奧運健兒的新裝

高科技服裝或將決定誰能摘金

在今年夏天雅典奧運會中,興奮劑的使用可能是最引人注目的爭議。但第二個令人關注的問題是,是否有一種完全合法的方式來獲得制勝優勢:即,由高科技面料製成的緊身速泳衣是否會決定哪位運動員能夠贏得獎牌。這些新服裝在游泳等備受矚目的賽事中最引人注目,但賽艇運動員和腳踏車運動員也在穿著它們。儘管對於不經意的觀察者來說,這些服裝可能會讓人聯想到下一部《蜘蛛俠》電影的服裝,但它們更多地是關於它們減少阻力並從而提高速度的能力,而不是美觀。在金牌和銅牌之間的差距以十分之一秒來衡量的比賽中,運動員穿著的速泳衣可能會成為贏得獎牌與否的區別。

製造商投入了大量精力來開發各種減少阻力的方法。在游泳領域,這種競爭最為激烈。如今,任何穿著小三角泳褲出現在泳池的人都是輸家。速泳衣是必不可少的。速比濤(Speedo)、泰爾(Tyr)和耐克(Nike)都生產速泳衣,但兩大市場領導者速比濤和泰爾之間的競爭將最為激烈,因為兩家公司都採用了不同的方法來快速在水中移動。

在泳衣的對決中,賭徒可能會把錢押在速比濤身上,因為它在生產速泳衣方面擁有最豐富的經驗,而且極有可能帶回一堆獎牌的美國游泳運動員邁克爾·菲爾普斯將穿著該品牌的泳衣。菲爾普斯在雅典使用的速比濤 Fastskin FSII 泳衣是對四年前在澳大利亞悉尼奧運會上使用的速比濤第一代泳衣的重大改進。“最初的Fastskin泳衣限制性太強,”另一位將穿著升級版速比濤泳衣的美國游泳運動員萊尼·克拉澤爾伯格說。“我能感覺到不同,”菲爾普斯表示同意。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於當今塑造我們世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。


Fastskin FSII 從鯊魚身上汲取靈感,並利用計算機進行執行。泳衣開發人員注意到,雖然鯊魚的身體非常流線型,但其皮膚的形狀和紋理在身體各處有所不同,與不同的流動條件相對應。例如,粗糙的皮齒在鯊魚的鼻子上發現,而較光滑的皮齒則位於較後方,反映了身體不同部位的流動差異。

為了研究人體游泳時流動特性的變化,速比濤採用了為一級方程式賽車開發的計算流體動力學(CFD)軟體。CFD 軟體用於建立虛擬水槽。接下來,使用 CyberFX 虛擬人體模型(也用於製作《蜘蛛俠》和《駭客帝國》等電影的軟體)新增虛擬游泳運動員。研究人員還在真實水槽中使用了真實的人體模型和運動員進行了測試。

計算機建模顯示,摩擦阻力佔水下游泳運動員總阻力的 29%,遠高於之前認為的 10%。為了對抗摩擦阻力,速比濤使用了不同的織物,排列方式模仿鯊魚皮,並根據所使用的泳姿改變圖案。該公司還為男性和女性開發了不同的泳衣。一種名為 Fastskin 的織物就像氨綸一樣壓縮身體並限制肌肉振盪。Fastskin 的設計旨在透過建立類似於鯊魚皮膚上的脊和谷來減少摩擦阻力——水滑過脊,並跳過它們之間的產生阻力的谷。在身體彎曲的部位,另一種名為 Flexskin 的氨綸材料(透過低調縫線連線到其他織物)可實現更大的活動性。速比濤泳衣在前臂內側也採用了鈦矽鱗片,可在划水時更好地抓住水。最後,胸部的橡膠凸起有助於減少另一種稱為壓力阻力的阻力。速比濤聲稱,總體效果是男性被動阻力減少 4%,女性減少 3%。

但是,泳衣製造商泰爾認為速比濤完全錯了。布法羅大學特殊環境研究與教育中心(CRESE)(該機構的客戶包括美國海軍海豹突擊隊和美國國家航空航天局)的教授,泰爾 Aqua Shift 泳衣的發明者之一大衛·彭德加斯特認為,要在水中游得更快,你需要增加摩擦阻力,而不是減少摩擦阻力。在特殊的甜甜圈形泳池(一條可以連續游泳的車道寬的環路)中研究游泳運動員後,彭德加斯特發現,增加摩擦阻力可以減少兩種更不利的阻力:由身體形狀引起的壓力阻力和游泳者產生的尾流波浪阻力。摩擦阻力通常在較低的速度下發生,而當游泳者移動得更快時,就會遇到壓力阻力和波浪阻力。

為了增加摩擦阻力,Aqua Shift 泳衣使用了三個高度相等的凸起環,稱為導流線,放置在身體周長最大的地方——一個在小腿周圍,另一個在臀部周圍,第三個在胸部周圍。總體效果是讓水更靠近身體,從而最大限度地減少水的阻力。這個想法並不新鮮。在 1994 年冬季奧運會之前,速滑滑雪服制造商 Spyder 開發了一款帶有凸起滾邊的滑雪服,增加了摩擦阻力。Spyder 滑雪服被禁止參加當年的奧運會,因為它被認為為穿著者提供了不公平的優勢,而且該滑雪服僅供美國滑雪運動員使用。然而,新的速泳衣可供所有游泳運動員使用。泰爾聲稱其 Aqua Shift 泳衣將減少 10% 的阻力,這一成就將使速比濤黯然失色。如果邁克爾·菲爾普斯的多枚獎牌爭奪戰受挫,那可能是因為游泳運動員穿著泰爾 Aqua Shift 泳衣。另一方面,如果領獎臺上的三個位置都被速比濤的穿著者佔據,那麼泰爾 Aqua Shift 泳衣誕生的甜甜圈形泳池將成為其失敗努力的象徵。

與此同時,耐克在 7 月下旬仍在開發其 Swift Suit 設計,但它也在專注於減少摩擦阻力。耐克可能在水外感覺更舒服,這僅僅是因為它與一位名叫邁克爾的籃球明星和名為 Air Jordans 的運動鞋的歷史有關。耐克的 Swift Suit 是在悉尼奧運會上首次亮相的緊身田徑服的延伸。已經開發了適用於速滑和腳踏車的變體。環法腳踏車賽之王蘭斯·阿姆斯特朗穿著一件耐克製造的 4 盎司球衣,其背面採用輕質網眼,肩部採用凹凸材料,以減少阻力。

加拿大賽艇隊將在本屆奧運會上最創新地使用速泳衣。運動員將穿著紅色和白色的帶兜帽無袖連體服,其中所有接縫都推到前面,並且織物本身會將汗水從皮膚上吸走,以便快速蒸發。耐克表示,僅兜帽就可以減少 3% 的阻力,這相當於在 2000 米比賽中大約減少 8 英尺。加拿大人將是奧運會中唯一穿著帶兜帽速泳衣的賽艇運動員。(耐克通常更喜歡無袖泳衣,因為它認為它們為手臂運動提供了更大的自由度。)

最終,速泳衣很可能會將穿著者變成某種超級英雄。順便說一句,如果您渴望擁有奧運游泳運動員的時尚感,預計要為這件服裝支付大約 400 美元。當然,您仍然可以像過去那樣剃掉身上的毛髮。只是你看起來不會那麼酷。

© .