個機翼可以讓你設定氣流,我們意識到我們需要為游泳運動員做類似的事情。”
這開始了該系統最具革命性的方面:重新設計泳鏡和泳帽。他們掃描了來自世界各地的運動員的頭部,並將結果合併到一個軟體程式中,以生成平均頭部形狀,該形狀適合95%的人。桑特里曾為腳踏車手開發過頭盔,他注意到計時賽車手使用空氣動力學水滴形狀。他們設計了一款游泳帽,其作用類似,為女性的頭髮建造了一個空間,在後腦勺上形成一個尾巴。
桑特里補充說:“從在北京進行的研究中,我們知道泳鏡和泳帽會產生很大的阻力,但這一次我們擁有了內部專業知識和時間,可以從頭開始生產一款研究驅動型泳鏡。” “這讓我們真的可以在那個領域玩耍,並將瘋狂的超級英雄式草圖變為現實。”
Aqualab的一臺新的3D印表機在幾小時內製造出了泳帽和泳鏡的原型進行測試,而不是將圖紙傳送給製造商並等待數週或數月。桑特里說:“過去,我們無法對原始設計進行太多更改。” “透過這個過程,我們從頭到尾徹底革新了泳鏡。”
對於泳衣,該團隊花了一年時間發明了一種新的面料,該面料在其表面產生壓縮變化,在某些區域編織了更多的萊卡。最終,Fastskin就像類固醇版的塑身內衣,對身體的壓縮力是LZR的三倍。這款泳衣對胃部的收縮力最小,而對胸部、臀部和髖部的收縮力最大,試圖將游泳運動員塑造成一個完美的管狀。
速比濤已為Fastskin-3申請了九項專利。該公司表示,世界上只有六臺機器能夠生產這種壓縮面料;該公司擁有所有這些機器。
在測試的最後階段,穿著泳衣的運動員在荷蘭InnoSportlab De Tongelreep的一個高科技泳池實驗室中被水下攝像機和阻力測量系統記錄下來。速比濤聲稱,與標準泳衣相比,Fastskin-3將被動阻力(游泳運動員的身體保持流線型姿勢時產生的阻力)降低了16.6%,將主動阻力(水面阻力)降低了5.2%。透過測量游泳運動員拉動水下梯子時身體進出的氧氣,愛荷華州立大學的研究人員報告稱,該系統將氧氣利用率提高了11%。
桑特里說:“這就像汽車的每加侖英里數。” “你可以以相同的速度游泳,但使用更少的燃料。這讓游泳運動員可以更努力、更持久地遊。”
速比濤掃描了其主要運動員,建立了一個3D虛擬化身來確定泳衣的尺寸。僅僅是穿上Fastskin就需要運動能力。一些女游泳運動員報告說,她們從袖孔穿入泳衣,第一次嘗試時花了她們多達一個小時才扭動進去。桑特里說,經過練習,可以在10到15分鐘內完成。“第一次做的時候,會感到 daunting,”他補充道。“泳衣的壓縮性很強。感覺有點陌生。”
這種緊身管狀的貼合度在500米比賽中能幫助游泳運動員快多少?“我們還沒有深入到那個細節,”他回答說。“當你在比較泳衣時,有太多不同的因素。”
他指出,菲爾普斯、麗貝卡·阿德靈頓和瑞安·洛赫特最近幾個月使用該系統游出了他們多年來的最佳成績(他們都與速比濤有利潤豐厚的贊助協議;菲爾普斯因其2008年的表現獲得了100萬美元的獎金,他將這筆錢捐給了慈善機構)。
但最終,證明將在倫敦的泳池中出現。桑特里希望去倫敦觀看幾場比賽。與此同時,他已經在為2016年裡約奧運會的下一代泳衣而努力。“我們有一些出色的想法正在推進,”他說,“但我恐怕它們目前都是保密的。”
此專題報道由我們的內容合作伙伴Smithsonian.com友情提供,為您帶來您想了解的關於夏季奧運會的一切資訊,並且是其奧運會指南報告的一部分。